技术领域
[0001] 本
发明涉及一种可用于动植物补铁的绿藻多糖铁复合物及其制备方法,具体涉及一种以绿藻多糖与高价铁为原料的多糖铁复合物制备方法,属于金属络合物领域。
背景技术
[0002] 铁是植物、动物以及人体必需的微量元素。铁对植物叶绿素的合成和促进许多酶的活性是必不可少的,因而铁对于促进植物的光合作用、呼吸作用、物质和
能量的代谢起着重要的作用。在动物和人体中,铁是血红蛋白的组成成分,血红蛋白参与
氧的运输和存储。由于体内铁的储存不能满足正常红细胞生成的需要而发生的贫血称为缺铁性贫血。同时铁为
机体内各种酶所必须,也是合成嘌呤的必须物质,直接参与人体能量代谢,影响机体免疫。
[0003] 无机铁制剂极易被氧化或形成沉淀,尤其是在氧化态和中性到
碱性
土壤中,离子态的铁浓度非常低,供给的无机铁远低于植物的需要。同时无机铁会对机体胃肠道产生刺激,易引起便秘、恶心、腹泻等
副作用,也不利于动物和人体的吸收。另一方面,关于植物吸收铁的机制虽然有多种说法,但总的来看其吸收过程为,铁离子先与植物分泌的一些络合剂(如
柠檬酸)形成络合物,以络合形态达到根表,被吸收到细胞内,因此螯合铁比游离铁更有利于植物的吸收。而铁在动物机体内的吸收也是通过络合物的形式,亚铁离子首先要与肠内容物中的维生素C、某些糖及
氨基酸形成络合物,再在十二指肠及空肠吸收。因此,补铁制剂也由原来的无机铁逐步发展为有机铁、络合铁,其中多糖铁是一种理想的补铁剂,性质稳定,在生理pH下不易分解,也不会聚合,而以可溶性形式存在,吸收率高。
[0004] 在多糖铁复合物中,作为配体的多糖可以是低聚
葡萄糖、当归多糖、红枣多糖等,而多糖含量丰富的绿藻也是一种理想、廉价的多糖配体来源。在藻类植物中,绿藻
门是种类最多的一门,广泛分布于海洋,湖泊和江河中,富含多糖、
蛋白质、脂肪、维生素和矿物质等,其中
水溶性
硫酸多糖含量最高,常见有两类:木糖-阿拉伯糖-半乳聚糖和葡萄糖
醛酸-木糖-鼠李聚糖。这些多糖普遍具有降血脂、抗氧化、抗病毒以及增强免疫
力的
生物活性。绿藻多糖也可以被植物吸收,能增强植物的抗旱、抗寒、抗盐能力。绿藻分布广泛,价格低廉,其中蕴含大量
水溶性多糖,拥有独特的生物活性,无毒性,是一种理性的多糖铁制备配体原料。
发明内容
[0005] 为了克服
现有技术中无机铁制剂的技术不足,本发明提供一种可用于动植物补铁的绿藻多糖铁复合物及其制备方法,。
[0006] 为实现上述目的,本发明技术方案如下:的主体工艺包括绿藻多糖的提取和多糖与高价铁的络合反应,其中
[0007] 1)绿藻多糖提取:绿藻干燥
粉碎后,加入10-20倍体积的水,调pH为9.0-12.0,60-80℃下搅拌提取2-4小时,连续提取2-3次后提取液合并,使用750目
滤布过滤得到绿藻多糖提取液;
[0008] 2)绿藻多糖铁复合物的制备:向其中加入柠檬酸调节绿藻多糖提取液的pH 为6.5-9.0,将溶液升温至70-90℃,向其中缓慢滴加2mol/L的氯化铁或硫酸铁溶液,直至产生棕红色沉淀,于70-90℃下继续搅拌反应2-6小时,反应液在3500rpm转速下离心10-20分钟,上清液过纳滤膜得到纳滤浓缩液,将纳滤浓缩液
喷雾干燥,即得绿藻多糖铁复合物。
[0009] 如上所述的绿藻多糖铁复合物的制备方法,所述纳滤膜的截留分子量为300-500Da。其中所述的上清液可多次过纳滤膜,直至浓缩液电导率<30us/cm。
[0010] 上述所述的绿藻多糖铁复合物可以用于制备
饲料添加剂或生物
肥料。其可以用于动植物补铁。本发明
实施例3绿藻多糖对菠菜生长的影响实验表明,叶喷绿藻多糖铁、EDTA铁钠均能不同程度增加菠菜
叶片数、叶色值、叶片厚度以及菠菜干重,其中叶喷铁肥在增加叶片厚度及增加菠菜干重上也有较好表现,绿藻多糖铁的优势更为明显。
[0011] 本发明与现有技术相比,技术优势在于:
[0012] 1)所制备得到的绿藻多糖铁复合物克服了无机铁制剂极易被氧化或形成沉淀的技术不足,以及对机体胃肠道产生刺激,易引起便秘、恶心、腹泻等副作用,更适宜动植物补铁使用。
[0013] 2)所述的绿藻多糖铁复合物制备工艺简单,原料易得,适合大规模在工业上应用。
[0014] 3)所述的绿藻多糖铁复合物能增强植物的抗旱、抗寒、抗盐能力,且有降血脂、抗氧化、抗病毒以及增强免疫力的生物活性。
附图说明
[0015] 图1浒苔多糖铁应用于缺铁小鼠的实验中对血红蛋白含量的影响
[0016] 具体实施方式:
[0017] 实施例1:浒苔多糖铁复合物的制备方法
[0018] 取过60目筛的浒苔干粉1kg,加入10L水,调pH 9.5,升温至80℃,搅拌提取3小时,反复提取2次,合并提取液,使用750目滤布板框过滤后中和至中性。向滤液中加入柠檬酸,搅拌溶解,升温至70℃,保持pH在 6.5-8.0之间,并滴加2 mol/L三氯化铁溶液,至产生棕红色沉淀为止,继续在70℃下搅拌反应2小时。反应液在3500rpm转速下离心10分钟,上清液用纳滤设备除盐,所述纳滤膜的截留分子量为300 Da,待纳滤浓缩液电导率为18us/cm时喷雾干燥,得到浒苔多糖铁复合物。
[0019] 实施例2:刺松藻多糖铁复合物的制备方法
[0020] 新鲜刺松藻,洗净后晾晒2天,60℃烘干,取500g粉碎并过40目筛,加入10L水,调节pH为12.0,升温至70℃,搅拌提取2小时,重复3次,使用750目滤布板框过滤得到刺松藻多糖提取液。向滤液中加入柠檬酸,升温至70℃,调节并保持pH 7.5-8.5,边搅拌边滴加2mol/L三氯化铁溶液,至产生棕红色沉淀,维持反应
温度为70℃继续搅拌反应3小时。反应液在3500rpm转速下离心10分钟,上清液通过截留分子量500Da的纳滤膜,反复滤过至浓缩液电导率为12us/cm,喷雾干燥,得到刺松藻多糖铁复合物。
[0021] 实施例3:绿藻多糖铁对菠菜生长的影响
[0022] 供试肥料为绿藻多糖铁、EDTA铁钠。试验分3个处理(多糖铁组(按实施例1制备工艺制得)、EDTA铁钠组、清水对照组),每个处理2重复,每个重复种10株菠菜,施用肥料用水稀释1000倍后,每隔7天进行叶喷处理,喷施1周后进行各指标测定,最后一次喷施后1周,将全部菠菜
收获,测定干重,结果如下表所示。
[0023] 表1绿藻多糖对菠菜生长的影响
[0024]
[0025] 在本实验条件下,叶喷绿藻多糖铁、EDTA铁钠均能不同程度增加菠菜叶片数、叶色值、叶片厚度以及菠菜干重,其中叶喷铁肥在增加叶片厚度及增加菠菜干重上也有较好表现,绿藻多糖铁的优势更为明显。
[0026] 实施例4:浒苔多糖铁应用于缺铁小鼠的实验研究
[0027] 实验对象:缺铁小鼠
[0028] 使用药品:浒苔多糖铁(实施例1制备)、红源达(阳性对照药)、硫酸亚铁[0029] 实验小鼠分6组,正常小鼠对照组、缺铁小鼠对照组、阳性对照组(红源达)、硫酸亚铁组、浒苔多糖铁组,每日对小鼠进行相应药品灌胃(正常小鼠组合缺铁小鼠组以等量清水灌胃),灌胃2周后,检测小鼠血液中血红蛋白变化情况。
[0030] 图1为浒苔多糖铁应用于缺铁小鼠的实验中对血红蛋白含量的影响。由实验结果可以看出,浒苔多糖铁对缺铁小鼠灌胃两周后,小鼠血液中血红蛋白含量已经接近正常水平,且效果与阳性对照组相当。无机铁盐(硫酸亚铁)灌胃的小鼠,血红蛋白含量没有明显的变化,大部分亚铁离子被氧化、沉淀后直接通过
粪便排出(由小鼠粪便中检出),且伴随有明显的便秘现象。由此可见,无机铁盐在动物体内的利用率极低,且会出现便秘等副作用,绿藻多糖铁作为一种有机络合铁,可以有效的提高缺铁小鼠的血红蛋白含量,与
治疗缺铁性贫血的药品(红源达)作用效果相当。
[0031] 实施例5:绿藻多糖铁应用于母猪及其仔猪
[0032] 实验对象:产期相近的妊娠母猪24头,随机分为3组
[0033] 使用药品:刺松藻多糖铁(实施例2制备)、牲血素(阳性对照药)[0034] 实验分3组,对照组饲喂
基础日粮,阳性对照组饲喂基础日粮+注射牲血素,绿藻多糖铁组饲喂基础日粮+刺松藻多糖铁1kg/t。
[0035] 表2 绿藻多糖铁对母猪产仔数及仔猪成活率、体重的影响
[0036]组别 窝产仔数 成活率 窝产活仔均重
对照组 10±1.22 85.92 1.21±0.05
阳性对照组 11±0.78 95.75 1.27±0.07
绿藻多糖铁组 11±0.41 95.43 1.39±0.06
[0037] 表2为绿藻多糖铁对母猪产仔数及仔猪成活率、体重的影响。可以看出,绿藻多糖铁的吸收率高,饲喂妊娠母猪后,通过胎盘屏障使更多的有机铁传递给
胎儿,因而仔猪出生时体内铁贮存较多,使血液中免疫球蛋白浓度提高,从而改善仔猪出生时的生命力和健康状况。绿藻多糖铁组的窝产仔数有所增加,并大幅提升成活率,效果与注射牲血素相当;同时绿藻多糖铁柱活仔均重提升明显,比对照组高14.9%,比注射牲血素的阳性对照组高9.45%。