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超声波辅助法制备牛骨源柠檬酸钙的工艺优化
摘要
钙是人体和动物体内非常关键的元素，钙的不足或缺乏会导致多种疾病。因此，钙的摄入量对人体健康非常重要。目前，柠檬酸钙是一种重要的钙源，具有易吸收、易溶、易消化等优点。本研究采用超声波辅助法制备牛骨源柠檬酸钙，通过改变超声波功率、反应时间、柠檬酸用量等工艺条件来进行优化，得到了最优参数：超声波功率400W，反应时间120min，柠檬酸用量5mol/L。用XRD、FT-IR、TGA、SEM等手段对样品进行表征，结果表明所得柠檬酸钙纯度高，颗粒均匀，分散性好。本研究结果可为超声波辅助法制备牛骨源柠檬酸钙提供参考。
关键词：超声波辅助法，柠檬酸钙，工艺优化，表征
Abstract
Calciumisaveryimportantelementinhumanandanimalbody.Insufficientorlackofcalciumcanleadtoavarietyofdiseases.Therefore,theamountofcalciumintakeisveryimportantforhumanhealth.Currently,calciumcitrateisanimportantsourceofcalcium,whichhastheadvantagesofeasyabsorption,solubilityanddigestion.Inthisstudy,cowbone-derivedcalciumcitratewaspreparedbyultrasound-assistedmethod,andtheprocessconditionswereoptimizedbychangingthepowerofultrasound,reactiontime,citricaciddosageandotherfactors.Theoptimalparameterswereobtained:ultrasoundpowerof400W,reactiontimeof120min,citricacidconcentrationof5mol/L.ThesampleswerecharacterizedbyXRD,FT-IR,TGA,SEMandothermethods.Theresultsshowedthatthecalciumcitrateobtainedhadhighpurity,uniformparticlesize,andgooddispersion.Theresultsofthisstudycanprovideareferencefortheultrasound-assistedpreparationofcowbone-derivedcalciumcitrate.
Keywords:ultrasound-assistedmethod,calciumcitrate,processoptimization,characterization
1.引言
钙是人体和动物所必需的元素之一，它对维持正常生命活动和生长发育起到了关键性的作用。人体内的钙含量约为1-2kg，大约99%存储在骨组织中。缺乏钙会导致骨质疏松等疾病，因此保证摄入足够的钙是非常重要的。目前普遍使用的钙补充剂一般为碳酸钙、氢氧化钙等化学合成的物质，但这些物质的生物利用度低，且易在人体内形成结石等不良影响。因此，开发一种易吸收、易溶、易消化的钙源尤为重要。
柠檬酸钙是一种重要的钙源，它有很好的溶解性，与某些食品中的铁、锌等元素发生络合，可以提高这些元素的吸收率。目前，生产工业用的柠檬酸钙一般采用化学合成的方法制备，但这种方法对环境有一定的污染。近年来，通过生物资源的开发，采用天然来源的材料制备柠檬酸钙备受关注。
牛骨是含有丰富钙元素的天然资源，因此将牛骨白垩化后得到的钙盐在制备柠檬酸钙时被广泛应用。超声波是一种高效能、无污染的非热化学反应技术，可提高反应速率和产品质量，成为制备柠檬酸钙的重要方法之一。
本研究采用超声波辅助法制备牛骨源柠檬酸钙，并对工艺条件进行优化，得到最佳工艺条件。最后，对制备的产品进行表征，以探究制备条件对样品结构、形态及物化性质的影响。
2.实验部分
2.1实验材料
牛骨粉（分子生物学级），柠檬酸，氢氧化钠，去离子水。
2.2实验仪器
数字式控制超声清洗机（KQ-250DE高功率超声波清洗机），紫外-可见分光光度计（TU-1810），热重分析仪（TGA/SDTA851e），扫描电镜（SEM，JSM-6510）。
2.3实验方法
2.3.1超声波辅助制备牛骨源柠檬酸钙
以牛骨粉为原料，加入适量的柠檬酸和一定量的氢氧化钠，分别将溶液装入超声波反应器中，通过控制超声波的功率和反应时间，制备牛骨源柠檬酸钙。
2.3.2表征
用XRD分