本文用枯草芽孢杆菌B53(Bacillus subtilis 53)发酵生产聚γ-谷氨酸,发酵液经乙醇、丙酮沉淀,透析除离子,冷冻干燥得到成品。由于发酵所得聚谷氨酸分子量为10万~100万,不适合做药用载体(一般为2万~ 6万),故将其在pH值3.0,温度80℃的条件下水解8 h,大分子量的聚谷氨酸降解为低分子量的聚谷氨酸。经膜过滤截留分子量为1万~10万的低聚谷氨酸,用乙醇离心沉淀、透析、冷冻干燥得到纯的低聚谷氨酸。所得低聚谷氨酸其分子量经SDS-PAGE得到验证。以低聚谷氨酸为原料,将其与氯化钙反应制备低聚谷氨酸钙螯合物。通过单因素试验,研究低聚谷氨酸与游离钙不同质量比、pH值、反应温度及时间对低聚谷氨酸钙螯合率的的影响,找到对螯合率影响较大的因素:质量比、pH值、反应温度。运用正交试验设计对影响螯合率较大的因素进行条件优化,获得最佳络合条件:低聚谷氨酸与钙质量比为9∶4,pH7.0,反应温度为80℃,反应时间为60 min,此时螯合率达到91.05%。通过比较螯合前后产物红外光谱图,表明实验合成的低聚谷氨酸中的羧基参与配位形成钙螯合物,证明了低聚谷氨酸钙的生成。通过本研究可得到一种新型氨基酸螯合钙补钙剂。采用小鼠对低聚谷氨酸钙进行钙代谢实验。取KM小鼠30只,分成三组,实验I组喂低钙饲料,为对照组;实验Ⅱ组喂低钙饲料并灌胃0.2 mL钙浓度为8 mg/mL的碳酸钙溶液,为碳酸钙组;实验Ⅲ组喂低钙饲料并灌胃0.2 mL钙浓度为8 mg/mL的低聚谷氨酸钙溶液,为低聚谷氨酸钙组。喂养3周,并进行3 d钙代谢试验。结果表明,对照组钙吸收率为41.98%,碳酸钙组为63.39%,后者比前者提高20%左右。低聚谷氨酸钙组为83.52%,比对照组提高近42%,比碳酸钙组提高20%,可看出低聚谷氨酸钙在小鼠体内的吸收存留率高,其良好溶解性和持续缓慢释放钙离子的特性促进了钙吸收。碳酸钙组和低聚谷氨酸钙组小鼠的血钙含量均极显著高于对照组(P<0.01),低聚谷氨酸钙组比碳酸钙组有一定程度的增加(P>0.05)。可见低聚谷氨酸钙有良好的补钙效果。碳酸钙组和低聚谷氨酸钙组小鼠的股骨长度、股骨重量和股骨钙的含量均极显著高于对照组(P<0.01)。小鼠股骨钙的含量低聚谷氨酸钙组极显著高于碳酸钙组(P<0.01)。表明低聚谷氨酸钙在骨组织中有较好的利用率,可以作为一种良好的钙源加以开发利用。