CN114711432A - 水溶钙及其制备方法和钙剂及水溶钙的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物保健、医药领域，公开了水溶钙及其制备方法和钙剂及水溶钙的应用。水溶钙的制备方法，包括：将化合固定钙与化合酸充分混合反应得到水溶钙，水溶钙由酸性柠檬酸二氢钙和酸性磷酸二氢钙中至少一种组成。优选地，水溶性混合钙钙剂，其特点是:其中钙的质量和磷的质量之比为Ca:P＝2:X(0≤X＜1)。在保让钙的比例为2的基础，调整磷在0‑1间调整，以适应在补钙人群对磷的需要，例如:不同年龄段、因病或运动产生钙流失产生的电解质稳乱，尿毒症血透病人等。水溶性混合钙，对生物补钙而言，不占用或极少占用胃酸，可直接被生物所吸收。本申请提供的水溶钙可制成多种剂型，可应用于饮料以及治疗钙缺乏疾病的药物中。

Description

水溶钙及其制备方法和钙剂及水溶钙的应用

技术领域

本发明涉及生物保健品、医药领域，具体而言，涉及水溶钙及其制备方法和钙剂及水溶钙的应用。

背景技术

众所周知，Ca是不能合成的是自然产物。动物和人所需的Ca只能摄入食物吸收补充，人体Ca元素补充是通过胃酸对食物含有的Ca分解为游离Ca通过大肠和小肠吸收。人体胃酸是生物本体维护生命的一种自然功能,它满足适应于人体自然食物摄入所需的消化功能的需求,如果摄入食物需要的胃酸用量超出人体自然胃酸形成的数量而又没其它辅助增长胃酸食物条件，人体消化系统就会产生消化不良反应、食欲不振，甚至便秘、胃痛。

Ca是人体必须的元素之一，占人体重量的1.5～2.0％，人体在6个月至35岁期间都是吸收Ca源的峰值期，妇女因生理原因，吸收Ca源的要求比男性更大。人体Ca源主要靠从食物获取，但人类因地域性食物、饮食习惯差异从食物中获取得到的钙不同，如西方饮食中乳制品偏多，Ca源吸收比亚洲人较好，因乳制品中乳钙，是水溶性钙，易吸收；亚洲人食物多为谷物，Ca源吸收较差，补充Ca的需求较大。目前，我国传统的Ca源补充主要是碳酸钙为主，也有乳酸钙、葡萄糖酸钙等，这些钙都属于固定钙不能溶于水，它不能被人体直接吸收，它靠胃酸分解改变成游离钙才会被人体吸收，游离钙是水溶性的。

由于水溶性钙易被人体吸收，我们提倡喝牛奶补钙补蛋白，但牛奶中的钙含量并不高，一些高钙的饮品，奶粉，也人为添加一些固定钙，以提高钙含量,但固定钙是不溶于水的，相比于可溶性钙，其吸收效果并不太好。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供水溶钙及其制备方法和钙剂及水溶钙的应用。

第一方面，本申请实施例提供一种水溶钙的制备方法，包括：

将化合固定钙与化合酸充分混合反应得到水溶钙，水溶钙由酸性柠檬酸二氢钙和酸性磷酸二氢钙中至少一种组成；将化合固定钙与化合酸充分混合反应得到水溶钙是：

当水溶钙为柠檬酸二氢钙时，制备方法是将柠檬酸与柠檬酸固定钙按照比值≥2，加水混合熟化制得；

当水溶钙为磷酸二氢钙时，制备方法是将无机化合钙与磷酸按照质量比CaO/P₂O₅＝0.35～0.56的比值混合熟化制得；

当水溶钙为柠檬酸二氢钙和磷酸二氢钙的混合物时，制备方法是将柠檬酸、氢氧化钙以及磷酸二氢钙按照质量比4:1:1.5-1.7混合熟化制得；或者是将分别制得的柠檬酸二氢钙和磷酸二氢钙混合。

在可选的实施方式中，当水溶钙为酸性柠檬酸二氢钙时，柠檬酸与柠檬酸固定钙之比为2.1。

在可选的实施方式中，无机化合钙与磷酸按照质量比CaO/P₂O₅＝0.4～0.5的比值混合熟化制得。

在可选的实施方式中，CaO/P₂O₅＝0.48。

在可选的实施方式中，当水溶钙为柠檬酸二氢钙和磷酸二氢钙的混合物时，制备方法是将柠檬酸、氢氧化钙以及磷酸二氢钙按照质量比4:1:1.58混合熟化制得。

第二方面，本申请实施例提供一种水溶钙，采用上述任一实施方式提供的制备方法制得。

第三方面，本申请实施例提供一种钙剂，包括上述的水溶钙，其中Ca:P＝2:X(X＝0～1)。

在可选的实施方式中，钙剂为冲剂、片剂或口服液。

第四方面，本申请实施例提供一种固体饮料，包括上述的水溶钙。

第五方面，本申请实施例提供一种功能饮料，包括上述的水溶钙。

第六方面，本申请实施例提供治疗钙缺乏疾病的药物，其包括上述水溶钙。

本发明具有以下有益效果：

本申请提供的水溶钙的制备方法，使过量的酸与固定钙反应生成具有合适酸度带有游离氢离子的磷酸二氢钙和/或柠檬酸二氢钙(柠檬酸一钙)。当磷酸二氢钙和柠檬酸二氢钙中带有游离氢离子时，其亲水性增强，使制得的水溶钙可溶于水溶液中，成为生物可直接吸收的游离状钙离子。

本申请提供的水溶钙或水溶混合钙保让钙的比例为2的基础，调整磷在0-1间调整，以适应在补钙人群对磷的需要，例如:不同年龄段、因病或运动产生钙流失产生的电解质稳乱，尿毒症血透病人等。水溶性混合钙，对生物补钙而言，不占用或极少占用胃酸，可直接被生物所吸收。它与碳酸钙的吸收性能比较，仅需碳酸钙质量的50％，就达到碳酸钙补充钙的效果。没有摄入碳酸钙后的不良反应。

水溶性混合钙是一种新型的元素钙的补充剂，其优异的补钙性能，使补钙方便快捷，它可以制成片剂、冲剂、固体或功能性饮料、口服液保健食品等。如需要，可制备治疗钙缺乏疾病药物。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为验证本技术产品在生物摄入后的效果，生物试验过程设计方案图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本申请提供的水溶钙及其制备方法和钙剂及水溶钙的应用。

本发明提供的水溶钙的制备原理与方法：

本技术的原理是:让一些不能溶于水的碱金属有机或无机盐，用技术手段，在化合物中增加过量的氢离子，造成化合物物质的分子结构的不稳定，形成亲水性的游离结构，达到生物摄入消化系统中易吸收的目的。

水溶钙的制备方法可分为以下几种:

笫一种:

水溶钙为酸性柠檬酸二氢钙时，制备方法为：

将柠檬酸与柠檬酸固定钙按照比值≥2，加水混合熟化制得。

具体例如：取常规食品级柠檬酸固定钙100g，按柠檬酸与柠檬酸固定钙之比≥2混合并加入水，倍数越大，可溶于水中Ca的质量含量越低，反之则高。

优选的比值＝2或2.1。

更具体地，制备方法为：

按柠檬酸与柠檬酸固定钙比值＝2.1，取无水柠檬酸210g与100g食品级柠檬酸固定钙混合，混合均匀后，再向混合料中加入占混合料总的重量5-9％的水，采用雾状加水，边喷雾边搅拌均匀，加水量按混合料湿润均匀为佳，让混合料熟化时间最少2小时以上，在80-115℃烘箱中干燥，干燥后水份含量控制＜0.5％。所得到的水溶性柠檬酸钙，Ca＝7％，水中溶解量2g/100mlH₂O。

第二种：

水溶钙为磷酸二氢钙时，制备方法为：

水溶性磷酸钙制备方法取决含钙原料，原料可以磷酸钙、磷酸氢钙或磷酸二氢钙中任一种加磷酸反应生成，或是碳酸钙、氢氧化钙加磷酸反应生成，但关健在于氧化钙与五氧化二磷的质量比值的控制，CaO/P₂O₅＝0.35～0.56，比值越高，水溶性游离钙含量越低。比值越高，水溶性游离钙含量越低。

优选的CaO/P₂O₅＝0.4～0.5；

更优选是CaO/P₂O₅＝0.48；

当CaO/P₂O₅＝0.48时，水中溶解量约2g/100ml H₂O，当CaO/P₂O₅＝0.35时，水中溶解量约9g/100ml H₂O。

第三种：

水溶钙为柠檬酸二氢钙和磷酸二氢钙的混合物.

制备方法包括两种：

(1)采用食品级无水柠檬酸、食品级氢氧化钙和食品级磷酸二氢钙混合反应而。其混合比例为4:1:1.5-1.7。

优选的混合比例为4:1:1.5-1.7；

更优选的混合比例为4:1:1.58。

取比值4:1:1.58，用食品级无水柠檬酸80g，食品级氢氧化钙20g与常规食品级磷酸二氢钙固定钙固定钙31.5g，混合均匀后，再按无水柠檬酸固定钙与氢氧化钙和磷酸二氢钙的总的重量的25％加水，边喷雾边搅拌均匀，让其熟化小时后，在80-115℃烘箱中干燥，干燥后水份含量＜0.5％。所得到的水溶性柠檬酸钙，pH＝3.65、Ca＝11.54％，P＝5.85、水中溶解量2.2g/100mlH₂O。

(2)按照上述第一种方法和第二种方法分别制得酸性柠檬酸二氢钙和酸性磷酸二氢钙，然后将其混合。

本发明实施例提供的钙剂，其组分包括如前述实施方式的水溶钙，其含有带有游离氢离子的磷酸二氢钙和带有游离氢离子的柠檬酸二氢钙，考虑到生物补钙不同群体的需要，例如，年龄、性别，对P有限制的条件，其中钙的质量和磷的质量之比一般比例为:Ca:P＝2:X(X＝0～1,X≠0)。

上述推荐的剂型一般比例中,当X＝0，相当于制作方法一的产品，水溶性柠檬酸钙的产品，水溶性柠檬酸钙的特点为:无磷，P＝0，这款产品的优点是适应于忌磷或控磷的补钙人群，尿毒症，血透病人等。

上述推荐的剂型一般比例中，当0＜X＜1，是解决因病或运动产生钙流失产生的电解质稳乱，补钙中需控磷的补钙人群。

按生物一般正常成年所需的碱金属元素Ca和P比例，直接形成或伍配形成Ca和P元素比例达2:1的质量比例，即Ca:P＝2:1剂型。这个剂型的出发点，按常规补钙的人群。剂量仅用1/2碳酸钙的用量，可溶性钙的实验结果指标基本已就达到碳酸钙的补钙效果。人体成人每天Ca最大需求量建议为0.8g。

上述几种方法都可以制得水溶钙，而第三种方法可以制成水溶性混合钙，并且，水中溶解量≥2.0g/100mlH₂O。但针对准备成Ca:P＝2:1的钙剂剂型来说，第三种方法的法(1)呈现的工艺方法简捷，效率高。

在上述第三中方法中得到的水溶性混合钙，Ca和P元素比例达2:1的质量比例剂型，对生物摄入后，进入消化吸收效果与目前市面流通使用的碳酸钙的等量进行生物试验，以予验证它们在生物摄入后的效果。详述为实例6。

进一步地，本申请提供的钙剂可以是片剂、冲剂或是口服液。

进一步地，本申请提供的水溶钙可以应用于各种饮料中，例如固体饮料或功能饮料，或者应用于制备治疗钙缺乏疾病药物中。

本申请制得的水溶钙，没有或极小量占用胃酸，所以身体保持正常内分泌的消化系统，没有用碳酸钙补钙产生的副作用。用本申请提供的水溶性钙补钙，有助于生物的身高，得到增长。牲畜、家禽可以增大体型，提高产量，人类可提高平均身高。本申请提供的钙剂是补钙、吸收综合行之有效的剂型,是一种高效补钙的新型补钙钙源。本申请提供的水溶钙，在实际应用时与VD达配使用，效果就很显著，如果，再添加木糖纯或水溶性镁、钾、锌效果会更佳。

以下结合具体事例对本申请进行说明。

实例1

取常规食品级柠檬酸固定钙50g，按柠檬酸固定钙重量的2.1倍，取无水柠檬酸105g，在瓷皿中混合均匀后，在混合料中加入6g水，水用手执式喷雾器雾状喷洒，边喷雾边搅拌均匀，混合料湿润均匀后，用PE膜覆盖瓷皿，让混合料熟化2小时后，在100℃烘箱中恒温干燥2小时，所得到的水溶性柠檬酸钙，测试结果:水份0.35％。Ca＝7.12％，水中溶解量2.12g/100mlH₂O。

实例2

取常规食品级氢氧化钙，置于500ml烧杯中，氢氧化钙含量CaO＝95％，取数量为221g，加工艺水制成55％的水溶液。取CaO/P₂O₅＝0.54，搅拌中缓慢加入75％磷酸700g，形成中和液，继续搅拌均匀2h，彻底反应完成后，把中和液倒入500-600目滤袋中，置于离心机中，离心机转速凋到3000转，启动离心机，在8-10分钟中分离获得水溶性磷酸二氢钙滤饼。把滤饼在瓷盘中，手工尽可能捏松散，把瓷盘置于设定恒温185℃的干燥箱中，恒温干燥。如果，测干燥物的在800±25℃下灼烧30分钟，灼烧减量在≤14％,获的产物是无水水溶性磷酸二氢钙；灼烧减量在≤17％，获的产物是一水水溶性磷酸二氢钙。这个方法得的水溶性磷酸二氢钙，其以干基计，Ca＝15.77％，P＝17.66％，在水中溶解量3.75.0g/100mlH₂O。

实例3

取常规无水食品级磷酸二氢钙100g，置于瓷皿中，食品级磷酸二氢钙:Ca＝15.22％，P2O5＝53.5％。取CaO/P₂O₅＝0.38，取85％磷酸4.5g，稀释成50％酸。把50％酸用手执式喷雾器雾状喷洒磷酸二氢钙上，边喷雾边搅拌均匀，混合料湿润均匀后，用PE膜覆盖瓷皿，让混合料熟化2小时后，在100℃烘箱中恒温干燥2小时，所得到的水溶性磷酸二氢钙，测试结果：水份0.55％。Ca＝15.22％，P＝31.6％,水中溶解量8.9g/100mlH₂O。

该实例验证:在制取水溶性磷酸二氢钙中，当CaO/P₂O₅越低，制取的水溶性的钙物质中，水溶性游离钙离子组份含量越低，但在水中的溶解量越高

实例4

取实例1物料取2.2份，再取实例2物料取0.8份，设每份为100g，实例1物料为220g，220g实例1物料中质量含Ca质量含量为:220gx7.12％＝15.7g；实例2物料80g，80g实例2物料中质量含Ca质量含量为:15.77x0.8％＝12.6g，80g实例2物料中磷P的质量含量为：17.66x0.8％＝14.1g；三份物料混合均匀后共300g，300g混合料水溶性钙中，Ca质量含量为:15.7g+12.6g＝28.3g；300g混合料水溶性钙中，磷P的质量含量为:14.1g:300g混合料水溶性钙中，Ca和P元素比例达≈2:1的质量比，即Ca:P＝28.3:14.1＝2:1。

实例5

用食品级无水柠檬酸80g，食品级氢氧化钙20g与常规食品级磷酸二氢钙固定钙固定钙31.5g，混合均匀后，再按无水柠檬酸固定钙与氢氧化钙和磷酸二氢钙的总的重量的25％加水，边喷雾边搅拌均匀，让其熟化小时后，在80-115℃烘箱中干燥，干燥后水份含量＜0.5％。所得到的混合料水溶性钙，pH＝3.65、Ca＝11.54％，P＝5.85、水中溶解量2.2g/100mlH₂O,Ca和P元素质量含量比例达≈2:1的质量比,即Ca:P＝11.54:5.85＝1.97:1。

实例6

验证对于本技术制备的水溶性钙及推荐的钙的质量和磷的质量之比为1.8～2.2:1的剂型，在生物中的吸收效果，结果如下:

1.试验方案(详见附图1):

1.1受试样品

⑴水溶性混合钙。钙:磷Ca:P＝2:1。其中:Ca含量＝25.0％,P含量＝12.5％；

⑵碳酸钙。其中:Ca含量＝40.0％。

1.2实验动物

1.2.1动物喂养

60只出生4周左右(断乳)清洁级健康雄性SD大鼠，60-80g，按体重随机分为5组，每组10只。低钙饲料的配制依据《保健食品检验与评价技术规范(2003版)》。依据实验样品中钙的含量，以人体推荐量的5倍作为其中一个剂量组，另设两个剂量组，并设立一个与高剂量钙水平相同的碳酸钙剂量组。各组大鼠均摄入低钙饲料(150mg/100g饲料)，自由饮水(去离子水，避免饮水中获取钙)。4周后，动物经戊巴比妥钠麻醉，腹主动脉放血处死，取各待测骨骼进行测量。

1.2.2动物分组

试验共分为五组：

其中：

组1：低钙饲料组；

组2：水溶性混合钙样品低剂量组，在低钙饲料组基础上，灌胃给予低剂量样品；

组3：水溶性混合钙样品中剂量组，在低钙饲料组基础上，灌胃给予中剂量样品；

组4：水溶性混合钙样品高剂量组，在低钙饲料组基础上，灌胃给予高剂量样品；

组5：碳酸钙高剂量组，在低钙饲料组基础上，灌胃给予碳酸钙；

表1实验分组

组别	动物数(只)	饲料(g/kg.bw)	水溶性钙(g/kg.bw)	碳酸钙(g/kg.bw)
					组1	10	低钙料	/	/
组2	10	低钙料	低	/
					组3	10	低钙料	中	/
组4	10	低钙料	高	/
					组5	10	低钙料	/	高

1.2.3试验技术路线

具体技术路线如图1所示。

2.游离钙吸收试验的研究

实验方案如表2所示：

表2各组灌喂量

3.实验结果

3.1体重

表3各组小鼠体重情况

3.2体长

表4各组小鼠体长情况

组别	身长(cm，初始，n＝10)	体长(cm，第八周，n＝10)
			低钙饲料	13.27±0.26	20.52±0.21
低剂量可溶性钙	13.11±0.53	21.13±0.31
			中剂量可溶性钙	13.15±0.53	21.50±0.32
高剂量可溶性钙	13.26±0.34	21.83±0.44
			碳酸钙	13.20±0.28	21.28±0.41

3.3股骨长

表5各组小鼠股骨长情况

组别	股骨长(mm，第八周，n＝5)
		低钙饲料	32.55±0.78
低剂量可溶性钙	32.79±0.34
		中剂量可溶性钙	33.20±0.54
高剂量可溶性钙	33.65±0.30
		碳酸钙	32.71±0.70

3.4骨密度

表6各组小鼠骨密度情况

3.5骨钙含量

表7各组小鼠骨钙含量

4.实验结果结论:

从实验结果中看出:

综上，本申请实施例提供的水溶钙的制备方法，使过量的酸与固定钙反应，反应生成带有游离氢离子的磷酸二氢钙(即磷酸一钙)和/或柠檬酸二氢钙(柠檬酸一钙)。当磷酸二氢钙和柠檬酸二氢钙中带有游离氢离子时，其亲水性增强，使制得的水溶钙可溶于水溶液中，实现固定钙向水溶钙的转变。

总体，水溶钙在生物试验呈献的各个指标都优异碳酸钙，而且，水溶钙剂量仅用1/2碳酸钙的用量，可溶性钙的实验结果指标基本已就达到碳酸钙的补钙效果，说明，采用本申请提供的可溶性钙补钙，效率非常高，是一种新型补钙钙源。

白鼠的体重主要取决于进食量，从表3中可看到，白鼠喂食水溶钙在质量与喂食碳酸钙质量相同的状况，喂食水溶钙的白鼠体重比喂食碳酸钙体重增加3.35％,说明，用水溶钙补钙时没有或极小量占用胃酸，所以身体保持正常内分泌的消化系统，没有有用碳酸钙补钙产生的副作用，体重、体长得到正常生长和提高。

从表4、表5中可看到，使用水溶钙，仅用碳酸钙的50％的Ca质量，体长(身高)、股骨长增加率，白鼠就达到使用碳酸钙的同样生物的生长发育。水溶性钙补钙，有助于生物的身高，得到增长。牲畜、家禽可以增大体型，提高产量，人类可提高平均身高。

从表6、表7中可看到，仅用碳酸钙的50％的Ca质量，白鼠的骨密度、骨钙含量,就达到使用碳酸钙的同样的含量。

以上测试结果表明:采用本技术生产的混合水溶钙作补钙剂，在使用量相同的状况下吸收效果优于碳酸钙，甚至在使用量仅用50％，就达到使用碳酸钙的补钙效果。使用水溶钙补钙，不会产生使用碳酸钙时的副作用,而且可有效地提高生物内分泌及消化系统的功能，特别是在体长(身高)、股骨长增加上体现出其优异性。同时证明对生物的补钙，采用Ca:P＝2:1的剂型，是一个补钙、吸收综合行之有效的剂型,是一种高效补钙的新型补钙钙源。如果在生物的补钙的最佳补充期，使用本申请提供的水溶钙、钙剂，不仅可保证身体成长期的钙源需求,而且可增强钙源的富聚，有效预防老年期钙流失。

考虑到提高钙的吸收率，钙与Vd达配使用，可促进的吸收率。试验仅采用Ca:P＝2:1,以按生物钙与磷的所需比们达配，效果就很显著，如果，再添加Vd，木糖纯或镁、钾、锌效果会更佳。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水溶钙的制备方法，其特征在于，包括：

将化合固定钙与化合酸充分混合反应得到水溶钙，所述水溶钙由酸性柠檬酸二氢钙和酸性磷酸二氢钙中至少一种组成；将化合固定钙与化合酸充分混合反应得到水溶钙是：

当所述水溶钙为柠檬酸二氢钙时，制备方法是将柠檬酸与柠檬酸固定钙按照比值≥2，加水混合熟化制得；

当所述水溶钙为磷酸二氢钙时，制备方法是将无机化合钙与磷酸按照质量比CaO/P₂O₅＝0.35～0.56的比值混合熟化制得；

当所述水溶钙为柠檬酸二氢钙和磷酸二氢钙的混合物时，制备方法是将柠檬酸、氢氧化钙以及磷酸二氢钙按照质量比4:1:1.5-1.7混合熟化制得；或者是将分别制得的柠檬酸二氢钙和磷酸二氢钙混合。

2.根据权利要求1所述的水溶钙的制备方法，其特征在于，当所述水溶钙为柠檬酸二氢钙时，柠檬酸与柠檬酸固定钙之比为2.1。

3.根据权利要求1所述的水溶钙的制备方法，其特征在于，无机化合钙与磷酸按照质量比CaO/P₂O₅＝0.4～0.5的比值混合熟化制得；

优选地，CaO/P₂O₅＝0.48。

4.根据权利要求1所述的水溶钙的制备方法，其特征在于，当所述水溶钙为柠檬酸二氢钙和磷酸二氢钙的混合物时，制备方法是将柠檬酸、氢氧化钙以及磷酸二氢钙按照质量比4:1:1.58混合熟化制得。

5.一种水溶钙，其特征在于，采用如权利要求1～4任一项所述的制备方法制得。

6.一种钙剂，其特征在于，包括如权利要5所述的水溶钙，其中Ca:P＝2:X(X＝0～1)。

7.根据权利要求6所述的钙剂，其特征在于，所述钙剂为冲剂、片剂或口服液。

8.一种固体饮料，其特征在于，包括如权利要求5所述的水溶钙。

9.一种功能饮料，其特征在于，包括如权利要求5所述的水溶钙。

10.治疗钙缺乏疾病的药物，其特征在于，包括如权利要求5所述的水溶钙。

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