魚(yú)骨粉制備阿膠復(fù)合氨基酸螯合鈣工藝研究

徐鐘然++李淼++楊祥波

摘要：目的：本實(shí)驗(yàn)研究魚(yú)骨粉與阿膠復(fù)合氨基酸制備復(fù)合氨基酸螯合鈣的途徑，旨在探索出最佳螯合路線(xiàn)。方法：本試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)分析鈣與復(fù)合氨基酸質(zhì)量比、pH值、溫度、時(shí)間四種因素對(duì)螯率的影響。結(jié)果：鈣與復(fù)合氨基酸質(zhì)量比為1∶1、pH值取7、反應(yīng)溫度90℃、反應(yīng)時(shí)間60分鐘的條件見(jiàn)下螯合率最高，達(dá)到76.5%，對(duì)螯合率的影響鈣與氨基酸比例>反應(yīng)時(shí)間>pH值>反應(yīng)溫度。

關(guān)鍵詞：可溶性鈣；阿膠復(fù)合氨基酸螯合鈣；螯合率

基金項(xiàng)目：大學(xué)生科技創(chuàng)新科研項(xiàng)目；吉農(nóng)院合字[2016]第091號(hào)

中圖分類(lèi)號(hào)： TS254.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.11.049

鈣是人體所需的重要營(yíng)養(yǎng)成分，是構(gòu)成骨骼的原料并在維持人體生理平衡過(guò)程中起著重要作用。我國(guó)膳食一般以植物為主，缺乏鈣含量，而植物性食物中存在的植物鹽、草酸、纖維素等容易與鈣結(jié)合形成難溶性鹽，阻礙人體對(duì)鈣的吸收[1]。氨基酸螯合鈣是一種由氨基酸與無(wú)機(jī)鈣鹽通過(guò)化學(xué)合成而形成的金屬螯合物，易于被人體及動(dòng)物體吸收，無(wú)毒、無(wú)副作用，能達(dá)到補(bǔ)充鈣與氨基酸的雙重效果，是一種較為理想的補(bǔ)鈣劑[2]。

本實(shí)驗(yàn)主要探究鈣與復(fù)合氨基酸質(zhì)量比、pH值、溫度、時(shí)間四種因素對(duì)螯合率的影響，為阿膠復(fù)合氨基酸螯合鈣的進(jìn)一步應(yīng)用提供技術(shù)支持與理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 儀器、試劑及材料

1.1.1材料 魚(yú)骨粉購(gòu)自青島佰仁生物科技有限公司；阿膠復(fù)合氨基酸粉（實(shí)驗(yàn)室自制）。

1.1.2 儀器 TG16G離心機(jī)（湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司）；HH-8 數(shù)顯恒溫水浴鍋（金壇市科析儀器有限公司）；AL204-IC電子天平（梅特勒-托利多儀器有限公司），原子吸收分光光度計(jì)。

1.1.3試劑 乙二胺四乙酸二鈉；CaCO3；鈣指示劑；鹽酸；硝酸；高氯酸；無(wú)水乙醇以上均為分析純。

1.2方法

1.2.1魚(yú)骨粉中鈣的水解 取魚(yú)骨粉1.00克，在鹽酸用量4毫升，鹽酸濃度3mol/L，反應(yīng)溫度108℃，反應(yīng)時(shí)間1小時(shí)，此條件下魚(yú)骨粉中可溶性鈣溶出率最高[3]。

1.2.2魚(yú)骨粉中可溶性鈣含量的測(cè)定 采用熊竹EDTA滴定法，配置EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液與鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液，用鈣標(biāo)準(zhǔn)液標(biāo)定EDTA溶液，用配置好的EDTA標(biāo)準(zhǔn)液滴定樣品溶液至溶液呈藍(lán)色。測(cè)得可溶性鈣含量為28.2%，具有很高的利用價(jià)值。

可溶性鈣含量計(jì)算公式[4]：

可溶性鈣含量%=可溶性鈣總量/骨粉總量×100%

1.2.3螯合反應(yīng) 將氨基酸液與鈣源按一定比例混勻，放入恒溫水浴鍋中按一定溫度攪拌一定時(shí)間，反映結(jié)束后將樣品置于離心機(jī)中，離心分離棄去沉淀物，蒸餾后加入無(wú)水乙醇純化，抽濾棄去濾液，將樣品置于冰箱中冷凍干燥。

螯合鈣測(cè)定運(yùn)用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定螯合態(tài)鈣元素的方法，將樣品濕法消化后溶于純水中，將試液置于離心機(jī)中10000轉(zhuǎn)/分鐘，稀釋上清液后可直接用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定。

螯合率計(jì)算，按公式計(jì)算[5]：

A=M1/M2×100%

式中：A——螯合率（%）；M1——螯合態(tài)鈣元素含量（g）；M2——反應(yīng)體系中鈣元素總量（g）。

1.2.4單因素試驗(yàn) 鈣與復(fù)合氨基酸質(zhì)量比、pH值、溫度、時(shí)間四種因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

質(zhì)量比的影響。固定pH值為7，反應(yīng)溫度70℃，反應(yīng)時(shí)間50分鐘，分別量取鈣與復(fù)合氨基酸質(zhì)量比2∶1、1.5∶1、1∶1、1∶1.5、1∶2制成樣品進(jìn)行螯合反應(yīng)。

pH值的影響。固定鈣與復(fù)合氨基酸質(zhì)量比1∶1，反應(yīng)溫度70℃，反應(yīng)時(shí)間50分鐘，分別調(diào)pH值為5、6、7、8、9進(jìn)行螯合反應(yīng)。

溫度的影響。固定鈣與復(fù)合氨基酸質(zhì)量比1∶1，pH值為7，反應(yīng)時(shí)間50分鐘，反應(yīng)溫度分別為30℃、50℃、70℃、90℃進(jìn)行螯合反應(yīng)。

反應(yīng)時(shí)間的影響。固定鈣與復(fù)合氨基酸質(zhì)量比1∶1，pH為7，反應(yīng)溫度70℃，反應(yīng)時(shí)間分別為30分鐘、40分鐘、50分鐘、60分鐘、70分鐘進(jìn)行螯合反應(yīng)。

1.2.5正交試驗(yàn) 試驗(yàn)采用鈣與復(fù)合氨基酸質(zhì)量比、pH值、溫度、時(shí)間四個(gè)因素設(shè)計(jì)正交表L9（34），根據(jù)正交分析確定最優(yōu)螯合路線(xiàn)，見(jiàn)表1。

2 結(jié)果與討論

2.1單因素試驗(yàn)

2.1.1鈣與復(fù)合氨基酸質(zhì)量比對(duì)螯合率的影響

由圖1可知當(dāng)鈣與復(fù)合氨基酸質(zhì)量比為1∶1時(shí)螯合率出現(xiàn)峰值，鈣含量較多或較少對(duì)螯合率都有影響，其原因可能是氨基酸與鈣螯合的比例是一定的，鈣離子增加和減少都會(huì)對(duì)螯合反應(yīng)造成影響[6]。

2.1.2 pH值對(duì)螯合率的影響

由圖2可知，當(dāng)pH值為7時(shí)螯合率最高，pH值過(guò)酸過(guò)堿都影響鈣離子螯合，可能是當(dāng)溶液中H+增加時(shí)，H+與鈣離子爭(zhēng)奪供電基團(tuán)，影響螯合反應(yīng)的正常進(jìn)行，當(dāng)溶液中OH-增加時(shí)OH-與鈣離子率先形成氫氧化鈣沉淀，不利于螯合反應(yīng)進(jìn)行[7]。所以pH值為7時(shí)，H+與OH-對(duì)氨基酸影響較小，螯合率最高。

2.1.3溫度對(duì)螯合率的影響

由圖3可知，當(dāng)溫度逐漸升高時(shí)螯合也不斷升高，溫度達(dá)到70℃時(shí)螯合效果最佳，溫度過(guò)高螯合率反而下降，其原因可能是過(guò)高的溫度使螯合物分解或發(fā)生其他化學(xué)反應(yīng)，從而使螯合率降低[8]。

2.1.4時(shí)間對(duì)螯合率的影響

由圖4可知，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為50分鐘時(shí)螯合效果最佳，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)反而使螯合率降低，原因可能是螯合物不穩(wěn)定，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成螯合物分解或轉(zhuǎn)化[9]，從而降低了螯合率。

2.2正交試驗(yàn)（見(jiàn)表2）

3 結(jié)論

本研究結(jié)果顯示：對(duì)螯合率的影響，鈣與氨基酸比例>反應(yīng)時(shí)間>pH值>反應(yīng)溫度。當(dāng)鈣與復(fù)合氨基酸質(zhì)量比1∶1、pH值取7、反應(yīng)溫度90℃、反應(yīng)時(shí)間60分鐘的條件下螯合率最高，螯合率達(dá)76.5%。與同類(lèi)文獻(xiàn)螯合率結(jié)果相差不大，說(shuō)明魚(yú)骨中鈣含量較豐富，利用魚(yú)骨制備復(fù)合氨基酸螯合鈣有利于廢物利用，減少環(huán)境污染。

參考文獻(xiàn)

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[9]胡振珠. 復(fù)合氨基酸螯合鈣的制備工藝及其抗氧化特性研究[D].上海海洋大學(xué)，2011.

作者簡(jiǎn)介：徐鐘然，在讀本科生，研究方向：生物技術(shù)。

通訊作者：楊祥波，碩士，講師，研究方向：生物分離。