魚骨粉制備阿膠復合氨基酸螯合鈣工藝研究

徐鐘然++李淼++楊祥波

摘要：目的：本實驗研究魚骨粉與阿膠復合氨基酸制備復合氨基酸螯合鈣的途徑，旨在探索出最佳螯合路線。方法：本試驗采用單因素試驗及正交試驗分析鈣與復合氨基酸質量比、pH值、溫度、時間四種因素對螯率的影響。結果：鈣與復合氨基酸質量比為1∶1、pH值取7、反應溫度90℃、反應時間60分鐘的條件見下螯合率最高，達到76.5%，對螯合率的影響鈣與氨基酸比例>反應時間>pH值>反應溫度。

關鍵詞：可溶性鈣；阿膠復合氨基酸螯合鈣；螯合率

基金項目：大學生科技創新科研項目；吉農院合字[2016]第091號

中圖分類號： TS254.9 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.11.049

鈣是人體所需的重要營養成分，是構成骨骼的原料并在維持人體生理平衡過程中起著重要作用。我國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合形成難溶性鹽，阻礙人體對鈣的吸收[1]。氨基酸螯合鈣是一種由氨基酸與無機鈣鹽通過化學合成而形成的金屬螯合物，易于被人體及動物體吸收，無毒、無副作用，能達到補充鈣與氨基酸的雙重效果，是一種較為理想的補鈣劑[2]。

本實驗主要探究鈣與復合氨基酸質量比、pH值、溫度、時間四種因素對螯合率的影響，為阿膠復合氨基酸螯合鈣的進一步應用提供技術支持與理論基礎。

1 材料與方法

1.1 儀器、試劑及材料

1.1.1材料 魚骨粉購自青島佰仁生物科技有限公司；阿膠復合氨基酸粉（實驗室自制）。

1.1.2 儀器 TG16G離心機（湖南凱達科學儀器有限公司）；HH-8 數顯恒溫水浴鍋（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。

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；無水乙醇以上均為分析純。

1.2方法

1.2.1魚骨粉中鈣的水解 取魚骨粉1.00克，在鹽酸用量4毫升，鹽酸濃度3mol/L，反應溫度108℃，反應時間1小時，此條件下魚骨粉中可溶性鈣溶出率最高[3]。

1.2.2魚骨粉中可溶性鈣含量的測定 采用熊竹EDTA滴定法，配置EDTA標準溶液與鈣標準溶液，用鈣標準液標定EDTA溶液，用配置好的EDTA標準液滴定樣品溶液至溶液呈藍色。測得可溶性鈣含量為28.2%，具有很高的利用價值。

可溶性鈣含量計算公式[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 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間，反映結束后將樣品置于離心機中，離心分離棄去沉淀物，蒸餾后加入無水乙醇純化，抽濾棄去濾液，將樣品置于冰箱中冷凍干燥。

螯合鈣測定運用原子吸收分光光度計測定螯合態鈣元素的方法，將樣品濕法消化后溶于純水中，將試液置于離心機中10000轉/分鐘，稀釋上清液后可直接用原子吸收分光光度計測定。

螯合率計算，按公式計算[5]：

A=M1/M2×100%

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

1.2.4單因素試驗 鈣與復合氨基酸質量比、pH值、溫度、時間四種因素進行單因素試驗。

質量比的影響。固定pH值為7，反應溫度70℃，反應時間50分鐘，分別量取鈣與復合氨基酸質量比2∶1、1.5∶1、1∶1、1∶1.5、1∶2制成樣品進行螯合反應。

pH值的影響。固定鈣與復合氨基酸質量比1∶1，反應溫度70℃，反應時間50分鐘，分別調pH值為5、6、7、8、9進行螯合反應。

溫度的影響。固定鈣與復合氨基酸質量比1∶1，pH值為7，反應時間50分鐘，反應溫度分別為30℃、50℃、70℃、90℃進行螯合反應。

反應時間的影響。固定鈣與復合氨基酸質量比1∶1，pH為7，反應溫度70℃，反應時間分別為30分鐘、40分鐘、50分鐘、60分鐘、70分鐘進行螯合反應。

1.2.5正交試驗 試驗采用鈣與復合氨基酸質量比、pH值、溫度、時間四個因素設計正交表L9（34），根據正交分析確定最優螯合路線，見表1。

2 結果與討論

2.1單因素試驗

2.1.1鈣與復合氨基酸質量比對螯合率的影響

由圖1可知當鈣與復合氨基酸質量比為1∶1時螯合率出現峰值，鈣含量較多或較少對螯合率都有影響，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對螯合反應造成影響[6]。

2.1.2 pH值對螯合率的影響

由圖2可知，當pH值為7時螯合率最高，pH值過酸過堿都影響鈣離子螯合，可能是當溶液中H+增加時，H+與鈣離子爭奪供電基團，影響螯合反應的正常進行，當溶液中OH-增加時OH-與鈣離子率先形成氫氧化鈣沉淀，不利于螯合反應進行[7]。所以pH值為7時，H+與OH-對氨基酸影響較小，螯合率最高。

2.1.3溫度對螯合率的影響

由圖3可知，當溫度逐漸升高時螯合也不斷升高，溫度達到70℃時螯合效果最佳，溫度過高螯合率反而下降，其原因可能是過高的溫度使螯合物分解或發生其他化學反應，從而使螯合率降低[8]。

2.1.4時間對螯合率的影響

由圖4可知，當反應時間為50分鐘時螯合效果最佳，時間過長反而使螯合率降低，原因可能是螯合物不穩定，時間過長會造成螯合物分解或轉化[9]，從而降低了螯合率。

2.2正交試驗（見表2）

3 結論

本研究結果顯示：對螯合率的影響，鈣與氨基酸比例>反應時間>pH值>反應溫度。當鈣與復合氨基酸質量比1∶1、pH值取7、反應溫度90℃、反應時間60分鐘的條件下螯合率最高，螯合率達76.5%。與同類文獻螯合率結果相差不大，說明魚骨中鈣含量較豐富，利用魚骨制備復合氨基酸螯合鈣有利于廢物利用，減少環境污染。

參考文獻

[1]王俊，程薇，文莉，熊光權，曾漢庭，陳金國，喬宇. 復合氨基酸螯合鈣對大鼠生物利用率的研究[J]. 湖北農業科學，2008，（12）：1492-1494.

[2]馬海霞，楊賢慶，胡振珠，張楨，陳勝軍，楊燕.復合氨基酸螯合鈣的合成工藝優化[J].食品與機械， 2012，（01）：214-218.

[3]熊竹.蝦粉制備復合氨基酸螯合鈣工藝研究[J].農技服務，2016，（05）：107+106.

[4]楊賢慶. 復合氨基酸螯合鈣抗氧化性研究[A]. 中國水產學會.2010年中國水產學會學術年會論文摘要集[C].中國水產學會，2011：1.

[5]薛榮濤，李翠芹，何臘平.復合氨基酸螯合鈣的研究進展[J].食品工業科技，2014，（21）：390-394.

[6]朱迎春.畜禽骨的綜合利用及復合氨基酸螯合鈣的開發研制[D].山西農業大學，2005.

[7]戶業麗，王珂，劉漢橋，程波，呂中，藍澤橋. 微波法制備人工養殖鱘魚皮復合氨基酸螯合鈣工藝的研究[J].飼料工業，2009，（22）：32-36.

[8]郭艷.水解米渣蛋白及制備氨基酸螯合鈣的工藝研究[D].四川大學，2006.

[9]胡振珠. 復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，2011.

作者簡介：徐鐘然，在讀本科生，研究方向：生物技術。

通訊作者：楊祥波，碩士，講師，研究方向：生物分離。