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近江牡蠣中生物鋅的提取制備

[導讀]為了從近江牡蠣中高效而簡便的提取生物鋅,以鋅和氨基酸的含量為指標,探討了超聲波細胞破碎的功率、料水比以及是否勻漿對近江牡蠣中生物鋅提取率的影響。

  鋅是人體必需的微量元素之一,在成人體內含量約為2 g~3 g,存在于所有的組織中,肝、腎、胰、腦等組織含鋅量較多。人體每日所需的鋅含量為12 mg~16 mg,主要通過膳食攝入。鋅具有非常重要的生理功能,是體內200 多種酶的組成部分或酶的激活劑,對促進機體發育及骨骼生長、組織再生、調節細胞內酸堿平衡、促進味覺嗅覺的正常形成、促進VA 的正常代謝、維持皮膚健康、增強免疫機能、防止老化等方面具有非常重要的意義。鋅參與機體蛋白質與核酸的代謝,對神經細胞至關重要,也是維持男性生殖系統健康的重要營養。如果人體內缺乏鋅會出現發育不全或發育遲緩、味覺障礙、骨骼生長緩慢、免疫力下降、先天性畸形等癥狀,因此鋅的正常攝入對成人、尤其是兒童及孕婦至關重要。

  近江牡蠣是暖水性雙殼類軟體動物,其肉質鮮美,蛋白質含量高達鮮重的10 %,富含糖元、氨基酸、維生素、微量元素等成分,具有很高的營養價值[6-7]。廣西是近江牡蠣的主要產地,資源非常豐富,然而大多只作為海鮮食用,深加工項目較少。廣西出產的近江牡蠣中含鋅量高達447.50 mg/kg,是天然、優質的生物鋅來源之一。本研究以鋅和氨基酸的含量為指標,探討了超聲波功率以及料水比對近江牡蠣中生物鋅提取的影響,旨在開發出一種操作簡單、提取率高的活性生物鋅的制備方法。



材料與方法

材料與試劑

  新鮮近江牡蠣肉購于南寧海鮮市場。去離子水、高純水均為廣西近海海洋環境科學重點實驗室自制;其他試劑均為分析純。

儀器與設備

  原子吸收儀(Aanalyst800):美國PerkinElmer 公司;微波快速消解系統(WX-4000):上海屹堯分析儀器有限公司;高速冷凍離心機(3-18K):美國Sigma 公司;超聲波細胞粉碎機(scientz-IID):寧波新芝生物科技股份有限公司;旋轉蒸發儀(RE-52AA):上海亞榮生化儀器廠;數顯恒溫水浴鍋(HH-S):中國江蘇金壇市醫療儀器廠;控溫磁力攪拌器(HJ-3):江蘇金壇醫療儀器廠;氨基酸自動分析儀(8800):日本日立公司;超純水機(Milli-Q Academic A10):美國MILLI PORE公司;高速組織搗碎機(LB20ES):美國Waring 公司;高速冷凍離心機(3-18K):美國Sigma 公司。



方法

牡蠣生物鋅提取液的制備工藝

  將新鮮牡蠣去殼后用自來水沖洗,再用去離子水和高純水充分淋洗;牡蠣肉洗凈后瀝干,稱重,然后加入1 倍~4 倍重量的純凈水,混勻。將制得的混合液進行超聲波破碎,功率為70W~90W,時間為20 min。為了防止超聲過程中溫度過高影響生物鋅的提取率和生理活性,整個破碎過程的采用冰浴保持溫度在60 ℃以下。冷卻至室溫后靜置2 h,然后以11 000 r/min 離心20 min,取上清液。上清液通過旋轉蒸發儀進行濃縮。

分析測定

  生物鋅的測定:原子吸收光譜法。游離氨基酸的測定:氨基酸自動分析儀法。



結果與分析

因素與水平

  超聲波是一種高頻機械波,其工作原理是強聲作用于溶液時產生氣泡,氣泡長大和破碎出現空化現象,而空化現象引起的沖擊波和剪切力使細胞破裂[11]。應用超聲波強化提取可有效地提高提取率、縮短提取時間、節約成本,還可以提高產品的質量和產量[12]。由于生物鋅主要是游離存在于近江牡蠣鮮肉中,因此本實驗采用超聲波直接破碎整塊的牡蠣鮮肉的方法將其提取出來,此時也有部分的游離氨基酸被同時提取出來。



結論

  通過以上對實驗數據的分析和討論,說明超聲波細胞破碎提取近江牡蠣中的生物鋅是一種簡便而高效的方法。根據實驗結果并結合實際生產,篩選出的生物鋅最佳提取條件為超聲波破碎功率80W,料水比為1 ∶ 3(g/g),提取時間為20 min,整個提取過程的溫度保持在60℃以下;該條件下提取的生物鋅濃縮液中鋅含量為66.0 mg/L,氨基酸含量為206.13 mg/100 mL。提取液經進一步濃縮凍干處理后得到藍綠色粉末,提取率為11.19 %。由于該方法并未改變牡蠣形態且實驗溫控制在60 ℃以下,由于該方法未改變牡蠣形態且實驗溫度控制在60 ℃以下,不會破壞牡蠣中的其他活性物質,因此,提取完生物鋅的牡蠣可作進一步的提取工作。





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