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近江牡蛎中生物锌的提取制备

[导读]为了从近江牡蛎中高效而简便的提取生物锌,以锌和氨基酸的含量为指标,探讨了超声波细胞破碎的功率、料水比以及是否匀浆对近江牡蛎中生物锌提取率的影响。

  锌是人体必需的微量元素之一,在成人体内含量约为2 g~3 g,存在于所有的组织中,肝、肾、胰、脑等组织含锌量较多。人体每日所需的锌含量为12 mg~16 mg,主要通过膳食摄入。锌具有非常重要的生理功能,是体内200 多种酶的组成部分或酶的激活剂,对促进机体发育及骨骼生长、组织再生、调节细胞内酸碱平衡、促进味觉嗅觉的正常形成、促进VA 的正常代谢、维持皮肤健康、增强免疫机能、防止老化等方面具有非常重要的意义。锌参与机体蛋白质与核酸的代谢,对神经细胞至关重要,也是维持男性生殖系统健康的重要营养。如果人体内缺乏锌会出现发育不全或发育迟缓、味觉障碍、骨骼生长缓慢、免疫力下降、先天性畸形等症状,因此锌的正常摄入对成人、尤其是儿童及孕妇至关重要。

  近江牡蛎是暖水性双壳类软体动物,其肉质鲜美,蛋白质含量高达鲜重的10 %,富含糖元、氨基酸、维生素、微量元素等成分,具有很高的营养价值[6-7]。广西是近江牡蛎的主要产地,资源非常丰富,然而大多只作为海鲜食用,深加工项目较少。广西出产的近江牡蛎中含锌量高达447.50 mg/kg,是天然、优质的生物锌来源之一。本研究以锌和氨基酸的含量为指标,探讨了超声波功率以及料水比对近江牡蛎中生物锌提取的影响,旨在开发出一种操作简单、提取率高的活性生物锌的制备方法。



材料与方法

材料与试剂

  新鲜近江牡蛎肉购于南宁海鲜市场。去离子水、高纯水均为广西近海海洋环境科学重点实验室自制;其他试剂均为分析纯。

仪器与设备

  原子吸收仪(Aanalyst800):美国PerkinElmer 公司;微波快速消解系统(WX-4000):上海屹尧分析仪器有限公司;高速冷冻离心机(3-18K):美国Sigma 公司;超声波细胞粉碎机(scientz-IID):宁波新芝生物科技股份有限公司;旋转蒸发仪(RE-52AA):上海亚荣生化仪器厂;数显恒温水浴锅(HH-S):中国江苏金坛市医疗仪器厂;控温磁力搅拌器(HJ-3):江苏金坛医疗仪器厂;氨基酸自动分析仪(8800):日本日立公司;超纯水机(Milli-Q Academic A10):美国MILLI PORE公司;高速组织捣碎机(LB20ES):美国Waring 公司;高速冷冻离心机(3-18K):美国Sigma 公司。



方法

牡蛎生物锌提取液的制备工艺

  将新鲜牡蛎去壳后用自来水冲洗,再用去离子水和高纯水充分淋洗;牡蛎肉洗净后沥干,称重,然后加入1 倍~4 倍重量的纯净水,混匀。将制得的混合液进行超声波破碎,功率为70W~90W,时间为20 min。为了防止超声过程中温度过高影响生物锌的提取率和生理活性,整个破碎过程的采用冰浴保持温度在60 ℃以下。冷却至室温后静置2 h,然后以11 000 r/min 离心20 min,取上清液。上清液通过旋转蒸发仪进行浓缩。

分析测定

  生物锌的测定:原子吸收光谱法。游离氨基酸的测定:氨基酸自动分析仪法。



结果与分析

因素与水平

  超声波是一种高频机械波,其工作原理是强声作用于溶液时产生气泡,气泡长大和破碎出现空化现象,而空化现象引起的冲击波和剪切力使细胞破裂[11]。应用超声波强化提取可有效地提高提取率、缩短提取时间、节约成本,还可以提高产品的质量和产量[12]。由于生物锌主要是游离存在于近江牡蛎鲜肉中,因此本实验采用超声波直接破碎整块的牡蛎鲜肉的方法将其提取出来,此时也有部分的游离氨基酸被同时提取出来。



结论

  通过以上对实验数据的分析和讨论,说明超声波细胞破碎提取近江牡蛎中的生物锌是一种简便而高效的方法。根据实验结果并结合实际生产,筛选出的生物锌最佳提取条件为超声波破碎功率80W,料水比为1 ∶ 3(g/g),提取时间为20 min,整个提取过程的温度保持在60℃以下;该条件下提取的生物锌浓缩液中锌含量为66.0 mg/L,氨基酸含量为206.13 mg/100 mL。提取液经进一步浓缩冻干处理后得到蓝绿色粉末,提取率为11.19 %。由于该方法并未改变牡蛎形态且实验温控制在60 ℃以下,由于该方法未改变牡蛎形态且实验温度控制在60 ℃以下,不会破坏牡蛎中的其他活性物质,因此,提取完生物锌的牡蛎可作进一步的提取工作。





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