本实验主要探究钙与复合氨基酸质量比、pH 值、温度、时间四种因素对螯合率的影响,为阿胶复合氨基酸螯合钙的进一步应用提供技术支持与理论基础。
1 材料与方法
1.1 仪器、试剂及材料
1.1.1 材料鱼骨粉购自青岛佰仁生物科技有限公司;阿胶复合氨基酸粉(实验室自制)。
1.1.2 仪器TG16G 离心机(湖南凯达科学仪器有限公司);
HH-8 数显恒温水浴锅(金坛市科析仪器有限公司);
AL204-IC 电子天平(梅特勒- 托利多仪器有限公司),原子吸收分光光度计。
1.1.3 试剂乙二胺四乙酸二钠;CaCO3;钙指示剂;盐酸;硝酸;高氯酸;无水乙醇以上均为分析纯。
1.2 方法
1.2.1 鱼骨粉中钙的水解取鱼骨粉1.00 克,在盐酸用量4 毫升,盐酸浓度3mol/L,反应温度108℃,反应时间1 小时,此条件下鱼骨粉中可溶性钙溶出率最高[3]。
1.2.2 鱼骨粉中可溶性钙含量的测定采用熊竹EDTA 滴定法,配置EDTA 标准溶液与钙标准溶液,用钙标准液标定EDTA 溶液,用配置好的EDTA 标准液滴定样品溶液至溶液呈蓝色。测得可溶性钙含量为28.2%,具有很高的利用价值。可溶性钙含量计算公式[4]:
可溶性钙含量%= 可溶性钙总量/ 骨粉总量×100%
1.2.3 螯合反应将氨基酸液与钙源按一定比例混匀,放入恒温水浴锅中按一定温度搅拌一定时间,反映结束后将样品置于离心机中,离心分离弃去沉淀物,蒸馏后加入无水乙醇纯化,抽滤弃去滤液,将样品置于冰箱中冷冻干燥。
螯合钙测定运用原子吸收分光光度计测定螯合态钙元素的方法,将样品湿法消化后溶于纯水中,将试液置于离心机中10000 转/ 分钟,稀释上清液后可直接用原子吸收分光光度计测定。
螯合率计算,按公式计算[5]:
A=M1/M2×100%
式中:A———螯合率(%);M1———螯合态钙元素含量(g);M2———反应体系中钙元素总量(g)。
1.2.4 单因素试验钙与复合氨基酸质量比、pH 值、温度、时间四种因素进行单因素试验。
质量比的影响。固定pH 值为7,反应温度70℃,反应时间50 分钟,分别量取钙与复合氨基酸质量比2∶1、1.5∶1、1∶1、1∶1.5、1∶2 制成样品进行螯合反应。
pH 值的影响。固定钙与复合氨基酸质量比1∶1,反应温度70℃,反应时间50 分钟,分别调pH 值为5、6、7、8、9 进行螯合反应。
温度的影响。固定钙与复合氨基酸质量比1∶1,pH 值为7,反应时间50 分钟,反应温度分别为30℃、50℃、70℃、90℃进行螯合反应。
反应时间的影响。固定钙与复合氨基酸质量比1∶1,pH为7,反应温度70℃,反应时间分别为30 分钟、40 分钟、50 分钟、60 分钟、70 分钟进行螯合反应。
1.2.5 正交试验试验采用钙与复合氨基酸质量比、pH 值、温度、时间四个因素设计正交表L9 (34),根据正交分析确定最优螯合路线,见表1。
2 结果与讨论
2.1 单因素试验
2.1.1 钙与复合氨基酸质量比对螯合率的影响
由图1 可知当钙与复合氨基酸质量比为1∶1 时螯合率出现峰值,钙含量较多或较少对螯合率都有影响,其原因可能是氨基酸与钙螯合的比例是一定的,钙离子增加和减少都会对螯合反应造成影响[6]。
2.1.2 pH 值对螯合率的影响由图2 可知,当pH 值为7 时螯合率最高,pH 值过酸过碱都影响钙离子螯合,可能是当溶液中H+ 增加时,H+ 与钙离子争夺供电基团,影响螯合反应的正常进行,当溶液中OH-增加时OH- 与钙离子率先形成氢氧化钙沉淀,不利于螯合反应进行[7]。所以pH 值为7 时,H+ 与OH- 对氨基酸影响较小,螯合率最高。
2.1.3 温度对螯合率的影响
由图3 可知,当温度逐渐升高时螯合也不断升高,温度达到70℃时螯合效果最佳,温度过高螯合率反而下降,其原因可能是过高的温度使螯合物分解或发生其他化学反应,从而使螯合率降低[8]。
2.1.4 时间对螯合率的影响
由图4 可知,当反应时间为50 分钟时螯合效果最佳,时间过长反而使螯合率降低,原因可能是螯合物不稳定,时间过长会造成螯合物分解或转化[9],从而降低了螯合率。2.2 正交试验(见表2)
3 结论
本研究结果显示:对螯合率的影响,钙与氨基酸比例>反应时间>pH 值> 反应温度。当钙与复合氨基酸质量比1∶1、pH 值取7、反应温度90℃、反应时间60 分钟的条件下螯合率最高,螯合率达76.5%。与同类文献螯合率结果相差不大,说明鱼骨中钙含量较丰富, 利用鱼骨制备复合氨基酸螯合钙有利于废物利用,减少环境污染。
[1]王俊,程薇,文莉,熊光权,曾汉庭,陈金国,乔宇. 复合氨基酸螯合钙对大鼠生物利用率的研究[J]. 湖北农业科学,2008,(12):1492-1494.
[2]马海霞,杨贤庆,胡振珠,张桢,陈胜军,杨燕.复合氨基酸螯合钙的合成工艺优化[J].食品与机械, 2012,(01):214-218.[3]熊竹.虾粉制备复合氨基酸螯合钙工艺研究[J].农技服务,2016,(05):107+106.
[4]杨贤庆. 复合氨基酸螯合钙抗氧化性研究[A]. 中国水产学会.2010 年中国水产学会学术年会论文摘要集[C].中国水产学会,2011:1.