一種納米鋅牡蠣粉的製備方法與流程
2023-05-30 20:54:46
本發明屬於水產品加工技術領域，特別涉及一種納米鋅牡蠣粉的製備方法。
背景技術：
根據現有文獻報導，牡蠣是鋅含量最高的食物原料，是著名的補鋅食物。由於鋅在人體生長發育、生殖遺傳等重要生理過程中起到至關重要的作用，且缺鋅症多發，因此利用牡蠣開發補鋅製品得到研究者們的關注。目前關於此方面的研究不是很多，但全都集中在用牡蠣(多)肽或蛋白酶解物與硫酸鋅結合形成螯合物。
近年來研究表明納米型礦物元素補充劑具有吸收率高的特點。由於利用蛋白肽、多糖等生物分子調控礦物元素納米化的生物模板法具有反應條件溫和的優勢而越來越受到研究者的重視。目前研究表明鈣、鐵、硒能在蛋白肽或多糖的作用下形成納米粒，然而蛋白肽與鋅是否能形成納米粒還未見報導，上述的牡蠣肽鋅螯合物是否具有納米結構也不清晰。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種納米鋅牡蠣粉的製備方法，通過該方法可製備粒徑範圍在28～102nm的牡蠣肽-鋅納米粒，即可製備納米鋅牡蠣粉。
為實現上述目的，本發明採用如下技術方案：
本發明提供一種納米鋅牡蠣粉的製備方法，包括以下製備步驟：
1)牡蠣前處理：牡蠣去殼，清洗去除雜質後，瀝乾，組織搗碎，得到漿液，進行脫脂處理，得脫脂牡蠣粉；
2)牡蠣酶解：將步驟1)所制的脫脂牡蠣粉配成水溶液，酶解，滅酶，冷卻，離心分離，取上清液真空濃縮後噴霧乾燥，得牡蠣肽粉；
3)牡蠣肽的納米鋅化：將步驟2)所得牡蠣肽粉配成質量濃度為0.3～0.5％的水溶液，再在室溫下加入硫酸鋅，加至硫酸鋅的終質量濃度為0.5～0.9％，混合均勻，調節ph值至6.0～11.0進行反應，反應1～2h後，將反應液真空濃縮、噴霧乾燥後即得納米鋅牡蠣粉。
本發明的製備方法中，研究發現，通過同時調節硫酸鋅的終質量溶液濃度和反應時的ph值參數，才能夠製備得到納米粒。如果硫酸鋅的終質量濃度過大或ph值過大，體系產生沉澱，當硫酸鋅的終質量濃度過小或ph值過小，體系基本澄清，都不能夠獲得納米粒。
優選地，本發明所述步驟1)中，脫脂處理具體為：用體積比為1:2～4的正己烷-無水乙醇混合溶劑萃取漿液，重複萃取2次，過濾除去脂肪，濾餅經真空乾燥，粉碎過100～150目篩。
優選地，本發明所述步驟1)中，脫脂處理過程中溶劑的加入量為漿液體積的2倍。本發明中，溶劑的加入量為漿液體積的2倍時，具有較好的脫脂效果，儘可能地避免了溶劑的浪費，如果低於2倍效果不好，且重複次數必須增加，造成溶劑的浪費，也延長了製備周期。
優選地，本發明所述步驟1)中，脫脂處理過程中萃取條件為：溫度為45～55℃，萃取時間為8h。萃取時間如果少於8h，達不到脫脂最好效果，如果超過8h，則延長了製備周期。
優選地，本發明所述步驟2)中，酶解具體步驟為：用胰蛋白酶在45～49℃，ph值為8.0～9.0條件下酶解1.5～2.5h。
優選地，本發明所述步驟2)中，胰蛋白酶的加入量為2500～3500u/g。
優選地，本發明所述步驟2)中，將步驟1)所制的脫脂牡蠣粉配成質量濃度為2～2.5％的水溶液。
優選地，本發明所述步驟2)中，在6000～9000r/min轉速下離心分離15～20min。在這個條件下，獲得較好的分離效果。
優選地，本發明所述步驟3)中，硫酸鋅的終質量濃度為0.9％。牡蠣肽粉水溶液中的硫酸鋅的終質量濃度達到0.9％時，獲得較好的牡蠣肽-鋅納米粒，且顆粒分散較為均勻。
優選地，本發明所述步驟3)中，反應的ph值為11.0。在ph值下進行反應，獲得較好的牡蠣肽-鋅納米粒，且較為均勻。
相對現有技術，本發明的有益效果在於：
1、採用本發明方法可製備納米鋅牡蠣肽粉，通過粒徑分析儀檢測，牡蠣肽-鋅納米粒的大小在28～102nm範圍內，穩定而均勻地分散於溶液中。
2、本發明中，通過同時調節硫酸鋅的終質量濃度和溶液ph值就可得到牡蠣肽-鋅納米粒，方法簡單易行。
附圖說明
圖1為本發明實施例3製得樣品的透射電鏡圖。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明作進一步說明，但本發明並不局限於這些實施例。
實施例1
一種納米鋅牡蠣粉的製備方法，包括以下製備步驟：
1)牡蠣前處理：牡蠣去殼，清洗去除雜質後，瀝乾，組織搗碎，得到漿液，用漿液體積的2倍的體積比為1:2的正己烷-無水乙醇混合溶劑，在溫度為45℃下萃取漿液，重複萃取2次，每次萃取時間為8h，6層紗布過濾除去脂肪，濾餅經真空乾燥，粉碎過150目篩，得脫脂牡蠣粉；
2)牡蠣酶解：將步驟1)所制的脫脂牡蠣粉配成質量濃度為2％的水溶液，加入量為3500u/g的胰蛋白酶在45℃，ph值為8.8條件下酶解1.5h，酶解完成後在95℃滅酶10min，冷卻，在9000r/min轉速下離心分離15min，取上清液真空濃縮後噴霧乾燥，得牡蠣肽粉；
3)牡蠣肽的納米鋅化：將步驟2)所得牡蠣肽粉配成質量濃度為0.4％的水溶液，再在室溫下加入硫酸鋅，加至硫酸鋅的終質量濃度為0.5％，混合均勻，調節ph值至6.0進行反應，反應1h後，將反應液真空濃縮、噴霧乾燥後即得納米鋅牡蠣粉。
實施例2
一種納米鋅牡蠣粉的製備方法，包括以下製備步驟：
1)牡蠣前處理：牡蠣去殼，清洗去除雜質後，瀝乾，組織搗碎，得到漿液，用漿液體積的2倍的體積比為1:3的正己烷-無水乙醇混合溶劑，在溫度為50℃下萃取漿液，重複萃取2次，每次萃取時間為8h，6層紗布過濾除去脂肪，濾餅經真空乾燥，粉碎過150目篩，得脫脂牡蠣粉；
2)牡蠣酶解：將步驟1)所制的脫脂牡蠣粉配成質量濃度為2.5％的水溶液，加入量為3000u/g的胰蛋白酶在47℃，ph值為8.5條件下酶解2.5h，酶解完成後在95℃滅酶10min，冷卻，在7000r/min轉速下離心分離17min，取上清液真空濃縮後噴霧乾燥，得牡蠣肽粉；
3)牡蠣肽的納米鋅化：將步驟2)所得牡蠣肽粉配成質量濃度為0.3％的水溶液，再在室溫下加入硫酸鋅，加至硫酸鋅的終質量濃度為0.6％，混合均勻，調節ph值至6.5進行反應，反應1.5h後，將反應液真空濃縮、噴霧乾燥後即得納米鋅牡蠣粉。
實施例3
一種納米鋅牡蠣粉的製備方法，包括以下製備步驟：
1)牡蠣前處理：牡蠣去殼，清洗去除雜質後，瀝乾，組織搗碎，得到漿液，用漿液體積的2倍的體積比為1:3的正己烷-無水乙醇混合溶劑，在溫度為50℃下萃取漿液，重複萃取2次，每次萃取時間為8h，6層紗布過濾除去脂肪，濾餅經真空乾燥，粉碎過100目篩，得脫脂牡蠣粉；
2)牡蠣酶解：將步驟1)所制的脫脂牡蠣粉配成質量濃度為2％的水溶液，加入量為3000u/g的胰蛋白酶在49℃，ph值為9.0條件下酶解2h，酶解完成後在95℃滅酶10min，冷卻，在8000r/min轉速下離心分離20min，取上清液真空濃縮後噴霧乾燥，得牡蠣肽粉；
3)牡蠣肽的納米鋅化：將步驟2)所得牡蠣肽粉配成質量濃度為0.35％的水溶液，再在室溫下加入硫酸鋅，加至硫酸鋅的終質量濃度為0.9％，混合均勻，調節ph值至11.0進行反應，反應1h後，將反應液真空濃縮、噴霧乾燥後即得納米鋅牡蠣粉。
實施例4
一種納米鋅牡蠣粉的製備方法，包括以下製備步驟：
1)牡蠣前處理：牡蠣去殼，清洗去除雜質後，瀝乾，組織搗碎，得到漿液，用漿液體積的2倍的體積比為1:4的正己烷-無水乙醇混合溶劑，在溫度為55℃下萃取漿液，重複萃取2次，每次萃取時間為8h，6層紗布過濾除去脂肪，濾餅經真空乾燥，粉碎過100目篩，得脫脂牡蠣粉；
2)牡蠣酶解：將步驟1)所制的脫脂牡蠣粉配成質量濃度為2.5％的水溶液，加入量為2500u/g的胰蛋白酶在48℃，ph值為8.0條件下酶解2h，酶解完成後在95℃滅酶10min，冷卻，在6000r/min轉速下離心分離18min，取上清液真空濃縮後噴霧乾燥，得牡蠣肽粉；
3)牡蠣肽的納米鋅化：將步驟2)所得牡蠣肽粉配成質量濃度為0.5％的水溶液，再在室溫下加入硫酸鋅，加至硫酸鋅的終質量濃度為0.8％，混合均勻，調節ph值至7.0進行反應，反應2h後，將反應液真空濃縮、噴霧乾燥後即得納米鋅牡蠣粉。
實施例5
一種納米鋅牡蠣粉的製備方法，步驟3)中，調節ph值至8.0進行反應。其它步驟和參數同實施例3。
實施例6
一種納米鋅牡蠣粉的製備方法，步驟3)中，調節ph值至9.0進行反應。其它步驟和參數同實施例3。
實施例7
一種納米鋅牡蠣粉的製備方法，步驟3)中，調節ph值至10.0進行反應。其它步驟和參數同實施例3。
為了充分說明本發明通過調節硫酸鋅的終質量濃度和溶液ph值就可得到牡蠣肽-鋅納米粒，申請人進行了如下篩選實驗：
1、材料與儀器
材料:去殼鮮牡蠣：欽州仟仟萬家超市；胰蛋白酶：酶活190ku/g，南寧龐博生物工程有限公司；實驗所用其它試劑均為分析純及以上。
df-101s集熱式恆溫加熱磁力攪拌器：鄭州長城科工貿有限公司；gl-21m高速冷凍離心機：湘儀離心機儀器有限公司；phs-3c型精密ph計：上海雷磁儀器廠；uv-2550型紫外分光光度計：日本島津公司；zen3600粒徑分析儀:英國malvern公司；jem-1200ex透射電鏡：日本jeol公司。
2、實驗方法
2.1納米粒形成初判按照本發明實施例3的步驟和參數製備牡蠣粉，其中，區別在於根據需要調整硫酸鋅的終質量濃度和溶液反應ph值，在600nm處測定其透光率。同時以對應ph值下的同終質量濃度鋅溶液為空白液，實施例3製備得到的牡蠣肽溶液為對照液，二者中透光率低者為基準透光率，或其中之一產生渾濁或沉澱，則以另一個的透光率為基準透光率。當樣液不產生渾濁或沉澱且透光率比基準透光率下降20％時，即初判納米粒形成。
2.2粒徑分析測定參數設置為：光源he-ne雷射燈，波長633nm，入射角173°，粘度1.0031，ri1.330，25±0.1℃，平衡時間60s，每個樣品掃描3次，取平均值。
2.3電鏡分析將待測樣液吸附在銅網上，自然風乾5～10min後用磷鎢酸負染，自然風乾後置於80kv透射電鏡上觀察。
3、實驗結果
3.1牡蠣肽-鋅納米粒形成初判
將含有0.1～0.9％硫酸鋅的牡蠣肽液分別調至ph3～11，測定樣液的透光率，具體見表1。
表1牡蠣肽與硫酸鋅混合溶液的透光率(％)
註：同一列上標不同字母表示差異顯著(p<0.05)，下同；-表示渾濁或沉澱。
從表1可以看出，混合體系的透光率隨著ph的上升而增加，卻隨著硫酸鋅的終質量濃度的上升而下降。根據納米粒形成的判定條件，將能夠形成納米粒的條件歸納在表2中。
由表2可知，牡蠣肽不能與低終質量濃度的硫酸鋅(0.4％及以下)形成納米粒。當硫酸鋅的終質量濃度達到0.5％及以上時，牡蠣肽才能與硫酸鋅形成納米粒，而且要求ph最低為6.0，且隨著硫酸鋅的終質量濃度的上升，納米粒形成所需的最低ph增大，且ph範圍也增大。當硫酸鋅的終質量濃度達到0.9％時，納米粒形成的ph最高可達11，ph範圍增大到3個單位。
3.2牡蠣肽-鋅納米粒的粒徑分布
將上述研究中判斷為可能生成牡蠣肽-鋅納米粒的條件下製得的「納米粒」用粒徑分析儀測定粒徑分布，確定是否形成納米顆粒，結果如表3所示。
表3牡蠣肽-鋅納米粒的粒徑分布
由表3可知，在上述條件下均能形成粒徑為28～102nm的納米顆粒，且分散性良好(pdi<0.4)。通過分析可知，隨著ph的下降和鋅終質量濃度的上升，顆粒粒徑增大，這與透光率的檢測結果相一致。
3.3牡蠣肽-鋅納米粒的電鏡圖
為進一步確認牡蠣肽鋅納米粒的形成，將實施例3製備得到的「納米粒」進行電鏡觀察，結果如圖1所示。由圖1可以清楚地觀察到納米粒的形成，且納米粒的尺寸與粒徑分析儀的結果基本一致。粒徑分析儀和電鏡分析的結果均證實納米顆粒的形成，且實施例3製備得到的「納米粒」在能夠形成納米粒的條件中，得到的「納米粒」粒徑最小。