馬蹄螺珍珠層粉微量化學(xué)成分分析

劉石生，李斐然，王慧敏，馮永勤，謝珍玉

(1.海南大學(xué)食品學(xué)院，海南 ?？?570228；2.海南大學(xué)海洋學(xué)院，海南 ?？?570228)

馬蹄螺珍珠層粉微量化學(xué)成分分析

劉石生1，李斐然1，王慧敏1，馮永勤2，謝珍玉2

(1.海南大學(xué)食品學(xué)院，海南 ?？?570228；2.海南大學(xué)海洋學(xué)院，海南 ?？?570228)

為充分利用去肉后的馬蹄螺貝殼資源，從塔形馬蹄螺制得珍珠層粉，測(cè)定其微量有機(jī)物(二氯甲烷萃取)、酸不溶性蛋白質(zhì)氨基酸組成及微量無(wú)機(jī)元素。結(jié)果表明：在二氯甲烷萃取物中共檢測(cè)出13種成分，質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)確定9種成分。從酸不溶蛋白質(zhì)中檢出18種氨基酸，含有人體所需的8種必需氨基酸；微量元素定量檢測(cè)結(jié)果表明，馬蹄螺珍珠層粉中含有人體所需的Mg、Fe、Zn、Se等微量無(wú)機(jī)元素，同時(shí)含有微量的As、Hg、Pb；半定量檢測(cè)檢出27種微量元素。因此，馬蹄螺珍珠層粉是一種值得開(kāi)發(fā)的資源。

馬蹄螺；珍珠層粉；酸不溶蛋白質(zhì)；微量元素

珍珠及珍珠粉自古以來(lái)便作為名貴的中藥材和美容佳品，具有安神、清熱、解毒等功效[1-2]?，F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，珍珠具有漂亮光澤的表層與貝殼內(nèi)的珍珠層組成極其相似，以珍珠層粉來(lái)代替昂貴的珍珠粉用于藥物、化妝品可取得相似的效果[3-5]。迄今已有較多關(guān)于珍珠貝貝殼制備珍珠層粉及其應(yīng)用的研究報(bào)道[6-11]。

馬蹄螺屬屬于軟體動(dòng)物門、腹足綱、馬蹄螺科，是南海的主要海洋經(jīng)濟(jì)貝類之一。相比其他的珍珠貝殼，馬蹄螺貝殼珍珠層很厚，具有很好的珍珠光澤，目前主要用于裝飾。為綜合利用馬蹄螺貝殼，制備馬蹄螺貝殼珍珠層并檢測(cè)其微量有機(jī)成分、酸不溶蛋白質(zhì)氨基酸組成及微量無(wú)機(jī)元素，以期為馬蹄螺貝殼珍珠層粉在食品、藥品及化妝品中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

馬蹄螺采自海南瓊海近海海域(天然貝)；所用化學(xué)試劑均為分析純(廣州試劑廠)。

6890GC-5973iMS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Agilent公司；600高效液相色譜儀 美國(guó)Waters公司；X7電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 美國(guó)Thermo Fisher公司；SX2-4-10馬弗爐 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.2 珍珠層粉的制備[12]

將塔型馬蹄螺貝殼洗凈，堿處理，酸中和，洗至中性，粉碎，過(guò)1 5 0 0目篩，備用。

1.3 微量有機(jī)物分析

1.3.1 微量有機(jī)物提取

將馬蹄螺珍珠層粉于80℃干燥至質(zhì)量恒定，稱取20g珍珠層粉，以450mL 1mol/L HCl溶液充分溶解，過(guò)濾，濾液用二氯甲烷分步萃取。

酸性萃?。河肏Cl溶液調(diào)節(jié)濾液的pH值至2，用二氯甲烷萃取兩次，每次10mL；中性萃?。河肗aOH溶液調(diào)節(jié)濾液的pH值至7，用二氯甲烷萃取兩次，每次10mL；用NaOH溶液堿性萃?。赫{(diào)節(jié)濾液的pH值至11.5，用二氯甲烷萃取2次，每次10mL。

分離、合并各次萃取的二氯甲烷層(下層)，于50℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至1mL，加少量無(wú)水硫酸鈉干燥，于4℃保存待測(cè)。

1.3.2 氣相-質(zhì)譜(GC-MS)分析

色譜條件：Agilent 19091S-433 HP-5MS 5%(30m× 0.25mm×0.25μm)彈性石英毛細(xì)管柱；載氣為氦氣：7.74psi；柱流量：1.0mL/min；分流比：5:1；進(jìn)樣口溫度250℃；接口溫度260℃；柱溫60℃，保持2min，以10℃/min的速率升至220℃，保持1min，接著以3℃/min的速率升至250℃，保持10min；進(jìn)樣量：1μL。

質(zhì)譜條件：電離源為EI，電子能量70eV；離子源溫度260℃；全掃描，掃描速率0.5u/s，掃描質(zhì)量范圍為40～400u；倍增器電壓1.20kV。

1.4 酸不溶性蛋白質(zhì)氨基酸組成分析

1.4.1 酸不溶性蛋白質(zhì)提取

將1.3.1節(jié)溶解無(wú)機(jī)物后的不溶物用蒸餾水洗滌，80℃干燥后稱量。

1.4.2 酸不溶性蛋白質(zhì)氨基酸組成分析

取0.5g酸不溶性蛋白質(zhì)以6mol/L HCl溶液于110℃水解24h，用氨基酸自動(dòng)分析儀分析其中氨基酸組成。另取0.5g酸不溶性蛋白質(zhì)以6mol/L NaOH溶液水解后，用氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定氨基酸含量。

1.5 微量無(wú)機(jī)元素測(cè)定

稱取0.4g珍珠層粉，置于坩鍋中，于電爐上小火加熱后于馬弗爐中600℃灰化，冷卻后用6mol/L HNO3溶液溶解后定容至100mL，用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀進(jìn)行定量和半定量分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 微量有機(jī)物含量

圖1 馬蹄螺珍珠層粉微量有機(jī)物氣相色譜圖Fig.1 GC chromatogram of trace organic components in pearl nacre powder from Trochus pyramis Born

以GC-MS方法對(duì)馬蹄螺珍珠層粉二氯甲烷萃取微量有機(jī)物含量進(jìn)行檢測(cè)，其色譜圖如圖1所示。共檢出13個(gè)面積較大的色譜峰，其保留時(shí)間及由面積歸一化法獲得的相對(duì)含量如表1所示。將各色譜峰的質(zhì)譜離子流數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)NIST 05a.Lab對(duì)比，確認(rèn)其中9個(gè)峰的化學(xué)成分，其中以1,2-苯二羧酸-2-乙基己基酯相對(duì)含量最高，達(dá)49.786%，相比合浦珠母貝[5]等其他貝殼珍珠層粉而言，這是一個(gè)比較突出的特點(diǎn)。

表1 馬蹄螺珍珠層粉微量有機(jī)物組成及相對(duì)含量Table1 Compositions and relative contents of pearl nacre powder from Trochus pyramis Born

2.2 馬蹄螺珍珠層粉酸不溶蛋白質(zhì)氨基酸組成

酸溶解珍珠層粉后的酸不溶性蛋白質(zhì)占珍珠層粉總重的2%，分別以酸解、堿解法檢測(cè)蛋白質(zhì)的氨基酸組成，其結(jié)果如表2所示。結(jié)果表明，在珍珠層粉酸不溶蛋白質(zhì)中共檢出18種氨基酸，其中以丙氨酸(Ala)、甘氨酸(Gly)及天冬氨酸(Asp)含量較高，分別達(dá)4212.03、2436.56、2151.95mg/100g，半胱氨酸含量最低，僅為29.73mg/100g。馬蹄螺珍珠層粉酸不溶蛋白質(zhì)氨基酸組成與合浦珠母貝類似[13]。與文獻(xiàn)(表3) 中不同品牌超細(xì)珍珠粉氨基酸含量相比，總量低于珍珠粉，在氨基酸組成上也有一定的差別，可能跟材料的不同及馬蹄螺珍珠層粉制備方法有關(guān)。完整的貝殼橫切面有3層，分別為珍珠層、棱柱層及角質(zhì)層，其組成有較大差異[14]。在對(duì)貝殼的預(yù)處理可有效去除角質(zhì)層的蛋白及雜質(zhì)，同時(shí)可部分除去棱柱層的方解石，珍珠層由于構(gòu)造緊密絕大部分保留。因此，制得的珍珠層粉并不全由珍珠層而來(lái)，其中夾雜了中間棱柱層的粉末，因此蛋白及氨基酸含量低于珍珠粉，這一特性可供珍珠粉和珍珠層粉鑒別時(shí)參考。

2.3 馬蹄螺珍珠層粉微量無(wú)機(jī)元素含量

珍珠層粉的主要成分是CaCO3，其含量占珍珠層粉的95%左右。將珍珠層粉灰化，以HNO3溶解其無(wú)機(jī)質(zhì)，以電感耦合等離子體發(fā)身光譜儀測(cè)定各元素含量，結(jié)果如表3所示。結(jié)果表明，Mg、Fe含量較高，而V、As、Se、Cd含量較低，其中對(duì)人體有益的微量元素中Fe、Zn較高，Se含量較低。珍珠層粉中也含有一些對(duì)人體不利的元素，如A s、C d、P b、H g，其中Hg和Cd的含量相對(duì)較低，Pb的含量相對(duì)較高1.05mg/kg，在作為食品和化妝品原料時(shí)值得注意工，其含量雖未超過(guò)珍珠粉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)討論稿中的限量，但有必要對(duì)原料進(jìn)行更嚴(yán)格的控制并進(jìn)一步研究降低珍珠層粉重金屬含量的方法(2010年由中國(guó)輕工聯(lián)合會(huì)提出的珍珠粉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)討論稿提出，在珍珠粉中Pb的含量上限為1.5mg/kg)。半定量分析顯示馬蹄螺珍珠層粉還含有Li、Sc、Ti、Sr等27種微量無(wú)機(jī)元素(僅定性分析，數(shù)據(jù)未給出)。珍珠層粉中的微量元素的含量與其藥理功效密切相關(guān)[16]，珍珠層粉中微量元素含量的測(cè)定對(duì)其在醫(yī)藥上的應(yīng)用具有指導(dǎo)作用。

表2 馬蹄螺珍珠層粉酸不溶蛋白質(zhì)氨基酸組成Table2 Amino acid composition of acid-insoluble protein form pearl nacre powder of Trochus pyramis Born

表4 馬蹄螺珍珠層粉微量無(wú)機(jī)元素含量Table4 Trace inorganic elements composition of pearl nacre powder of Trochus pyramis Born

表3 馬蹄螺珍珠層粉與其他珍珠粉對(duì)比[15]Table3 Comparison of amino acid composition between pearl nacre powder of Trochus pyramis Born and pearl powder[15]%

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)從馬蹄螺珍珠層粉中檢出多種微量有機(jī)物，這些微量有機(jī)物的存在對(duì)珍珠可能對(duì)珍珠層粉的藥理作用有一定的影響，可供借鑒。馬蹄螺珍珠層粉的酸不溶蛋白質(zhì)含有18種氨基酸，其中包含人體所需的8種必需氨基酸。微量無(wú)機(jī)元素分析發(fā)現(xiàn)馬蹄螺珍珠層粉含有Mg、Fe、Zn、Se等對(duì)人體有益的元素，同時(shí)也含有As、Cd、Pb、Hg等對(duì)人體有害的重金屬元素，在使用時(shí)值得注意。

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Organic Components, Amino Acids and Inorganic Elements in Pearl Nacre Powder of Trochus pyramis Born

LIU Shi-sheng1，LI Fei-ran1，WANG Hui-min1，F(xiàn)ENG Yong-qin2，XIE Zhen-yu2
(1. College of Food Science and Technology, Hainan University, Haikou 570228, China；2. College of Ocean, Hainan University, Haikou 570228, China)

Organic components in methylene dichloride fraction, amino acid in acid-insoluble fraction, and minerals in and inorganic elements in pearl nacre powder prepared from Trochus pyramis Born were investigated. GC-MS analysis showed the existence of 13 compounds in methylene dichloride fraction, and 9 compounds were identified. Totally 18 kinds amino acids, including 8 kinds essential amino acids, were found in the acid insoluble fractions by automatic amino acid analyzer. Inorganic elements, such as Mg, Fe, Zn, Se, as well as As, Hg, Pb were found and determined by using inductively coupled plasma mass spectrometry. The shell of Trochus pyramis Born is a resource worthy of development.

Trochus pyramis Born；pearl nacre powder；HCl-insoluble protein；trace chemical

R284.1

A

1002-6630(2010)22-0349-03

2010-07-15

“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2007BAD29B09)

劉石生(1977—)，男，副教授，博士，研究方向?yàn)闊釒厣Y源的開(kāi)發(fā)利用。E-mail：stoneliu77@126.com