制備方法對水溶性珍珠粉質(zhì)量的影響

楊品紅 王曉艷 李夢軍 徐黎明 謝春華

(1.湖南文理學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，湖南常德 415000;2.湖南今珠生物股份有限公司，湖南常德 415000;3.湖南省水產(chǎn)工程技術(shù)研究中心，湖南 常德 415000)

珍珠是貴重中藥材，中國歷史記載已有2 000多年。中國歷代醫(yī)學(xué)巨著［1，2］指出珍珠具有具安神定驚、清熱解毒、明目消翳、收斂生肌、駐顏葆春、令人光澤潔白、滋潤肌膚之功效等。隨著科學(xué)研究的深入，人們利用現(xiàn)代檢測技術(shù)，徹底了解珍珠的成分及其含量［3，4］，發(fā)現(xiàn)并認識珍珠藥用和保健作用的機理［5－7］。

珍珠粒不溶于水，通常以傳統(tǒng)方法研磨制粉服食或外用，不易被人體直接吸收，通常只能吸收29%左右，活性作用差。在近代，人們采用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)將其研磨或水解以充分利用，生產(chǎn)出非水溶性珍珠粉和水溶性珍珠粉兩大類:①非水溶性珍珠粉以珍珠粉的粗細來作為標準，其加工工藝難度較大，成本較高，市場上主要有普通珍珠粉和超細珍珠粉等;②水溶性珍珠粉一般是指使用酸或酶進行處理的珍珠粉，這類珍珠粉中的碳酸鈣變成可溶于水易吸收的乳酸鈣，微量元素為離子形態(tài)，具有吸收好、利用率高等優(yōu)點。

據(jù)國內(nèi)外資料［8，9］，現(xiàn)有的技術(shù)水解珍珠，一般采用乳酸水解法、酸—酶水解法、酶—酸水解法、鹽酸水解法，這些方法優(yōu)點各異，在生產(chǎn)應(yīng)用中常常難以抉擇。為了對比水溶性珍珠粉不同生產(chǎn)工藝及其制備方法對珍珠粉品質(zhì)的影響，本研究擬選取3種常用水解法與新發(fā)明專利(珍珠飲品原料及其制備方法，ZL200510031424.5)［10］生產(chǎn)的水溶性珍珠粉，對成品中的營養(yǎng)成分及微量元素含量進行比較研究，以期為生產(chǎn)市場提供較好的工藝技術(shù)參考，生產(chǎn)出可替代珍珠原粉作為藥品、保健食品、化妝品的原料或添加劑使用的產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

珍珠原粉:≥100目，市售普通珍珠粉;

乳酸:批號050416，湖南省安化乳酸廠;

復(fù)合蛋白酶:活性為10萬U/g，遠天酶制劑廠;

鹽酸、硝酸:AR級，河北固安紫陽化工廠;

硫酸:AR級，宜興化學(xué)試制廠。

1.2 儀器

電熱恒溫水浴鍋:HH-S型，江蘇省金壇恒豐儀器制造有限公司;

電熱恒溫鼓風干燥箱:DHG-9140A型，北京恒泰豐科試驗設(shè)備有限公司;

真空泵:SHB-(Ⅲ)型，上海楚柏實驗設(shè)備有限公司;

馬沸爐:SX-2.5-12型，上海洪紀儀器設(shè)備有限公司;

測氮蒸餾裝置:1000 mL，南京鑾玉化玻儀器的限公司;

原子吸收分光光度計:TAS-990AFG型，北京普析通用儀器有限責任公司;

氨基酸自動分析儀:P608型，戴安中國有限公司。

1.3 水溶珍珠粉的制備方法

1.3.1 鹽酸水解法 取珍珠原粉100 g，加少量去離子水，攪拌成珍珠漿，加入200 mL 37%的鹽酸溶液，不斷攪拌，待反應(yīng)無氣泡產(chǎn)生后，再于水浴鍋上90～100℃保溫水解12～18 h，過濾，濾液濃縮至近干，在烘箱中40℃烘干至水分＜2%，粉碎，即得水溶性珍珠粉。

1.3.2 乳酸水解法 取珍珠原粉100 g，加少量去離子水，攪拌成珍珠漿，加入80%乳酸250 mL，不斷攪拌，于50～55℃下保溫24 h，加熱至80℃保溫2 h，待反應(yīng)無氣泡產(chǎn)生后，過濾，濾液濃縮至近干，在烘箱中40℃烘干至水分＜2%，粉碎，即得水溶性珍珠粉。

1.3.3 酶－酸水解法 取珍珠原粉100 g，加少量去離子水，攪拌成珍珠漿，煮沸后降溫至35～40℃，加入復(fù)合蛋白酶0.2 g，于60～70℃條件下酶解14 h，酶解結(jié)束后，煮沸滅酶，當溫度降至50℃時加入80%乳酸250 mL，不斷攪拌，保溫24 h，加熱至80℃保溫2 h，待反應(yīng)無氣泡產(chǎn)生后，過濾，濾液濃縮至近干，在烘箱中40℃烘干至水分＜2%，粉碎，即得水溶性珍珠粉。

1.3.4 新發(fā)明專利方法 取珍珠原粉100 g，加入80%乳酸220 mL和飽和碘酸20 mL，攪拌均勻，浸漬24～72 h，使珍珠中所含無機鹽變成活性物質(zhì)，調(diào)節(jié)pH值至中性，取搗碎的蚌肉100 g，加入上述珍珠漿中，加少量去離子水，勻質(zhì)成珍珠漿，置于反應(yīng)鍋中，加入復(fù)合蛋白酶0.2 g，于40～65℃溫度條件下，進行酶催化反應(yīng)4 h，酶解結(jié)束后，煮沸滅酶，過濾，濾液濃縮至近干，在烘箱中40℃烘干至水分＜2%，粉碎，即得水溶性珍珠粉。

1.4 珍珠粉成分的測定方法

1.4.1 含氮量的測定 參照《中國藥典》［11］2005年版附錄氮測定法項，分別測定4種不同工藝制備的水溶性珍珠粉的含氮量，并計算含氮比值。

1.4.2 氨基酸的測定 依據(jù)GB/T 5009.124－2003《食物中氨基酸的測定方法》［12］用氨基酸自動分析儀(戴安P608)對不同工藝制備的水溶性珍珠粉中天門冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸等17種氨基酸含量進行測定。

1.4.3 微量元素的測定 依據(jù)GB/T 5009系列標準用原子吸收法測定水溶性珍珠粉中的化學(xué)元素含量，其中Se和Ni用石墨爐原子吸收法，其余元素用火焰原子吸收法，I則依據(jù)WS 302—2008 國標法檢測［13］。

2 結(jié)果與分析

2.1 含氮量測定結(jié)果比較

在鹽酸和乳酸水解法中，過量的酸與碳酸鈣反應(yīng)后，生成乳酸鈣，剩余的酸對珍珠硬蛋白進行酸水解，使之轉(zhuǎn)化成分子量較小的水溶性蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸等，而酶－酸水解法和新專利法則是對珍珠硬蛋白進行酶解。由表1可知:新專利法含氮量＞酶－酸法＞鹽酸法＞乳酸法，粗蛋白碳總氮是含氮量的6.25倍，根據(jù)結(jié)果換算，新專利法粗蛋白碳總氮＞酶－酸法＞鹽酸法＞乳酸法。水溶性珍珠粉中粗蛋白碳總氮含量的多少決定著珍珠粉溶解過程是否完全的主要表現(xiàn)形式，是珍珠粉中原有營養(yǎng)成分是否析出而被人體吸收與利用的關(guān)鍵，在某種程度上講，水解液中蛋白質(zhì)含量的增加，意味著氨基酸、微量元素等各種生命必需的無機元素增加，而珍珠具有的近乎神奇的功效主要與珍珠中所含的氨基酸和微量元素有關(guān)，其含量的高低決定著珍珠粉質(zhì)量的優(yōu)劣。

表1 不同工藝制備的水溶珍珠粉含氮量比較Table 1 The comparison of nitrogen content for water soluble pearl powder from different technics /%

2.2 氨基酸測定結(jié)果比較

從測定珍珠粉含氮量時發(fā)現(xiàn)，新專利方法溶解于水中的蛋白質(zhì)含量明顯高于其它3種制備工藝生產(chǎn)的水溶性珍珠粉，而其中的酶－酸水解法又較之其它2種方法生產(chǎn)的含量要高，因此在做氨基酸測定時，調(diào)整了試驗方案，重點對含氮量較高的酶－酸水解法和新專利方法制備出的水溶性珍珠粉與珍珠原粉中氨基酸含量測定并比較分析，共檢測出17種氨基酸，結(jié)果見表2。

由表2可知:新專利法水溶性珍珠粉中測定的總氨基酸含量顯著＞酶－酸水解法水溶性珍珠粉＞珍珠原粉，其原因為制備過程中添加了一定比例的水生生物肉糜，經(jīng)酶解后，混合物中氨基酸含量顯著增高，分別高出珍珠原粉6.127 mg/g及酶—酸水解法 6.058 mg/g。測定結(jié)果顯示包括亮氨酸和酪氨酸在內(nèi)的8種人體必需氨基酸的含量分別為:新專利法水溶性珍珠粉顯著＞酶－酸水解法水溶性珍珠粉＞珍珠原粉;天門冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸等呈鮮味特征性氨基酸含量分別為:新專利法水溶性珍珠粉顯著＞酶－酸水解法水溶性珍珠粉＞珍珠原粉;必需氨基酸占總氨基酸含量百分比值分別為:酶－酸水解法水溶性珍珠粉＞珍珠原粉＞新專利法水溶性珍珠粉。

表2 不同工藝制備的水溶性珍珠粉與珍珠原粉氨基酸含量比較Table 2 The comparison of amino acid content between water soluble pearl powder from different technics and original pearl powder /(mg·g－1)

新專利法制備的水溶性珍珠粉中甘氨酸含量最高，其次為天門冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、絲氨酸、精氨酸，主要以鮮味氨基酸為主，另外還檢測到了少量?；撬?.194 mg/g，而這在其它2種珍珠粉中則末檢測出。

水溶性珍珠粉一般是使用酸(多為乳酸)或者酶對珍珠粉進行處理，使不溶于水的 CaCO3變成可溶的乳酸鈣，生成乳酸鹽如鈣鹽、鍶鹽、鎂鹽等可溶性鹽類，水解液中各種微量元素都是離子形態(tài)，易于人體吸收，但是因其酸解或酶解，會造成氨基酸含量損失掉一部分，本研究采用的專利方法正是考慮到這一點，在制備過程中，創(chuàng)新了生產(chǎn)工藝，添加了一定比例的水生生物肉糜，結(jié)果表明，專利方法制備的水溶性珍珠粉中氨基酸含量顯著高于其它制備方法，且高于珍珠原粉。

2.3 微量元素測定結(jié)果比較

珍珠粉樣品中微量元素測定的含量結(jié)果見表3，結(jié)果表明所測3種珍珠粉鈣含量都比較高，新專利法水溶性珍珠粉Ca含量稍高于酶－酸法，比較接近珍珠原粉，而其微量元素中主要成分為鈣，但 Mn、Mg、Sr、Zn、Fe的含量也較為豐富，Se、Cu、I含量較少，從表3中可以看出不同工藝制備的水溶性珍珠中微量元素含量與珍珠原粉相比，變化不大，基本上珍珠全成分水解完全，新專利法制備的珍珠粉則檢測出了較低的I含量。新專利法制備的水溶性珍珠粉中微量元素雖不及其原粉中的含量，但是較之其它也有顯著增加，馮雷等［14］對水溶性珍珠粉與普通珍珠粉進行比較，發(fā)現(xiàn)水溶性珍珠粉中鈣離子溶出量和胃腸中吸收量均要高于普通珍珠粉，進一步證實水溶性珍珠粉微量元素含量能很好的被人體吸收與利用，因此，不同的方法制備出的加工產(chǎn)品中微量元素含量越高，越有利于人們的保健，越受市場歡迎。

3 結(jié)論

(1)本次試驗中，檢測的3種珍珠粉中Mn含量較高，這與木士春等［15］檢測海水養(yǎng)殖珍珠 S、Na、Mg、Sr等微量元素相對富集，Mn相對虧損，而淡水珍珠Mn相對富集的結(jié)論較為相似，也接近于董娜等［16］測定的珍珠粉中Mn含量值。

(2)珍珠由95%的CaCO3、低于5%的有機質(zhì)及少量水等物質(zhì)組成［17，18］，在鹽酸和乳酸水解法中，鹽酸水解法對珍珠硬蛋白的水解效率要高于乳酸水解法，而新專利法水解珍珠硬蛋白要高于以上2種方法及酶—酸水解法，其水解液中蛋白質(zhì)含量達到3.67%，結(jié)果比較接近珍珠含量約為5%有機質(zhì)值，這種新專利制備方法充分溶解珍珠中的蛋白質(zhì)，增加水溶性珍珠粉的營養(yǎng)物質(zhì)含量，提高了使用價值。

表3 不同工藝制備的水溶性珍珠粉與珍珠原粉微量元素含量比較Table 3 The comparison of microelement content between water soluble pearl powder from different technics and original pearl powder /(μg·g－1)

(3)新專利法水溶性珍珠粉中氨基酸總量、鮮味氨基酸、必需氨基酸含量顯著高于珍珠原粉及酶—酸水解法制備的水溶性珍珠粉，其中:氨基酸總量分別高出珍珠原粉6.127 mg/g、酶—酸水解法6.058 mg/g;鮮味氨基酸分別高出珍珠原粉3.77 mg/g、酶—酸水解法3.743 mg/g;必需氨基酸含量分別高出珍珠原粉1.115 mg/g、酶—酸水解法1.099 mg/g。同時測定的微量元素新專利法稍優(yōu)于酶－酸法，含量值接近于珍珠原粉，水解珍珠原粉中的微量元素都是較為完全的。

綜上所述，新專利法制備的水溶性珍珠粉有效成分損失最少，其蛋白質(zhì)、微量元素含量水解比較完全，而氨基酸總量、鮮味氨基酸、必需氨基酸含量豐富且顯著高于珍珠原粉及酶—酸水解法制備的水溶性珍珠粉，這在很大程度上說明，新專利法創(chuàng)新工藝效果顯著，它不僅保留了珍珠原粉的有效成分，而且在制備過程中添加的水生生物肉糜經(jīng)酶解后，增加了珍珠水解液的氨基酸含量，大大提高了珍珠粉的利用價值，因此，該方法生產(chǎn)的全水溶性珍珠粉能夠作為各種食品、保健品、化妝品的添加劑使用，專利制備工藝成熟先進，值得推廣。

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