魷魚墨黑色素絡(luò)合Cu2+的活性研究

胡夢(mèng)云，俞群娣，王丹群，何曉露，邱夢(mèng)媛（浙江海洋學(xué)院食品與醫(yī)藥學(xué)院，浙江舟山316022）

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魷魚墨黑色素絡(luò)合Cu2+的活性研究

胡夢(mèng)云，俞群娣，王丹群，何曉露，邱夢(mèng)媛
（浙江海洋學(xué)院食品與醫(yī)藥學(xué)院，浙江舟山316022）

摘要：采用高速離心法精制的魷魚墨黑色素與Cu2+作用，探究pH、溫度、時(shí)間、黑色素添加量、Cu2+濃度及鹽度等因素對(duì)魷魚墨黑色素吸附Cu2+的影響。結(jié)果表明：當(dāng)pH為4，溫度為60℃，吸附時(shí)間為10h，黑色素添加量為0.025g，Cu2+濃度為8 mmol·L-1時(shí)，魷魚墨黑色素對(duì)Cu2+的吸附量最大，達(dá)到70%。不同濃度的氯化鈉和氯化鎂對(duì)黑色素吸附Cu2+的影響較小，氯化鐵對(duì)黑色素吸附Cu2+的影響很大，隨著氯化鐵濃度的增大，吸附量急劇減小。

關(guān)鍵詞：魷魚墨；黑色素；Cu2+；吸附；活性研究

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1材料和儀器

材料：魷魚墨，購(gòu)于舟山興業(yè)漁業(yè)公司。

儀器：島津AA- 7000型原子吸收分光光度計(jì)；傅立葉紅外光譜儀（Nicilet 6700 FTIR）。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

采用高速離心法制備精致魷魚墨黑色素，并研究酸度、溫度、時(shí)間、黑色素添加量、Cu2+濃度及鹽度等因素對(duì)魷魚墨黑色素吸附Cu2+的影響。

1.2.1原子吸收法測(cè)定Cu2+含量

配制0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、2.4、2.8、3.2mg/mL的硫酸銅溶液，然后測(cè)得溶液的吸光值，得標(biāo)準(zhǔn)工作曲線方程：y=0.3026x+0.1905，相關(guān)系數(shù)r=0.9990。

1.2.2魷魚墨吸附Cu2+的吸附率的計(jì)算公式

式中：C0—溶液中金屬離子初始濃度，mg/L；Ce—反應(yīng)后溶液中離子的平衡濃度，mg/L。

2　結(jié)果與分析

2.1pH對(duì)魷魚墨黑色素吸附Cu2+的影響

移取10 mmol·L-1Cu2+5.0mL于25mL的容量瓶中，加入0.02g魷魚墨黑色素，用鹽酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH為1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0，充氮?dú)獗芄夥胖脫u床（54r/min）振蕩吸附24h。靜置后取出離心，取上清液2.5mL稀釋40倍，按實(shí)驗(yàn)方法1.2.1測(cè)定其Cu2+濃度。離心后的沉淀經(jīng)酸硝化后定容至100mL，同樣按實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定其Cu2+濃度，結(jié)果見圖1。

圖1　pH對(duì)魷魚墨黑色素絡(luò)合Cu2+的影響

由圖1可知，在pH為1～2時(shí)，由于溶液中有大量的水合氫離子，它們會(huì)與重金屬離子發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)絡(luò)合活性位點(diǎn)，魷魚墨黑色素對(duì)Cu2+的吸附率較?。坏请S著pH值的增大，魷魚墨對(duì)Cu2+的吸附率增大，尤其是pH為3～4時(shí)，吸附率達(dá)到75%。pH繼續(xù)升高，吸附率逐漸減小，當(dāng)pH超過7之后，吸附率又逐漸上升，這可能是形成了氫氧化物沉淀，因此最合適的pH為4.0。

2.2溫度對(duì)魷魚墨黑色素絡(luò)合Cu2+的影響

移取10 mmol·L-1Cu2+5.0mL于25mL的容量瓶中，加入魷魚墨黑色素0.02g，調(diào)節(jié)pH為4.0，分別在25℃、30℃、40℃、50℃、60℃溫度下，充氮?dú)獗芄夥胖脫u床（54r/min）振蕩吸附24h，靜置次日取出后離心，取上清液2.5mL稀釋至100mL，按實(shí)驗(yàn)方法1.2.1測(cè)定其Cu2+濃度，結(jié)果見圖2。

圖2　溫度對(duì)魷魚墨黑色素絡(luò)合Cu2+的影響

由圖2可知，溫度低時(shí)相對(duì)吸附率也低，25℃時(shí)吸附率只有60%，隨著溫度增加，吸附率也明顯上升，60℃時(shí)的吸附率達(dá)到了70%左右。由于繼續(xù)升溫極易導(dǎo)致魷魚墨黑色素氧化，故并未進(jìn)一步深入研究。

2.3不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)魷魚墨黑色素絡(luò)合Cu2+的影響

移取10 mmol·L-1Cu2+5.0mL于25mL的容量瓶中，然后加入魷魚墨黑色素0.02g，調(diào)節(jié)pH 4.0，充氮?dú)獗芄夥胖脫u床（54r/min），于60℃下分別振蕩吸附15min、30min、1h、3h、5h、10h、18h、24h，靜置后取出離心，取上清液2.5mL稀釋至100 mL，按實(shí)驗(yàn)方法1.2.1測(cè)定其Cu2+濃度，結(jié)果見圖3。

圖3　時(shí)間對(duì)魷魚墨黑色素絡(luò)合Cu2+的影響

圖3結(jié)果表明，在剛開始半小時(shí)內(nèi)吸附率很高是因?yàn)槲锢砦剑滛~墨黑色素還并未真正與Cu2+開始絡(luò)合。隨著反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，吸附率慢慢增加，到達(dá)10h后吸附率基本穩(wěn)定，故大約10h左右到達(dá)最大吸附值。

2.4魷魚墨黑色素添加量對(duì)絡(luò)合Cu2+的影響

移取10 mmol·L-1Cu2+5.0mL于25mL的容量瓶中，分別加入2、5、10、20、25、30mg的魷魚墨黑色素，調(diào)節(jié)溶液pH為4.0，充氮?dú)獗芄夥胖脫u床（54r/min）60℃下振蕩吸附24h，靜置至次日取出離心，取上清液2.5mL稀釋至100mL，按實(shí)驗(yàn)方法1.2.1測(cè)定其Cu2+濃度，結(jié)果見圖4。

圖4　添加量對(duì)魷魚墨黑色素絡(luò)合Cu2+的影響

從圖4可知，隨著魷魚墨黑色素量的增加，吸附率也增加，到達(dá)0.25g時(shí)飽和，而超過0.25g時(shí)，吸附率反而下降，這可能是魷魚墨黑色素過多，反應(yīng)的表面積減少所致。

2.5銅離子初始濃度對(duì)魷魚墨黑色素絡(luò)合Cu2+的影響

分別移取2、5、10、12、14、16 mmol·L-1的Cu2+溶液5.0mL到25mL容量瓶中，各加入0.025g的魷魚墨黑色素，調(diào)節(jié)pH為4.0，充氮?dú)?0℃下放置搖床（54r/min）避光振蕩吸附24h，靜置離心取上清液2.5mL稀釋至100mL，按實(shí)驗(yàn)方法1.2.1測(cè)定其Cu2+濃度，結(jié)果見圖5。

圖5　Cu2+濃度對(duì)魷魚墨黑色素絡(luò)合Cu2+的影響

從圖5可知，隨著Cu2+濃度的增加，魷魚墨黑色素吸附Cu2+吸附量也增加。當(dāng)Cu2+的濃度達(dá)到8mmol·L-1時(shí)，吸附量達(dá)到最大，因此最佳的Cu2+濃度為8mmol·L-1。

2.6不同濃度的鹽對(duì)魷魚墨黑色素絡(luò)合Cu2+的影響

配制不同濃度的鹽溶液：NaCl（1%、3%、5%），MgCl2（1%、3%、5%），F(xiàn)eCl3（1%、3%、5%）。取5mmol·L-1Cu2+溶液2.5mL和2.5mL上述不同濃度的鹽溶液混合，再分別加入魷魚墨黑色素0.02g，調(diào)節(jié)pH為4.0，充氮?dú)?0℃放置搖床（54r/min）避光振蕩吸附24h，離心取上清液2.5mL稀釋至100mL，按實(shí)驗(yàn)方法1.2.1測(cè)定其Cu2+濃度，結(jié)果見圖6。

從圖6可以看出，鈉離子對(duì)魷魚墨黑色素絡(luò)合Cu2+是沒有影響的，而鎂離子的吸附率隨濃度的升高略有下降，但不明顯。同時(shí)可以觀察到，鐵離子濃度上升，吸附率明顯下降，故鈉、鎂離子對(duì)魷魚墨黑色素吸附Cu2+影響不大。

圖6　鹽濃度對(duì)魷魚墨黑色素絡(luò)合Cu2+的影響

3　結(jié)論

魷魚墨黑色素對(duì)Cu2+的吸附能力并不是很理想，吸附量也不太多，但是改變不同的因素對(duì)吸附過程仍會(huì)有較大的影響。較適宜的吸附溫度為60℃，Cu2+的初始濃度為8mmol·L-1，pH為4，魷魚墨黑色素添加量為0.025g，吸附時(shí)間為10h，最大吸附量為70%。鐵離子對(duì)黑色素吸附Cu2+的影響很大。魷魚墨黑色素對(duì)Cu2+的吸附主要受pH、溫度、吸附時(shí)間、魷魚墨添加量、Cu2+初始濃度和溶液中鐵離子的影響。

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Active Research of Squid Melanin Absorbing Cu2+

HU Meng-yun，YU Qun-di，WANG Dan-qun，HE Xiao-lu，QIU Meng-yuan
（College of Food and Pharmacyof Zhejiang Ocean University，Zhoushan 316022，China）

Abstract：Let squid melanin prepared by high- speed centrifugation to absorb Cu2+，and research active influence of pH，temperature，time，the amount ofsquid melanin，Cu2+concentration，salinityand other factors on squid melanin absorption of Cu2+. The results showed：when the pH is 4，the temperature is 60℃，melanin dosage is 0.025g，adsorption time is 10h，Cu2+concentration 8 mmol·L-1，absorption rate ofsquid melanin to Cu2+is biggest，about to70%. Different concentrations ofsodium chloride and magnesium chloride results less influences on melanin complexing Cu2+，ferric chloride cause great influence on melanin complexing Cu2+.

Key words：squid ink；melanin；Cu2+；absorpiton；active research

doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2016.03.004

中圖分類號(hào)：O647.31+4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008- 553X（2016）03- 0010- 03

收稿日期：2015- 11- 30

基金項(xiàng)目：2014年浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新推薦項(xiàng)目（新苗人才計(jì)劃）

作者簡(jiǎn)介：胡夢(mèng)云（1993-），女，浙江杭州人，18368082571，mengyunh912@126.com；通訊聯(lián)系人：俞群娣（1967-），女，浙江舟山人，副教授，從事食品分析與檢驗(yàn)工作，13750719638，yqdzjou@126.com。魷魚墨約占魷魚體重的1.3%，是魷魚加工副產(chǎn)物之一［1］。魷魚墨不僅具有止血、抗腫瘤、抗氧化等功能［2-3］，還具有較強(qiáng)的陽(yáng)離子吸附特性［4-5］。目前研究魷魚墨黑色素對(duì)金屬陽(yáng)離子的吸附已成為熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)報(bào)導(dǎo)的有陳士國(guó)等關(guān)于魷魚墨黑色素吸附Fe3+的活性研究［6］；魯婷婷等研究了魷魚墨黑色素對(duì)Pb2+、Cr6+吸附的影響等［7］，但對(duì)于Cu2+的吸附至今未見報(bào)導(dǎo)。銅是人體必需的微量元素，在機(jī)體內(nèi)主要起催化、維持正常造血、促進(jìn)結(jié)締組織形成以及保護(hù)機(jī)體免受超氧陰離子損傷的作用，缺少銅可使血中的膽固醇水平升高，使機(jī)體的耐糖能力降低。本實(shí)驗(yàn)研究了魷魚墨黑色素吸附Cu2+的活性影響因素，為魷魚墨在保健品領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論依據(jù)，提高魷魚加工過程中廢棄物的綜合利用率。