制备方法对水溶性珍珠粉质量的影响

杨品红 王晓艳 李梦军 徐黎明 谢春华

(1.湖南文理学院生命科学学院，湖南常德 415000;2.湖南今珠生物股份有限公司，湖南常德 415000;3.湖南省水产工程技术研究中心，湖南 常德 415000)

珍珠是贵重中药材，中国历史记载已有2 000多年。中国历代医学巨著［1，2］指出珍珠具有具安神定惊、清热解毒、明目消翳、收敛生肌、驻颜葆春、令人光泽洁白、滋润肌肤之功效等。随着科学研究的深入，人们利用现代检测技术，彻底了解珍珠的成分及其含量［3，4］，发现并认识珍珠药用和保健作用的机理［5－7］。

珍珠粒不溶于水，通常以传统方法研磨制粉服食或外用，不易被人体直接吸收，通常只能吸收29%左右，活性作用差。在近代，人们采用现代科学技术将其研磨或水解以充分利用，生产出非水溶性珍珠粉和水溶性珍珠粉两大类:①非水溶性珍珠粉以珍珠粉的粗细来作为标准，其加工工艺难度较大，成本较高，市场上主要有普通珍珠粉和超细珍珠粉等;②水溶性珍珠粉一般是指使用酸或酶进行处理的珍珠粉，这类珍珠粉中的碳酸钙变成可溶于水易吸收的乳酸钙，微量元素为离子形态，具有吸收好、利用率高等优点。

据国内外资料［8，9］，现有的技术水解珍珠，一般采用乳酸水解法、酸—酶水解法、酶—酸水解法、盐酸水解法，这些方法优点各异，在生产应用中常常难以抉择。为了对比水溶性珍珠粉不同生产工艺及其制备方法对珍珠粉品质的影响，本研究拟选取3种常用水解法与新发明专利(珍珠饮品原料及其制备方法，ZL200510031424.5)［10］生产的水溶性珍珠粉，对成品中的营养成分及微量元素含量进行比较研究，以期为生产市场提供较好的工艺技术参考，生产出可替代珍珠原粉作为药品、保健食品、化妆品的原料或添加剂使用的产品。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

珍珠原粉:≥100目，市售普通珍珠粉;

乳酸:批号050416，湖南省安化乳酸厂;

复合蛋白酶:活性为10万U/g，远天酶制剂厂;

盐酸、硝酸:AR级，河北固安紫阳化工厂;

硫酸:AR级，宜兴化学试制厂。

1.2 仪器

电热恒温水浴锅:HH-S型，江苏省金坛恒丰仪器制造有限公司;

电热恒温鼓风干燥箱:DHG-9140A型，北京恒泰丰科试验设备有限公司;

真空泵:SHB-(Ⅲ)型，上海楚柏实验设备有限公司;

马沸炉:SX-2.5-12型，上海洪纪仪器设备有限公司;

测氮蒸馏装置:1000 mL，南京銮玉化玻仪器的限公司;

原子吸收分光光度计:TAS-990AFG型，北京普析通用仪器有限责任公司;

氨基酸自动分析仪:P608型，戴安中国有限公司。

1.3 水溶珍珠粉的制备方法

1.3.1 盐酸水解法 取珍珠原粉100 g，加少量去离子水，搅拌成珍珠浆，加入200 mL 37%的盐酸溶液，不断搅拌，待反应无气泡产生后，再于水浴锅上90～100℃保温水解12～18 h，过滤，滤液浓缩至近干，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，加少量去离子水，搅拌成珍珠浆，加入80%乳酸250 mL，不断搅拌，于50～55℃下保温24 h，加热至80℃保温2 h，待反应无气泡产生后，过滤，滤液浓缩至近干，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，加少量去离子水，搅拌成珍珠浆，煮沸后降温至35～40℃，加入复合蛋白酶0.2 g，于60～70℃条件下酶解14 h，酶解结束后，煮沸灭酶，当温度降至50℃时加入80%乳酸250 mL，不断搅拌，保温24 h，加热至80℃保温2 h，待反应无气泡产生后，过滤，滤液浓缩至近干，在烘箱中40℃烘干至水分＜2%，粉碎，即得水溶性珍珠粉。

1.3.4 新发明专利方法 取珍珠原粉100 g，加入80%乳酸220 mL和饱和碘酸20 mL，搅拌均匀，浸渍24～72 h，使珍珠中所含无机盐变成活性物质，调节pH值至中性，取捣碎的蚌肉100 g，加入上述珍珠浆中，加少量去离子水，匀质成珍珠浆，置于反应锅中，加入复合蛋白酶0.2 g，于40～65℃温度条件下，进行酶催化反应4 h，酶解结束后，煮沸灭酶，过滤，滤液浓缩至近干，在烘箱中40℃烘干至水分＜2%，粉碎，即得水溶性珍珠粉。

1.4 珍珠粉成分的测定方法

1.4.1 含氮量的测定 参照《中国药典》［11］2005年版附录氮测定法项，分别测定4种不同工艺制备的水溶性珍珠粉的含氮量，并计算含氮比值。

1.4.2 氨基酸的测定 依据GB/T 5009.124－2003《食物中氨基酸的测定方法》［12］用氨基酸自动分析仪(戴安P608)对不同工艺制备的水溶性珍珠粉中天门冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸等17种氨基酸含量进行测定。

1.4.3 微量元素的测定 依据GB/T 5009系列标准用原子吸收法测定水溶性珍珠粉中的化学元素含量，其中Se和Ni用石墨炉原子吸收法，其余元素用火焰原子吸收法，I则依据WS 302—2008 国标法检测［13］。

2 结果与分析

2.1 含氮量测定结果比较

在盐酸和乳酸水解法中，过量的酸与碳酸钙反应后，生成乳酸钙，剩余的酸对珍珠硬蛋白进行酸水解，使之转化成分子量较小的水溶性蛋白质、多肽、氨基酸等，而酶－酸水解法和新专利法则是对珍珠硬蛋白进行酶解。由表1可知:新专利法含氮量＞酶－酸法＞盐酸法＞乳酸法，粗蛋白碳总氮是含氮量的6.25倍，根据结果换算，新专利法粗蛋白碳总氮＞酶－酸法＞盐酸法＞乳酸法。水溶性珍珠粉中粗蛋白碳总氮含量的多少决定着珍珠粉溶解过程是否完全的主要表现形式，是珍珠粉中原有营养成分是否析出而被人体吸收与利用的关键，在某种程度上讲，水解液中蛋白质含量的增加，意味着氨基酸、微量元素等各种生命必需的无机元素增加，而珍珠具有的近乎神奇的功效主要与珍珠中所含的氨基酸和微量元素有关，其含量的高低决定着珍珠粉质量的优劣。

表1 不同工艺制备的水溶珍珠粉含氮量比较Table 1 The comparison of nitrogen content for water soluble pearl powder from different technics /%

2.2 氨基酸测定结果比较

从测定珍珠粉含氮量时发现，新专利方法溶解于水中的蛋白质含量明显高于其它3种制备工艺生产的水溶性珍珠粉，而其中的酶－酸水解法又较之其它2种方法生产的含量要高，因此在做氨基酸测定时，调整了试验方案，重点对含氮量较高的酶－酸水解法和新专利方法制备出的水溶性珍珠粉与珍珠原粉中氨基酸含量测定并比较分析，共检测出17种氨基酸，结果见表2。

由表2可知:新专利法水溶性珍珠粉中测定的总氨基酸含量显著＞酶－酸水解法水溶性珍珠粉＞珍珠原粉，其原因为制备过程中添加了一定比例的水生生物肉糜，经酶解后，混合物中氨基酸含量显著增高，分别高出珍珠原粉6.127 mg/g及酶—酸水解法 6.058 mg/g。测定结果显示包括亮氨酸和酪氨酸在内的8种人体必需氨基酸的含量分别为:新专利法水溶性珍珠粉显著＞酶－酸水解法水溶性珍珠粉＞珍珠原粉;天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸等呈鲜味特征性氨基酸含量分别为:新专利法水溶性珍珠粉显著＞酶－酸水解法水溶性珍珠粉＞珍珠原粉;必需氨基酸占总氨基酸含量百分比值分别为:酶－酸水解法水溶性珍珠粉＞珍珠原粉＞新专利法水溶性珍珠粉。

表2 不同工艺制备的水溶性珍珠粉与珍珠原粉氨基酸含量比较Table 2 The comparison of amino acid content between water soluble pearl powder from different technics and original pearl powder /(mg·g－1)

新专利法制备的水溶性珍珠粉中甘氨酸含量最高，其次为天门冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、丝氨酸、精氨酸，主要以鲜味氨基酸为主，另外还检测到了少量牛磺酸0.194 mg/g，而这在其它2种珍珠粉中则末检测出。

水溶性珍珠粉一般是使用酸(多为乳酸)或者酶对珍珠粉进行处理，使不溶于水的 CaCO3变成可溶的乳酸钙，生成乳酸盐如钙盐、锶盐、镁盐等可溶性盐类，水解液中各种微量元素都是离子形态，易于人体吸收，但是因其酸解或酶解，会造成氨基酸含量损失掉一部分，本研究采用的专利方法正是考虑到这一点，在制备过程中，创新了生产工艺，添加了一定比例的水生生物肉糜，结果表明，专利方法制备的水溶性珍珠粉中氨基酸含量显著高于其它制备方法，且高于珍珠原粉。

2.3 微量元素测定结果比较

珍珠粉样品中微量元素测定的含量结果见表3，结果表明所测3种珍珠粉钙含量都比较高，新专利法水溶性珍珠粉Ca含量稍高于酶－酸法，比较接近珍珠原粉，而其微量元素中主要成分为钙，但 Mn、Mg、Sr、Zn、Fe的含量也较为丰富，Se、Cu、I含量较少，从表3中可以看出不同工艺制备的水溶性珍珠中微量元素含量与珍珠原粉相比，变化不大，基本上珍珠全成分水解完全，新专利法制备的珍珠粉则检测出了较低的I含量。新专利法制备的水溶性珍珠粉中微量元素虽不及其原粉中的含量，但是较之其它也有显著增加，冯雷等［14］对水溶性珍珠粉与普通珍珠粉进行比较，发现水溶性珍珠粉中钙离子溶出量和胃肠中吸收量均要高于普通珍珠粉，进一步证实水溶性珍珠粉微量元素含量能很好的被人体吸收与利用，因此，不同的方法制备出的加工产品中微量元素含量越高，越有利于人们的保健，越受市场欢迎。

3 结论

(1)本次试验中，检测的3种珍珠粉中Mn含量较高，这与木士春等［15］检测海水养殖珍珠 S、Na、Mg、Sr等微量元素相对富集，Mn相对亏损，而淡水珍珠Mn相对富集的结论较为相似，也接近于董娜等［16］测定的珍珠粉中Mn含量值。

(2)珍珠由95%的CaCO3、低于5%的有机质及少量水等物质组成［17，18］，在盐酸和乳酸水解法中，盐酸水解法对珍珠硬蛋白的水解效率要高于乳酸水解法，而新专利法水解珍珠硬蛋白要高于以上2种方法及酶—酸水解法，其水解液中蛋白质含量达到3.67%，结果比较接近珍珠含量约为5%有机质值，这种新专利制备方法充分溶解珍珠中的蛋白质，增加水溶性珍珠粉的营养物质含量，提高了使用价值。

表3 不同工艺制备的水溶性珍珠粉与珍珠原粉微量元素含量比较Table 3 The comparison of microelement content between water soluble pearl powder from different technics and original pearl powder /(μg·g－1)

(3)新专利法水溶性珍珠粉中氨基酸总量、鲜味氨基酸、必需氨基酸含量显著高于珍珠原粉及酶—酸水解法制备的水溶性珍珠粉，其中:氨基酸总量分别高出珍珠原粉6.127 mg/g、酶—酸水解法6.058 mg/g;鲜味氨基酸分别高出珍珠原粉3.77 mg/g、酶—酸水解法3.743 mg/g;必需氨基酸含量分别高出珍珠原粉1.115 mg/g、酶—酸水解法1.099 mg/g。同时测定的微量元素新专利法稍优于酶－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较为完全的。

综上所述，新专利法制备的水溶性珍珠粉有效成分损失最少，其蛋白质、微量元素含量水解比较完全，而氨基酸总量、鲜味氨基酸、必需氨基酸含量丰富且显著高于珍珠原粉及酶—酸水解法制备的水溶性珍珠粉，这在很大程度上说明，新专利法创新工艺效果显著，它不仅保留了珍珠原粉的有效成分，而且在制备过程中添加的水生生物肉糜经酶解后，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价值，因此，该方法生产的全水溶性珍珠粉能够作为各种食品、保健品、化妆品的添加剂使用，专利制备工艺成熟先进，值得推广。

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