本文介绍了一项关于南极磷虾（Euphausia superba）肽-锌螯合物的制备工艺优化、结构表征及体外消化稳定性分析的研究。该研究由Runan Sun、Xiaofang Liu、Yuan Yu、Junkui Miao、Kailiang Leng和Hua Gao等人共同完成，发表于《Food Chemistry》期刊，2021年340卷，文章编号128056。
研究背景
南极磷虾是一种分布在南极海洋的甲壳类生物，其总生物量估计高达10亿吨。南极磷虾蛋白因其富含必需氨基酸，被公认为高质量的海洋蛋白资源。近年来，南极磷虾蛋白水解物作为功能性食品中的关键生物活性物质，受到了广泛关注。锌是人体必需的微量元素，参与DNA、RNA和蛋白质的合成，并在维持正常味觉、免疫系统和大脑功能中发挥重要作用。全球约有22亿人存在不同程度的锌缺乏，尤其是在发展中国家。传统的锌补充剂如硫酸锌和葡萄糖酸锌存在胃肠道刺激和吸收效率低的问题。因此，开发安全有效的锌补充剂成为全球亟待解决的问题。肽-锌螯合物作为第三代锌补充剂，因其安全性和有效性近年来备受关注。
研究目的
本研究旨在优化南极磷虾肽-锌螯合物（AKP-Zn）的制备工艺，通过现代仪器分析技术确定其结构和组成特征，并通过体外消化稳定性实验评估其对锌吸收和利用的影响，为开发新型锌膳食补充剂和促进南极磷虾蛋白资源的高值化利用提供科学依据。
研究方法
- 材料与试剂：脱脂南极磷虾粉购自青岛南极维康生物技术有限公司，胰蛋白酶购自北京索莱宝科技有限公司。
- 南极磷虾肽（AKP）的制备：采用胰蛋白酶水解脱脂南极磷虾粉，水解条件为：胰蛋白酶添加量为2.50%，pH 8.0，温度40°C，水解时间2.75小时。水解液经离心、冻干后得到AKP。
- AKP-Zn螯合物的制备：将AKP溶解于不同pH值的溶液中，与硫酸锌按不同质量比混合，在30-70°C下反应10-60分钟。反应后加入乙醇沉淀螯合物，离心、冻干后得到AKP-Zn螯合物。
- 结构表征：通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、粒度分析、分子量分布、氨基酸组成分析、扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）等技术对AKP和AKP-Zn螯合物进行表征。
- 锌溶解度分析：在不同pH条件下测定AKP-Zn螯合物和硫酸锌的锌溶解度。
- 模拟胃肠道消化实验：通过模拟胃液和肠液消化过程，评估AKP-Zn螯合物、硫酸锌和葡萄糖酸锌的锌溶解度。
研究结果
- 制备条件优化：AKP-Zn螯合物的最佳制备条件为pH 6.0、60°C、反应时间10分钟，AKP与硫酸锌的质量比为1:2。在此条件下，AKP-Zn螯合物的锌含量达到115.70 ± 2.25 mg/g。
- 结构表征：FT-IR分析表明，锌与AKP中的羧基氧和氨基氮原子发生螯合。粒度分析显示，AKP-Zn螯合物的粒径显著增大。分子量分布分析表明，AKP中分子量小于1000 Da的肽段占61.82%，螯合后降至41.95%。氨基酸组成分析显示，酸性氨基酸和碱性氨基酸的含量在螯合后显著增加。
- 锌溶解度：AKP-Zn螯合物在pH 5.0-8.0范围内表现出良好的溶解性，尤其在pH 8.0时，其锌溶解度是硫酸锌的25倍。
- 模拟胃肠道消化实验：AKP-Zn螯合物在模拟胃肠道消化过程中表现出最佳的稳定性，其锌溶解度显著高于硫酸锌和葡萄糖酸锌。
结论
本研究成功制备了南极磷虾肽-锌螯合物，并优化了其制备工艺。AKP-Zn螯合物在结构和组成上发生了显著变化，表现出良好的锌溶解性和胃肠道稳定性。研究结果为开发新型锌膳食补充剂和促进南极磷虾蛋白资源的高值化利用提供了科学依据。未来的研究可以进一步评估AKP-Zn螯合物的体内生物利用度，并阐明其螯合机制。
研究亮点
- 重要发现：AKP-Zn螯合物在碱性条件下表现出优异的锌溶解性和稳定性，显著优于传统锌补充剂。
- 方法创新：通过现代仪器分析技术全面表征了AKP-Zn螯合物的结构和组成，揭示了其螯合机制。
- 应用价值：该研究为开发新型锌补充剂和南极磷虾蛋白资源的高值化利用提供了科学依据，具有重要的应用前景。