鹽酸法提取鰻魚骨鈣的工藝研究

張龍，劉曉燕

（鹽城工學(xué)院，江蘇鹽城224051）

鹽酸法提取鰻魚骨鈣的工藝研究

張龍，劉曉燕

（鹽城工學(xué)院，江蘇鹽城224051）

研究了鹽酸濃度（A）、鹽酸用量（B）、提取溫度（C）、提取時(shí)間（D）對(duì)鰻魚骨鈣的溶出率的影響。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了正交試驗(yàn)，確定了鰻魚骨鈣提取的最優(yōu)組合是A2B3C2D3，即鹽酸濃度為3 mol/L、鹽酸用量4 mL、提取溫度50℃、提取時(shí)間150 min。在最優(yōu)組合條件下，鰻魚骨鈣的溶出率為81.31%。影響鰻魚骨鈣的溶出率的因素主次順序?yàn)椋蝴}酸濃度＞鹽酸用量＞提取溫度＞提取時(shí)間。

鰻魚骨；鈣的溶出率；提?。畸}酸

Abstract:This paper studied the influence of density of hydrochloric acid(A),dosage of hydrochloric acid(B),extraction temperature(C)and extraction time(D)on the dissolution rate of calcium from eel bone.Based on this experiment,the result of orthogonal experiment showed the optimal combination is A2B3C2D3,viz.the density of hydrochloric acid was 3 mol/L,the dosage of hydrochloric acid was 4 mL,the extraction temperature was 50℃,the extraction time was 150 minutes,the dissolution rate of calcium from eel bone is 81.31%.The primary and secondary factors affect the dissolution rate of calcium in the order：the density of hydrochloric acid ＞ the dosage of hydrochloric acid＞the extraction temperature＞the extraction time.

Key words：eel bone;dissolution rate of calcium;extraction;hydrochloric acid

鰻魚又稱河鰻、白鰻、鰻鱺、白鱔、風(fēng)膳、烏耳鰻等，是指屬于鰻鱺目分類下的物種總稱。鰻魚屬魚類，似蛇，但無鱗，一般產(chǎn)于咸淡水交界海域。近年來，我國沿海地區(qū)的鰻魚的加工發(fā)展迅速，尤其是烤鰻業(yè)，產(chǎn)量已居世界首位。烤鰻生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生大量的下腳料，占原料的比例相當(dāng)大，約26%～28%，主要包括：鰻魚頭、骨骼、內(nèi)臟等。其中鰻骨比例占7%以上，過去除小部分骨用作飼料外，大多數(shù)被當(dāng)做廢棄物而丟棄，造成極大的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染[1]。烤鰻加工下腳料這些廢棄物極具開發(fā)利用價(jià)值，因此，急需合理高效地利用烤鰻下腳料，使其物盡其用。

鈣不僅是骨骼的重要組成成分，而且游離鈣能降低毛細(xì)血管和細(xì)胞膜的通透性及神經(jīng)細(xì)胞的興奮性，并參與肌肉收縮、細(xì)胞分泌和凝血等重要生理過程。據(jù)1982年的全國營養(yǎng)調(diào)查，全國27個(gè)省、市、自治區(qū)成年人的鈣攝入量低于營養(yǎng)學(xué)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)（每人800mg/d）。農(nóng)村成人攝入量的均值為485.6 mg，是供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的60.7%；城市均值為513.3 mg，為供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的64.2%。1992年全國營養(yǎng)調(diào)查表明，全國人均鈣攝入量僅為1982年的“鈣攝入推薦量”的50%，換言之，全國平均“鈣”缺了一半。2002年，鈣的攝入量跌破了400 mg大關(guān)（人均攝入量僅為390.6 mg），明顯低于1982年。我國人群缺鈣，是長期以來未得到妥善解決的營養(yǎng)問題。因此，補(bǔ)鈣已經(jīng)成為目前我國膳食中迫不及待的問題。

鰻魚骨中含有多種磷脂質(zhì)、骨膠質(zhì)、軟骨素、鈣、磷及其他礦物質(zhì)，尤其是鈣含量豐富，是很好的補(bǔ)鈣來源。骨中雖含有的豐富的鈣質(zhì)主要以羥磷灰石結(jié)晶形式存在，溶解度極低，因而簡單的采用物理方法（如煮制法等）不能有效的促進(jìn)鈣的吸收利用。提取骨中可溶性鈣目前有3種方法：酶法、酸法、堿法，其中，酸法因其提取率高副作用小而成為首選[2]。酸法提取使用的酸種類主要包括：鹽酸、乙酸、檸檬酸等，鹽酸分解骨骼提取鈣的能力最強(qiáng)，提取的可溶性鈣也有利于吸收。因此，對(duì)鰻魚骨鈣的提取工藝進(jìn)行研究，不但能提高鰻魚加工產(chǎn)業(yè)的附加值，避免資源浪費(fèi)，還能為解決我國補(bǔ)鈣問題產(chǎn)生借鑒意義。

1 材料與方法

1.1 材料及主要試劑

鰻魚：產(chǎn)地江蘇省鹽城市；鹽酸、EDTA：分析純，市售。

1.2 主要儀器與設(shè)備

精密鼓風(fēng)干燥箱（BPG-9040A型）：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；高速萬能粉碎機(jī)（FW100型）：天津市泰斯特儀器有限公司；電子分析天平（AUY220型）：日本SHIMADZU（島津）。

1.3 方法

1.3.1 鰻魚骨粉的制備

鰻魚骨→清洗→去雜→切段→干燥→粉碎→過篩→鰻魚骨粉

鰻魚骨先用清潔的流動(dòng)水清洗，去除殘留鰻魚肉、血污等雜物，切成小段。然后置于電熱鼓風(fēng)干燥箱中，于85℃熱風(fēng)干燥3 h，干燥后的鰻魚骨再用高速萬能粉碎機(jī)粉碎，經(jīng)100目篩過篩得到鰻魚骨粉，待用。

1.3.2 鰻魚骨鈣的提取工藝流程

鰻魚骨粉→稱量→加鹽酸→提取→過濾→可溶性骨鈣提取液

稱取1.0 g鰻魚骨粉加入鹽酸進(jìn)行提取，過濾后得到可溶性骨鈣提取液，然后取提取液測可溶性鈣的含量。

1.3.3 鰻魚骨鈣的溶出率測定

鰻魚骨鈣的溶出率＝提取液中的可溶性鈣含量/鰻魚骨中的總鈣含量×100%

鈣含量的測定采用EDTA滴定法[3]。鰻魚骨中總鈣含量為22.74%。

2 結(jié)果與分析

2.1 鰻魚骨鈣提取的單因素試驗(yàn)

2.1.1 鹽酸濃度對(duì)鰻魚骨鈣的溶出率的影響

稱取 6 份鰻魚骨粉，分別加入濃度為 1、2、3、4、5、6 mol/L鹽酸2 mL進(jìn)行提取，測定鈣的溶出率，結(jié)果見圖1。可知，鹽酸濃度對(duì)鰻魚骨鈣的溶出率影響較大，當(dāng)鹽酸濃度小于3 mol/L時(shí)，隨著鹽酸濃度增加鰻魚骨鈣的溶出率增加趨勢明顯；當(dāng)鹽酸濃度超過3 mol/L時(shí)，隨著鹽酸濃度增加鰻魚骨鈣的溶出率增加趨于平緩，因此鹽酸的適宜濃度為3 mol/L。

2.1.2 鹽酸用量對(duì)鰻魚骨鈣的溶出率的影響

稱取6份鰻魚骨粉，分別加入2 mol/L鹽酸1、2、3、4、5、6 mL 進(jìn)行提取，測定鈣的溶出率，結(jié)果見圖 2。

由圖2可知，鹽酸用量對(duì)鰻魚骨鈣的溶出率影響較大，當(dāng)鹽酸用量小于3 mL時(shí)，鰻魚骨鈣的溶出率隨著鹽酸用量的增加而快速增加；當(dāng)鹽酸用量超過3 mL時(shí)，鹽酸用量的增加對(duì)鰻魚骨鈣的溶出率提高影響不大，因此鹽酸的適宜濃度為3 mL。

2.1.3 提取溫度對(duì)鰻魚骨鈣的溶出率的影響

稱取6份鰻魚骨粉，各加入2 mol/L鹽酸2 mL，分別置于 20、30、40、50、60、70 ℃下，進(jìn)行提取，測定鈣的溶出率，結(jié)果見圖3。

由圖3可知，當(dāng)提取溫度小于50℃時(shí)，鰻魚骨鈣的溶出率隨著提取溫度的升高而增加明顯；當(dāng)提取溫度超過50℃時(shí)，隨著提取溫度的升高，鰻魚骨鈣的溶出率增加稍有下降，可能由于溫度升高使鹽酸分子運(yùn)動(dòng)加劇，揮發(fā)性增強(qiáng)，不利于鈣的提取。因此適宜的提取溫度為50℃。

2.1.4 提取時(shí)間對(duì)鰻魚骨鈣的溶出率的影響

稱取6份鰻魚骨粉，各加入2 mol/L鹽酸2 mL，置于 40 ℃下，分別提取 30、60、90、120、150、180 min，測定鈣的溶出率，結(jié)果見圖4。

由圖4可知，當(dāng)提取時(shí)間低于120min時(shí)，鰻魚骨鈣的溶出率隨著提取時(shí)間的升高而增加明顯；當(dāng)提取時(shí)間超過120 min時(shí)，隨著提取時(shí)間的延長，鰻魚骨鈣的溶出率增加趨于平緩，因此適宜的提取溫度為120min。

2.2 鰻魚骨鈣提取的正交試驗(yàn)

鰻魚骨鈣提取工藝條件的優(yōu)化采用正交試驗(yàn)法，在上述單因素基礎(chǔ)上，建立鹽酸濃度、鹽酸用量、提取溫度、提取時(shí)間4個(gè)因素的三水平正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)表采用L9（34）[4]，具體見表1。

表1 L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案因素水平表Table 1 The factors and levels of L9(34)orthogonal experimental design

按照表1的的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行四因素三水平的正交試驗(yàn)，稱取9份鰻魚骨粉，分別按各試驗(yàn)號(hào)對(duì)應(yīng)的條件組合，加入鹽酸進(jìn)行提取，測出各試驗(yàn)號(hào)的鈣的溶出率，進(jìn)行分析，結(jié)果見表2。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Orthogonal experimental results

續(xù)表2 正交試驗(yàn)結(jié)果Continue table 2 Orthogonal experimental results

由表2分析可知，各因素對(duì)鰻魚骨鈣的溶出率的影響的主次順序?yàn)椋蝴}酸濃度（A）＞鹽酸用量（B）＞提取溫度（C）＞提取時(shí)間（D）。鰻魚骨鈣的溶出率的最優(yōu)組合為A2B3C2D3，即鹽酸濃度為3 mol/L、鹽酸用量4 mL、提取溫度50℃、提取時(shí)間150 min。

由于正交試驗(yàn)得出的最優(yōu)組合A2B3C2D3在正交試驗(yàn)表里未列出，故進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。經(jīng)過驗(yàn)證試驗(yàn)，得出最優(yōu)組合條件下，鰻魚骨鈣的溶出率為81.31%。

3 結(jié)論

從試驗(yàn)可知，在鹽酸法提取鰻魚骨鈣的過程中，影響鈣的溶出率因素主次順序?yàn)椋蝴}酸濃度最大，其次是鹽酸用量、提取溫度，提取時(shí)間影響最小。鰻魚骨鈣提取工藝參數(shù)的最優(yōu)組合為A2B3C2D3，即鹽酸濃度為3 mol/L、鹽酸用量4 mL、提取溫度50℃、提取時(shí)間150 min，鈣的溶出率達(dá)到81.31%，方法可行，效果理想。用鹽酸法從鰻魚骨中提取的可溶性鈣既能為補(bǔ)鈣功能食品提供加工原料，又能為鰻魚加工產(chǎn)業(yè)提供解決廢棄物處理問題，減少環(huán)境污染，增加附加值。

[1]陳美珍,余杰,佘綱哲.烤鰻加工廢料鰻骨的綜合利用[J].中國海洋藥物,1996(2)：48-53

[2]朱迎春,黃素珍,白建,等.從骨渣中提取可溶性鈣的研究[J].肉類研究,2005(2)：23-25

[3]張水華.食品分析[M].北京：中國輕工業(yè)出版社,2007：73

[4]夏伯忠.正交試驗(yàn)法[M].吉林：吉林人民出版社,1985：6-7

Study on Techniques of Hydrochloric Acid Extraction of Calcium from Eel Bone

ZHANG Long,LIU Xiao-yan
（YanCheng Institute of Technology,Yancheng 224051,Jiangsu,China）

2011-12-08

項(xiàng)目來源：鹽城工學(xué)院資助項(xiàng)目（XKY 2011020）

張龍（1977—），男（漢），講師，碩士，研究方向：食品科學(xué)。