张琳琳，汪秋宽，秦振中，和树倩，任丹丹，孙语

(大连海洋大学辽宁省水产品加工及综合利用重点实验室，辽宁大连116023)

海燕Asterina pectinifera属海星纲、有棘目、海燕科［1］，其广泛分布于黄海、渤海一带，是一种很常见的海星。海星属海洋棘皮动物，资源丰富，种类繁多，现存1 500多种，在中国有100多种［2］。海星的体壁厚，韧性极强，含有丰富的胶原蛋白与微量元素［3-5］。近年来，对海星胶原蛋白的提取已逐渐展开［6］。海星体壁中含有大量的微量元素，但在海星胶原蛋白提取过程中灰质脱除液却被丢弃，同时也使环境受到了污染。海星棘皮中含有10余种动物必需的微量元素及生物活性物质，有助于动物的生长发育。徐均望等［7-8］研究了将海星棘皮作为饵料添加成分用于鲍和牙鲆的养殖。

制备胶原蛋白大多采用0.4 mol/L盐酸来脱除灰质［9］。本研究中，作者分别采用盐酸和乙酸脱除海燕体壁中的灰质，分析了用乙酸脱除海燕灰质的最优条件，比较两种灰质脱除液中各元素的含量，旨在为充分利用灰质脱除液中的微量元素，开发含多种微量元素的海燕保健产品，提升海燕的综合利用价值提供参考资料。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜海燕由大连獐子岛渔业集团提供。浓盐酸、乙酸、硝酸、高氯酸均为分析纯。

主要仪器有高速万能粉碎机、LD5-2A低速离心机、722S分光光度计、AFG型原子吸收分光光度计。

1.2 方法

1.2.1 海燕原料的预处理 将新鲜海燕去内脏，冲洗干净，冷冻。将冷冻后的海燕置于真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥，干燥后用粉碎机将海燕粉碎，装袋，备用。

1.2.2 海燕体壁灰质脱除液的制备

1)盐酸灰质脱除液的制备。精确称取9份同等质量的海燕粉于大烧杯中，分别加入20倍的盐酸 (0.4 mol/L)，同时不断地搅拌。之后每隔半小时搅拌一次，24 h后更换一次盐酸，共更换3次。收集盐酸灰质脱除液，离心，取上清液备用。

2)乙酸灰质脱除液的制备。以乙酸浓度、浸泡时间、乙酸添加量为试验因素进行海燕体壁灰质脱除的正交试验。将乙酸按一定的比例加入到海燕粉中，同时不断地搅拌，随后操作过程与盐酸灰质脱除液的制备相同。检测海燕体壁灰质脱除液中各元素的含量，根据各元素脱除的效果优选正交试验参数，并与盐酸灰质脱除液进行比较。

1.2.3 各元素含量的测定 依据GB/T 5009.92-2003、GB/T 5009.90-2003，采用原子吸收分光光度法测定钙、镁、锰的含量;依据GB/T 5009.15-2003、GB/T 5009.123-2003，采用原子吸收石墨炉法测定镉、铬的含量;依据GB/T 5009.93-2003、GB/T 5009.11-2003，采用氢化物原子荧光光谱法测定硒、砷的含量;依据GB/T 5009.14-2003中的方法测定锌的含量。

采用邻氮二菲分光光度法测定铁的含量［10］。以吸光度为纵坐标，铁含量为横坐标作图，绘制铁标准曲线。待测溶液中铁含量的测定:吸取待测铁溶液5.0 mL放入容量瓶中，加入体积分数为10%的盐酸羟胺1.0 mL，摇匀，2 min后加入体积分数为0.15%的邻二氮菲溶液2.0 mL，1 mol/L的NaAc 5 mL，再用水稀释至刻度，摇匀，测定其吸光度。根据所测吸光度在铁标准曲线上找出对应的铁含量，并计算出待测溶液中的铁含量。铁含量的计算公式为

ρ(Fe)(μg/mL)=标准曲线上求得的浓度(μg/mL) ×试液稀释倍数。

2 结果与讨论

2.1 盐酸灰质脱除液中各元素的含量

根据对盐酸灰质脱除液中各元素的测定结果，各元素含量依次为钙＞镁＞锌＞铁＞锰＞砷＞铬＞镉＞硒，其中钙、镁等元素含量丰富，钙含量高达9.34 mg/mL，镁含量高达 0.42 mg/mL。此外，锰、锌、铁、硒等微量元素含量也较高，分别为4.00、12.10、4.47、0.048 μg/mL。盐酸灰质脱除液中还含有镉、铬、总砷等重金属元素，分别为0.080、0.430、0.509 μg/mL，其中镉与铬的含量未超过参考限值，总砷的含量较高，需要在综合利用过程中脱除。

2.2 乙酸灰质脱除液中各元素的含量

对乙酸浓度、浸泡时间、乙酸添加量3个因素进行L9(34)的正交试验，试验因素及水平见表1，试验设计方案及试验结果见表2。

从表2可见，9个试验组中第4号试验组的钙、镁含量最高，分别为10.53、0.44 mg/mL，在此组试验条件下，锰、锌、铁、硒等微量元素的含量分别为 4.37、2.98、7.50、0.033 μg/mL，镉、铬、砷的含量分别为0.075、0.02、0.879 μg/mL。与盐酸灰质脱除液中各元素的含量相比，乙酸灰质脱除液中除锌、硒含量较低外，钙、镁、锰、铁元素的含量均较高;在重金属元素中，镉和铬的含量较低，而总砷的含量较高。这说明利用乙酸脱除灰质法能提高海燕中各种微量元素的含量。用乙酸来替代盐酸脱除海燕体壁中的灰质，有利于后期海燕胶原蛋白的制备及海燕的综合利用。

表1 正交试验因素水平表Tab.1 Factors and levels in orthogonal test

表2 用乙酸脱除灰质的正交试验设计方案及试验结果Tab.2 Results and design of the orthogonal test for removal the ash content by acetic acid μg/mL

对表2进行极差分析，分析结果及制备乙酸灰质脱除液中各元素的最佳优化条件见表3。鉴于海燕棘皮中灰分含量占其干重的42%［11］，而灰质成分中又以钙、镁的含量为主，所以本研究中确定制备乙酸灰质脱除液的最优条件为:乙酸浓度0.6 mol/L，浸泡时间为3 d，乙酸添加量为海燕粉的15倍。

表3 各元素的正交优化结果Tab.3 The optimal conditions of each element

［1］黄宗围.中国海洋药物种类与分布［M］.北京:海洋出版社，1994:637.

［2］吴鹏，李平亚，李启洋.海星胶原蛋白成分及生物活性的研究进展［J］.时珍国医国药，2006，17(7):1296-1298.

［3］郭承华.海星资源的开发利用［J］.生物学通报，1989(11):7.

［4］谢宗墉.海洋水产品营养与保健［M］.青岛:青岛海洋大学出版社，1990.

［5］李敏晶，韩艳玲，谭成玉，等.不同提取方法对海燕皂苷抗氧化活性的影响［J］.大连海洋大学学报，2011，26(4):344-347.

［6］郝林华，李八方.多棘海盘车体壁胶原蛋白的研究［J］.中国水产科学，1999，6(2):18-21.

［7］徐均望，周少燕，张天民，等.海星棘皮用作饵料添加成分养鲍的研究［J］.大连水产学院学报，1999，14(4):24-28.

［8］徐均望，路璧和，宋志乐，等.海星棘皮用作饵料添加成分养牙鲆的研究［J］.烟台大学学报，2002，17(3):211-215.

［9］王信苏，汪之和.草鱼鱼鳞胶原蛋白的提取［J］.现代食品科技，2006，22(4):148-150.

［10］刘文静.ICP—AES法测定鱼肝油胶丸中的八种微量元素［J］.光谱实验室，2000，21(1):37-38.

［11］刘远平，张琳琳，张慧怡，等.海燕体壁胶原蛋白提取工艺的初步研究［J］.大连海洋大学学报，2011，26(1):54-57.