纳米珍珠粉

企肥学院学粮（自然科学版）

Ｑ１ 生至月筮２ 卷第１期

Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｆｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）

Ｆｅｂ．２０１３ Ｖｏ１．２３ Ｎｏ．１

碱性蛋白酶制备纳米珍珠粉工艺优化

夏潇潇 ，张靖华 ，高娅华 ，陈静怡 ，张 洁

（１．合肥学院生物与环境工程系，合肥２３０６０１；２．安徽华伊美科技企业集团研发部，合肥２３００８８）

摘要：使用碱性蛋白酶处理，考察摇床转速、酶解时间和加酶量对纳米级珍珠粉得率的影响．试验结果表明：１０

ｇ珍珠粉加入５０ ｍＬ去离子水，在摇床转速为１８０ ｒ／ｍｉｎ、酶解时间为８ ｈ、酶用量为０．５ ｇ时，纳米级珍珠粉得率

为９５．２％．凯式定氮实验表明：酶解前后珍珠粉蛋白质的含量分别为２４．１３２％和２２．０１０％，酶解后仅相对减

少了０．０８８．

关键词：酶解；珍珠粉；纳米

中图分类号：Ｑ８１４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３－１６２Ｘ（２０１３）０１—００６７—０３

Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｎａｎｏｍｅｔｅｒ Ｐｅａｒｌ Ｐｏｗｄｅｒ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ

ｂｙ Ｅｎｚｙｍｅ Ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ａｌｋａｌｉ Ｐｒｏｔｅａｓｅ

ＸＩＡ Ｘｉａｏ．ｘｉａｏ ，ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎｇ．ｈｕａ２，ＧＡＯ Ｙａ．ｈｕａ ，ＣＨＥＮ Ｊｉｎｇ．ｙｉ ，ＺＨＡＮＧ Ｊｉｅ

（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｒ／ｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅ ｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｆｅｉ ２３０６０１；

２．Ｒ＆Ｄ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ａｎｈｕｉ Ｈｕａｙｉｍｅｉ Ｃｏｓｍｅｔｉｃｓ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｈｅｆｅｉ ２３００８８，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ｐｅａｒｌ ｐｏｗｄｅｒ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ａｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ

ｓｈａｋｅｒ ｓｐｅｅｄ，ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｅｎｚｙｍｅ ｄｏｓａｇｅ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ｐｅａｒｌ ｐｏｗｄｅｒ

ｗｉｔｈ ９５．２％ｙｉｅｌｄ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｈａｋｅｒ ｓｐｅｅｄ １ ８０ ｒ／ｍｉｎ．ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ

ｔｉｍｅ ８ ｈ ａｎｄ ｅｎｚｙｍｅ ｄｏｓａｇｅ ０．５ ｇ．Ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｐｅａｒｌ ｐｏｗｄｅｒ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｅｎｚｙｍａｔｉｃ

ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｗａｓ ２４．１３２％ａｎｄ ２２．０１０％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｂｙ Ｋｊｅｌｄａｈｌ ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ

ｗａｓ ｏｎｌｙ ０．０８８．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ；ｐｅａｒｌ ｐｏｗｄｅｒ；ｎａｎｏｍｅｔｅｒ

珍珠是贝类软体动物体内的产物，主要由其体内的外套膜受刺激后珍珠囊细胞分泌出珍珠物质，经积

累、包裹后形成的．＿１ 珍珠的主要成分为碳酸钙、氨基酸、多种微量元素和卟啉类化合物（ＰＥＧ）等．＿２ 珍珠

已成为卫生部批准的作为食品新资源使用的物质之一，使得珍珠在原有药物成分上使用范围将更加广泛．

珍珠粉颗粒越细越容易被人体吸收，纳米珍珠粉（５５％以上的颗粒粒度小于１微米的珍珠粉 ）的粒

径为毛孔的万分之一，更是毛细血管的末端的四分之一到八分之一 ，人体吸收率高．但是，由于珍珠具

有坚硬的同心叠层结构，加工成纳米粉相当困难，传统的加工方法容易使珍珠营养成分受到破坏或溶解；

同时产品粒度大，内服或外用肠胃及皮肤吸收率派，药效及美容效果受到很大影响．

纳米珍珠粉常用制备方法包括化学制备方法和物理制备方法．但无论是化学方法还是物理方法都容

易造成蛋白质的损失，或者对设备要求高，难以在保证细度、蛋白质含量不损失的同时扩大生产．

本文利用碱性蛋白酶降解处理珍珠粗粉，考察酶解过程中摇床转速、酶解时间和加酶量与纳米级珍珠

粉得率的关系，并对酶解前后珍珠粉蛋白质含量进行测定．

收稿日期：２０１２—１０—１１ 修回日期：２０１２—１２—０５

基金项目：安徽省教育厅自然科学重点项目（ＫＪ２０１１Ａ２４６）基金资助．

作者简介：夏潇潇（１９８０一），女，安徽合肥人，合肥学院生物与环境工程系讲师，博士；研究方向：生物化工

合肥学院学报（自然科学版） 第２３卷

１材料与方法

１．１仪器与试剂

电子天平（上海民桥精密科学仪器有限公司）、ＤＳＨＺ一３００Ａ型旋转式恒温振荡器（江苏金城国盛实

验仪器厂）、Ｋ９８６０全自动凯氏定氮仪（海能（济南）仪器有限公司）、数显鼓风干燥箱（上海华睿仪器有限

公司）、ＫＤＮ一０８Ｃ消化炉（上海华睿仪器有限公司）、Ｈ８００型显微镜（日本日立公司）．

粗珍珠粉（５０目），华伊美科技有限公司提供；碱性蛋白酶，无锡杰仁生物科技有限公司提供；硫酸铜、

硫酸钾、氢氧化钠、硼酸、盐酸、浓硫酸，上海苏懿化学试剂有限公司提供，均为分析纯．

１．２实验方法

１．２．１ 粒径测定方法通过显微镜观察，采用棋盘抽样¨６ 方法统计每个抽样圆中小于１ ｍ的珍珠粉颗

粒数，再与总颗粒数相比，即得小于１ ｐ，ｍ的颗粒百分数．棋盘法抽样见图１，图中大圆为目镜视野范围，划

线后在棋盘节点处各取一个直径为５ ｍ的圆，为抽样圆．

观测所用的显微镜为光学显微镜，放大倍数为ｌＯｘ４０，物镜测微尺的刻度为１ ｍ，其一格对应目镜测

微尺４格，即目镜测微尺的刻度为２５０ ｎｍ．

１．２．２制备工艺流程纳米级珍珠粉的酶解制备工艺流程见图２所示．

５０ ｍＬ去离子水碱性蛋白酶

图１棋盘抽样

１ ０ ｇ珍珠粗粉—◆水解—◆４０￣Ｃ恒温振荡

占

锖观察一

低温十燥—◆蛋白质测定

１．２．３ 制备工艺优化分别考察摇床转速、酶解时间和酶用量对纳米级珍珠粉得率的影响，设计正交实

验确定纳米珍珠粉最优制备条件，因素水平表如表１所示．

表１因素水平表

１．２．４ 蛋白质测定采用我国国家标准ＧＢ／Ｔ ５００９．５＿２０１０ 中第一法凯式定氮法测定酶解前后珍珠

粉中蛋白质含量．

蛋白质含量的计算公式为： Ｐ（％）：Ｎ（％）×Ｃ， （１）

Ⅳ（％）＝（１．４０１×Ｍ×（Ｖ— ））÷Ｗ， （２）

式中： 为标准酸的摩尔浓度（ｍｏｌ／ｍＬ）；Ｗ为样品的重量（ｇ）；Ｖｏ为空白样滴定标准酸量消耗量（ｍＬ）；Ｖ

为样品滴定标准酸消耗量（ｍＬ）；Ｃ为粗蛋白转换系数，为６．２５．

２结果与分析

２．１酶解最优条件的确定经过摇床转速、酶解时间和酶用量三个因素的单因素实验，初步确定提取参

数的范围，设计正交实验采用Ｌ。（３ ）正交表进行实验，实验结果与极差分析见表２所示．

根据我国国家标准（征求意见稿）ｒ ４］规定，当小于１ ｍ（范围内体积％）的珍珠粉含量不小于５５％

时，即视为纳米级珍珠粉．因此，由正交试验结果可知，Ａ１ Ｂ３Ｃ３、Ａ１Ｂ２Ｃ２、Ａ２Ｂ３Ｃ１、Ａ２ＢＩＣ２、Ａ３Ｂ３Ｃ２、

Ａ３Ｂ１Ｃ３和Ａ３Ｂ２Ｃ１实验组和均能达到国标的要求，其中Ａ１Ｂ３Ｃ３、Ａ１Ｂ２Ｃ２和Ａ３Ｂ１Ｃ３实验中超过８０％的

第４期 邓崇海，等：稀溶液依数性的相图解析与应用 ７３

的凝固点要低一些，依据相平衡条件，随着白天温度稍稍回升，就可以使平衡向稀溶液方向移动，冰雪就会

加速溶解变成液体，从而达到除冰融雪的目的．同样基于凝固点降低的原理，在冬季，汽车的散热器里通常

加入丙三醇（俗称甘油）、建筑工地上经常给水泥浆料中添加工业盐等，都是通过降低凝固点来预防冻

伤 ］．

２．３海洋海水的淡化技术随着人类社会的快速发展，淡水资源则不断匮乏，而取之不尽的海水因含有

大量的盐分通常不能直接使用，所以海水的淡化技术昭示着非常巨大的经济价值和非常重要的研究意义．

海水淡化也称海水化淡或海水脱盐，是指将海水中的多余盐分和矿物质去除得到淡水的技术［９］．目前主

要采用的海水淡化方法有蒸馏法、反渗透法、海水冻结法和电渗析法．反渗透法就是基于渗透压的原理，通

过在半透膜的含海水的一侧用特种高压泵增压，使海水通过反渗透膜而进人纯水一侧，从而达到将海水淡

化的目的．反渗透法具有设备简单、易于维护和设备模块化的优点，且脱盐率高，逐步取代蒸馏法成为应用

最广泛的方法．经过反渗透膜处理后的海水，其水质甚至优于自来水，这样就可供工业、商业、居民及船舶

和舰艇使用．

参考文献：

［１］傅献彩，沈文霞，姚天扬，等．物理化学［Ｍ］．５版．北京：高等教育出版社，２００５：２３３—２４１．

［２］ 天津大学物理化学教研室．物理化学［Ｍ］。５版．北京：高等教育出版社，２００９：１８４．１９０．

［３］何杰，邵国泉，刘传芳，等．物理化学［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２０１２：１１９．１２３．

［４］ 吕瑞东，高丕英．稀溶液的依数性与浓度关系的推导方法［Ｊ］．大学化学，２００９，２４（３）：６９－７２．

［５］王正烈．稀溶液中溶剂的化学势及其在依数性上的应用［Ｊ］．大学化学，２００８，２３（５）：４８．５３．

［６］傅玉普，郝策，蒋山．多媒体ＣＡＩ物理化学［Ｍ］．４版．大连：大连理工大学出版社，１９９８：１１４—１１７

［７］刘志明，吴也平，金丽梅．应用物理化学［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２０１０：２３－２５．

［８］ 李惠淮．稀溶液的依数性［Ｊ］．安徽教育学院学报，２００３，２１（３）：４５—４７．

［９］ 百度百科．海水淡化技术［ＥＢ／ＯＬ］．［２０１２—１ １—０９］．ｈｔｔｐ：／／ｂａｉｋｅ．ｂａｉｄｕ．ｃｏｒｎ／ｖｉｅｗ／２１９０３７４．ｈｔｍ

［责任编校：李军］

（上接第６９页）

参考文献：

［１］陈贵卿，陈俊豪，思晔．珍珠药用古今加工方法的比较研究［Ｊ］．中国海洋药物，１９９３（４）：６－９．

［２］刘小力，田瑁．纳米级海水珍珠粉的水解氨基酸组成分析［Ｊ］．食品研究与开发，２０１０（３１）：１１３．１１４．

［３］ ＩＣＳ ７１．１００．７０，中华人民共和国国家标准珍珠粉（征求意见稿）［Ｓ］．中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，

中国国家标准化管理委员会．

［４］浙江在线新闻，纳米技术为珍珠粉带来新生［ＥＢ／ＯＬ］（２０１０—０４—１２）［２０１２—０９—３０］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｚｊｏ１．ｃｏｎ１．ｏｎ／

０９ｒｏｌｌｎｅｗｓ／ｓｙｓｔｅｍ／２０１０／０４／１２／０１６５１ １ １４６．ｓｈｔｍ１．

［５］蒙钊美，李有宁．养殖理论与技术［Ｍ］．北京：北京科学出版社，１９９６：１５．

［６］ 陈庆富．生物统计学［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００４：８．

［７］ＧＢ ５００９．５．－２０１０，中华人民共和国国家标准食品安全国家标准食品中蛋白质的测定［Ｓ］．中华人民共和国卫生部．

［责任编校：李军］