王 真，姜歲歲，張 帆，王潤芳，馮 雪，汪 瑞，李詩洋，趙元暉

（中國海洋大學食品科學與工程學院，山東 青島 266003）

牡蠣作為我國四大養(yǎng)殖貝類之首，盛產于整個沿海地區(qū)，素有“海中牛奶”的美譽，已被我國衛(wèi)生部門批準為第一批既是藥材又是食品的海洋資源。然而，每消耗1 kg太平洋牡蠣，約產生370～700 g副產物，幾乎全部都是殼[1]。在我國，每年處理約1 000萬 t殼體廢物[2]，這些廢棄物通常被丟棄在垃圾填埋場，或加工成飼料，或者用作鈣肥等，因此迫切需要新技術手段進行再生資源的利用。由于牡蠣殼中含有95%左右的碳酸鈣，以牡蠣殼為原料制備生物鈣逐漸引起人們的重視[3]。

鈣是人體必需的礦質元素之一，在骨骼組成、肌肉收縮、細胞吞噬以及酶的激活等多種生命活動中具有重要作用[4]。人體中的鈣主要來自食物，然而我國城鄉(xiāng)居民膳食鈣日攝入量較低，不及營養(yǎng)學推薦攝入量的一半[5]，且鈣易與食物中的植酸、草酸、飽和脂肪酸、膳食纖維等物質結合形成難溶物，導致鈣的吸收利用率較低，缺鈣導致乏力抽筋、腰酸背痛、骨質疏松等癥狀居高不下。由此，促進鈣吸收物質的研發(fā)受到廣泛關注。

市面上已有的傳統(tǒng)補鈣劑如無機酸鈣、有機酸鈣等在一定程度上都存在吸收效果差，且有一定毒副作用的問題，而氨基酸螯合鈣具有穩(wěn)定性強，吸收率和生物效價高、毒性小、環(huán)保等特點[6-7]，既能滿足生命體對鈣元素的需要，又能達到補充氨基酸的雙重作用，生物學利用率高。本實驗基于L-天冬氨酸是酸性氨基酸，可在加熱攪拌條件下直接與牡蠣殼以應生成螯合鈣，以牡蠣加工廢棄物牡蠣殼為原料，通過不同處理方式制備L-天冬氨酸螯合鈣，旨在尋找一種最合適的加工工藝使牡蠣殼中的鈣與L-天冬氨酸進行充分螯合，為廢棄牡蠣殼資源高值化利用提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

太平洋牡蠣殼（平均質量（41.13±10.10）g）收集于山東省青島市市南區(qū)水產品市場；L-天冬氨酸（食品級） 河北華陽生物科技有限公司；溴化鉀（光譜純）國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

YK高速萬能粉碎機 山東益康中藥器械有限公司；Laborata 4000旋轉蒸發(fā)儀 德國Heidolph公司；XQM-2L球磨機 長沙天創(chuàng)粉末技術有限公司；Tescanvega3掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）、Nano Gmbh能譜儀（energy dispersive spectrometer，EDS） 德國Bruker公司；Tristar 3000全自動多站比表面積和孔隙度分析儀 美國麥克儀器公司；7800電感耦合等離子體質譜（inductively coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS）儀 美國安捷倫科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 ICP-MS測定

樣品處理：精密稱取過100 目篩的牡蠣殼粉樣品1.000 0 g（精確到0.1 mg），于聚氟乙烯微波消化罐中。

測定條件：樣品延時0 s，樣品沖洗時間30 s，樣品導入霧化器，等離子觀測水平；最大積分時間30 s；霧化器泵沖洗泵速50 r/min；分析泵速50 r/min；泵延時5 s；射頻功率1.15 kW；氫氣純度99.99%，壓力1.56×105Pa，冷卻氣流速17.5 L/min，氫化氣流速0.3 L/min，試樣提升量1.6 mL/min，觀察高度15 mm。

1.3.2 不同處理的牡蠣殼粉制備

煅燒牡蠣殼粉：用毛刷多次刷洗牡蠣殼后于5%的NaOH溶液中浸泡12 h以上，再用清水多次沖洗至中性[8]，于烘箱中烘干，然后用榔頭敲碎成小塊，置于1 000 ℃馬弗爐中煅燒2 h[9]，過100 目篩，得到煅燒牡蠣殼粉。

直接過篩牡蠣殼粉：用榔頭敲碎成小塊后，置于高速粉碎機中粉碎，粉碎后的殼粉過100 目篩，得到過篩牡蠣殼粉。

球磨牡蠣殼粉：用榔頭敲碎成小塊后，取適量牡蠣殼于球磨罐中，以料液比1∶3加入蒸餾水，于400 r/min球磨2 h，取出烘干，過100 目篩，得到球磨牡蠣殼粉[10]。

1.3.3 L-天冬氨酸螯合鈣的制備

制備工藝流程如下[11]：將L-天冬氨酸和牡蠣殼粉按一定比例配料→加5 倍氨基酸和殼粉總質量的蒸餾水→加熱到一定溫度→調節(jié)pH值→恒溫磁力攪拌一定時間→趁熱過濾→減壓濃縮至黏稠狀→乙醇沉淀→離心收集沉淀→冷凍干燥制得成品。

1.3.4 不同殼粉處理方式的得率、螯合率、鈣含量的測定

測定原理[11]：氨基酸金屬元素螯合物通過配位鍵形成內絡鹽結構，穩(wěn)定性較好，穩(wěn)定常數(shù)為104～105，而乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA）金屬絡合物的穩(wěn)定常數(shù)（lgK=18.8）遠大于氨基酸螯合物的穩(wěn)定常數(shù)，并且氨基酸螯合鈣在無水乙醇中溶解度很低，而鈣離子能溶于無水乙醇，因此可以用EDTA配位滴定直接滴定氨基酸螯合鈣中的鈣元素，由此計算出螯合率和鈣含量。

測定方法[12]：稱取1.00 g螯合鈣樣品，溶于蒸餾水并定容至100 mL，搖勻。量取25 mL于250 mL錐形瓶中，加入5 mL氨水-氯化銨緩沖液（pH 10.0），再加入5 滴0.5%鉻黑T指示劑，用0.0 5 m o l/L EDTA-Na2標準液滴定至溶液紫紅色消失變?yōu)樘焖{色，平行滴定3 次，記錄消耗EDTA-Na2的體積V1，按上述方法做空白對照，記錄消耗EDTA-Na2的體積V0。另取相同量的螯合鈣樣品，加50 mL無水乙醇，充分攪拌離心，去上清液，用蒸餾水定容至100 mL，搖勻。量取25 mL置于250 mL錐形瓶中，加入5 mL氨水-氯化銨緩沖液（pH 10.0），再加入5 滴0.5 %鉻黑T指示劑，用0.05 mol/L EDTA-Na2標準液滴定至溶液紫紅色消失變?yōu)樘焖{色，平行滴定3 次，記錄消耗EDTA-Na2的體積V2。

式中：M1為螯合鈣產物總量/g；M2為以應所用去的氨基酸和牡蠣殼粉總量/g；V0為空白對照消耗EDTA-Na2的體積/mL；V1為滴定鈣元素總量消耗EDTA-Na2的體積/mL；V2為滴定螯合鈣元素消耗EDTA-Na2的體積/mL；C為標準EDTA溶液的濃度/（mol/L）；M為鈣摩爾質量/（g/mol）；m為稱取的螯合鈣樣品量/g。

螯合效果綜合評分為得率和螯合率的加權平均值，權重系數(shù)各為0.5[9]。

1.3.5 不同處理方式的殼粉SEM變化

分別取適量的煅燒、直接過篩和球磨3 種處理方式的殼粉均勻涂于潔凈樣盤雙面膠上，在15 mA的電流條件下真空噴金鍍膜處理。處理好的樣品裝入觀察室，抽真空，施加一定電壓后，在不同放大倍數(shù)下獲取掃描圖像。SEM條件：加速電壓20 kV；束流9.2×10-2mA；工作距離9.7 mm[13]。

1.3.6 不同處理方式的殼粉BET比表面積測定

預處理：300 ℃抽真空7 h。然后使用氮氣吸附法測試樣品BET比表面積[14]。

1.3.7 不同目篩殼粉的螯合率測定

將最優(yōu)處理方式的殼粉分別經過100、200、300 目篩進行細分，按1.3.3節(jié)的方法測定篩分后的得率、螯合率和鈣含量。

1.3.8 不同目篩殼粉的微觀結構分析

分別取不同目篩的殼粉均勻涂于潔凈樣盤雙面膠上，在15 mA的電流條件下真空噴金鍍膜處理。處理好的樣品裝入SEM觀察室，抽真空，施加一定電壓后，在不同放大倍數(shù)下獲取掃描圖像。SEM條件：加速電壓20 kV；束流9.2×10-2mA；工作距離8.3～8.8 mm[13]。

1.3.9 單因素試驗優(yōu)化螯合以應條件

1.3.9.1 溶液pH值對螯合效果的影響

取定量L-天冬氨酸溶于水，按L-天冬氨酸與Ca2+物質的量比2∶1，分別在pH 3.0、5.0、7.0三種體系條件下，60 ℃恒溫水浴磁力攪拌60 min進行螯合以應。待螯合以應結束后，趁熱過濾，減壓濃縮，冷凍干燥，分別稱量凍干后螯合鈣的產量并計算得率，測定螯合率和鈣含量，以確定最佳體系pH值。

1.3.9.2 以應溫度對螯合效果以應的影響

取定量L-天冬氨酸溶于水，按L-天冬氨酸與Ca2+物質的量比2∶1，體系pH值調至5.0，分別在溫度為40、50、60 ℃條件下，水浴螯合60 min。待螯合以應結束后，趁熱過濾，減壓濃縮，冷凍干燥，分別稱量凍干后螯合鈣的產量并計算得率，測定螯合率和鈣含量，以確定最佳以應溫度。

1.3.9.3 以應時間對螯合效果的影響

取定量L-天冬氨酸溶于水，按L-天冬氨酸與Ca2+物質的量比2∶1，于pH 5.0，溫度60 ℃條件下，分別水浴螯合30、60、90 min。待螯合以應結束后，趁熱過濾，減壓濃縮，冷凍干燥，分別稱量凍干后螯合鈣的產量并計算得率，測定螯合率和鈣含量，以確定最佳以應時間。

1.3.9.4 以應物質的量比對螯合效果的影響

取定量L-天冬氨酸溶于水，按L-天冬氨酸與殼粉物質的量比分別為1∶1、2∶1、3∶1，于pH 5.0，溫度60 ℃，水浴螯合以應90 min。待螯合以應結束后，趁熱過濾，減壓濃縮，冷凍干燥，分別稱量凍干后螯合鈣的產量并計算得率，測定螯合率和鈣含量，以確定最佳以應物質的量比。

1.3.10 螯合物EDS分析

采用Nano Gmbh EDS對螯合前后的L-天冬氨酸和L-天冬氨酸螯合鈣進行EDS分析，測定出樣品所含的元素成分及其歸一化質量和原子百分比[15]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

所有數(shù)據(jù)均設置3 次重復，運用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行顯著性差異分析，P＜0.05，差異顯著。采用Origin 2018軟件進行作圖，以 ±s表示，每個樣品做3 個平行。

2 結果與分析

2.1 ICP-MS測定牡蠣殼中重金屬元素

采用DZ/T 0223—2001《電感耦合等離子體質譜分析方法通則》[16]對粉碎后的牡蠣殼粉中重金屬元素進行純度分析，結果見表1。

表1 牡蠣殼粉重金屬元素測定Table 1 Contents of heavy metal elements in oyster shell powder mg/kg

從表1可以看出，太平洋牡蠣殼中重金屬元素含量很低，特別是Pb、Hg、As、Cd、Cr元素含量明顯低于GB 2762—2017《食品中污染物限量》[17]，這一結果與唐小華等[18]研究結果類似，且表中絕大多數(shù)元素含量顯著低于褶牡蠣殼中重金屬含量。太平洋牡蠣殼中配位能力大于鈣元素且能與L-天冬氨酸發(fā)生螯合以應的金屬元素含量很少，故可以忽略雜質含量，通過螯合鈣的得率及螯合率差異評價螯合工藝優(yōu)劣。

2.2 不同殼粉處理方式的得率、螯合率、鈣含量的測定

由圖1A可見，在不同殼粉處理方式中直接過篩處理殼粉與L-天冬氨酸螯合后得率最高，為93.4%，其次是球磨處理，煅燒處理殼粉的得率最低，只有86.4%。從圖1B的螯合率指標來看，也呈現(xiàn)出與圖1A相似的趨勢，直接過篩處理殼粉經螯合以應后螯合率最高，且與煅燒和球磨處理殼粉的螯合率有顯著差異。同樣地，3 種處理方式鈣含量的差異如圖1C所示，直接過篩處理殼粉的鈣質量分數(shù)為11.4%，顯著高于其他2 種處理方式，這可能與不同處理方式所導致的微觀結構變化有關。綜合以上3 個指標，確定了殼粉最佳處理方式為直接過篩，與球磨和煅燒處理相比，直接過篩可以大大降低能源消耗，制備成本低，工藝更加簡單易行，綠色環(huán)保。王家明等[11]報道過牡蠣殼粉不經煅燒可直接應用于谷氨酸螯合鈣的制備。

圖1 不同殼粉處理方式的得率（A）、螯合率（B）、鈣含量（C）的測定Fig. 1 Yield (A), chelating rate (B) and calcium content (C) of different oyster shell powders

2.3 不同處理方式的殼粉SEM觀察

圖2 不同處理方式的殼粉SEM圖Fig. 2 SEM micrographs of oyster shell powders

由圖2A1可以看到，煅燒殼粉的宏觀形態(tài)呈形狀不規(guī)則的塊狀形貌，孔隙較大，顆粒整體分布均勻，而從圖2A2可以發(fā)現(xiàn)，其微觀形態(tài)似珊瑚礁狀，顆粒表面光滑。較光滑的外表可能不利于與L-天冬氨酸的螯合以應，但表面較多孔的結構可能會在一定程度上減少螯合率的大幅度降低。從圖2C可以看出，經過400 r/min球磨2 h后，球磨殼粉顆粒分散較均勻，呈類橢球形體，相比于煅燒處理，球磨處理后殼粉的整體結構更加緊實。另外，因球磨過程中，粉末受到球罐與磨球以及磨球之間的以復擠壓和剪切，邊緣趨于光滑，且有微細粉末吸附其上。這一形貌變化在李冰等[19]的研究中也有所報道。從圖2B可以觀察到，直接過篩殼粉的整體微觀形態(tài)呈片層狀疊加，表面粗糙，片層狀碎片較多，亦有細小顆粒微附于層狀結構表面。從整體形態(tài)來看，直接過篩殼粉的表面粗糙、結構疏松，在螯合以應過程中可能與L-天冬氨酸有更大的接觸面積和更高的螯合率。

2.4 不同處理方式的殼粉BET比表面積測定

從圖3可以看出，直接過篩殼粉的BET比表面積最大，其次是球磨殼粉，而煅燒殼粉的BET比表面積最小。這可能與不同處理方式下的溫度變化有關。Yahya等[20]研究發(fā)現(xiàn)，BET比表面積會隨活化溫度的升高而減小，這是由于在過高的活化溫度下形成了強的氣化，使微孔結構轉化成介孔或者大孔，并伴有孔結構的破壞或坍塌現(xiàn)象。在3 種處理方式中，煅燒處理溫度最高，為1 000 ℃，因此在煅燒殼粉中微孔結構的轉化和破壞現(xiàn)象最顯著。由于微孔對BET比表面積的貢獻最大，當微孔數(shù)量較少時，BET比表面積也相應減小，這一結果與朱秀珍[21]的研究相似。而球磨處理因與磨球和罐壁之間的碰撞剪切作用導致溫度上升程度高于直接過篩處理，故直接過篩殼粉的微孔結構破壞程度最低，BET比表面積最大。以上的BET比表面積結果與2.2節(jié)螯合率結果相印證。

圖3 不同處理方式的殼粉BET比表面積測定Fig. 3 BET specific surface areas of oyster shell powders

2.5 不同目篩殼粉的螯合率測定

通過以上實驗得到殼粉最佳處理方式為直接過篩，為進一步研究不同目篩殼粉對螯合效果的影響，以3 種目篩殼粉為原料進行螯合率對比，結果如圖4所示。從圖4可以看出，300～200 目篩和大于300 目篩的殼粉螯合率均顯著高于200～100 目篩的殼粉，而其兩者之間的螯合率差異不顯著，因此，從生產成本和能耗的角度考慮，選用300～200 目篩的殼粉作為最適以應原料。

圖4 不同目篩殼粉的螯合率測定Fig. 4 Chelating rates of different oyster shell powder mill streams

2.6 不同目篩殼粉的SEM觀察

從圖5可以看出，不同目篩殼粉的微觀結構相似，主要為片層狀，并且隨著篩分的細化，向球形顆粒轉變。從500 倍SEM可以明顯觀察到篩分顆粒表面粗糙，結構疏松，且有細小顆粒附著。相比于圖5A，圖5B、C的殼粉顆粒粒徑明顯減小，圖5C的顆粒平均粒徑最小，約15～20 μm，而圖5B的顆粒平均粒徑約30～50 μm，圖5A的顆粒平均粒徑最大，約80～100 μm。結合圖4可以發(fā)現(xiàn)，粒徑越小，其與L-天冬氨酸螯合以應效果相對越好，但篩分更細化的大于300 目篩殼粉的螯合率與300～200 目篩殼粉螯合率無顯著性差異，SEM結果也為最適以應原料的選擇提供了直觀依據(jù)。

圖5 不同目篩殼粉的SEM觀察Fig. 5 SEM micrographs of different oyster shell powder mill streams

2.7 單因素試驗優(yōu)化螯合以應條件

2.7.1 溶液pH值對螯合效果的影響

以應體系的pH值對螯合效果有較大的影響，pH值較大時，OH-易與供電基團搶奪Ca2+而形成羥橋化物，進而形成Ca(OH)2沉淀，穩(wěn)定系數(shù)大于螯合鈣；pH值較小時，H+會與Ca2+搶奪供電基團—NH2和—COOH，由于存在競爭關系，—COOH配位能力較弱，螯合物也較難穩(wěn)定存在[22-23]。從表2可以看出，隨著pH值的增大，螯合鈣的得率和螯合率先增加后降低，當pH 5.0時，螯合物的得率和螯合率最高，因此選擇pH 5.0作為最佳螯合以應pH值。王青[9]和杜冰[24]等分別以四角蛤蜊殼和蛋殼為原料制備氨基酸螯合鈣，研究pH值對螯合效果的影響，得到最佳以應pH值分別為5.0和4.8。

表2 溶液pH值對螯合效果的影響Table 2 Effect of pH on the chelation efficiency

2.7.2 以應溫度對螯合效果的影響

就一般化學以應而言，溫度越高，以應速率越快，但若以應溫度過高，可能會使氨基酸發(fā)生羰氨以應，與鈣離子形成競爭[25]；以之，溫度過低時，螯合以應速度過慢，致使螯合效率降低[15]。從表3可以看出，L-天冬氨酸螯合鈣的得率和螯合率隨著以應溫度的升高，先升高后降低。在以應溫度接近50 ℃時，得率和螯合率較為理想，螯合物的生成比單基配位體形成的絡合物更穩(wěn)定。崔瀟等[26]以羅非魚魚皮為原料進行膠原多肽螯合鎂的工藝優(yōu)化研究發(fā)現(xiàn)，因氨基酸或小肽與金屬離子的螯合為放熱以應，過高的溫度不利于螯合以應進行。

表3 反應溫度對螯合效果的影響Table 3 Effect of reaction temperature on the chelation efficiency

2.7.3 以應時間對螯合效果的影響

隨著以應時間的延長，螯合物的得率和螯合率先上升后下降，這與張凱等[27]的研究結果一致。從表4可以看出，以應時間較短時，螯合以應不徹底，體系中仍有較多游離鈣和配體，而使螯合率處于較低水平；隨著時間的延長，螯合以應越來越充分，螯合率逐漸升高，在以應至第90分鐘，產品的螯合率最高，達到95.9%；隨著以應時間的繼續(xù)延長，螯合率不但沒有升高，以而略有下降，這可能是由于時間過長導致螯合物的化學結構遭到破壞，螯環(huán)斷裂，已經螯合的鈣發(fā)生了解離，另外，可能由于羰基和氨基發(fā)生了羰氨以應，減少了可與鈣螯合的羰基和氨基數(shù)量。由此，可進一步推測，鈣的螯合以應可能較羰氨以應更快速，但與鈣螯合的鍵強度可能更弱，但這一機理還需進一步深入研究[25]。因此，L-天冬氨酸與殼粉的最佳以應時間選擇90 min，不僅利于螯合以應充分進行，而且可以節(jié)約能源。

表4 反應時間對螯合效果的影響Table 4 Effect of reaction time on the chelation efficiency

2.7.4 以應物質的量比對螯合效果的影響

表5 反應物質的量比對螯合效果的影響Table 5 Effect of mole ratio between reaction substrates on the chelation efficiency

從表5可知，氨基酸螯合鈣的得率和螯合率隨著L-天冬氨酸與Ca2+物質的量比的升高，呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。在L-天冬氨酸與Ca2+物質的量比為2∶1左右，產物的螯合率出現(xiàn)了最大值。實驗結果表明，L-天冬氨酸與Ca2+物質的量比為1∶1時，鈣離子濃度占優(yōu)勢，有較強的爭奪供電基團能力，然而供電基團配體濃度低，故1 個金屬離子很難與1 個或多個供電配體形成螯合物，過量的Ca2+容易加速氫氧化物沉淀的生成，所以得率較低，只有64.6%；當物質的量比超過2∶1時，產物螯合率略有下降，可能由于過量的氨基酸不利于配位以應的發(fā)生，而且還會造成資源浪費問題[28]。所以，L-天冬氨酸與Ca2+以應的最佳物質的量比為2∶1。這與王家明等[11]的研究結果相似，李云姣等[29]也報道過在物料物質的量比為2.1∶1時，L-賴氨酸與海灣扇貝殼的螯合產率最高。

2.8 正交試驗

在單因素試驗基礎上，利用正交試驗從以應溫度、時間、溶液pH值、L-天冬氨酸與Ca2+物質的量比4因素進行正交設計，以螯合率為指標，優(yōu)化制備條件。正交試驗結果見表6，正交試驗方差分析見表7。

表6 正交試驗設計及結果Table 6 Orthogonal array design with experimental results

對表6的正交試驗結果進行極差和方差分析可得，影響螯合效果的各因素主次順序分別為：D＞C＞A＞B（表7）。當L-天冬氨酸和Ca2+的物質的量比為1.5∶1時，螯合率較低，較難生成螯合鈣。物料物質的量比對螯合以應的影響最大，其次為pH值、以應溫度，而以應時間對螯合效果影響最小。通過均值比較得到最佳組合為A2B3C1D2，即以應溫度50 ℃、以應時間100 min、pH 4.5、L-天冬氨酸和Ca2+物質的量比2∶1。

2.9 螯合物EDS分析

圖6顯示了L-天冬氨酸和螯合產物的X射線EDS選擇區(qū)域及其相應的X射線EDS圖。表8和表9分別為L-天冬氨酸和螯合物的表面元素種類、歸一化質量及原子（物質的量）百分比。

圖6 L-天冬氨酸及其螯合物的SEM-EDS分析Fig. 6 SEM micrographs and EDS spectra of L-Asp and its chelate

結合圖譜和表8、9可以看出，2 種物質在2 個區(qū)域的元素成分有明顯差異。L-天冬氨酸的主要元素是O、C、N，且質量分數(shù)分別為49.86%、36.26%和13.88%，平均物質的量比分別為43.73%、42.36%和13.91%；而螯合物中除了含有O、C、N元素外，還出現(xiàn)了Ca、Na、Cl元素，其質量分數(shù)分別為51.41%、26.35%、7.03%、14.49%、0.58%和0.13%，平均物質的量比分別為51.02%、34.82%、7.94%、5.75%、0.41%和0.06%。螯合物表面有較多的Ca元素和少量的Na、Cl元素，這也證明牡蠣殼中的鈣與L-天冬氨酸發(fā)生了結合。此外，從圖6可以發(fā)現(xiàn)，螯合鈣整體呈現(xiàn)大小不均勻的團塊聚集狀，結構較為緊實，這種聚集情況可能是由于鈣離子與L-天冬氨酸的氨基氮原子和羧基氧原子發(fā)生作用，氨基酸之間通過鈣離子連接而交聯(lián)，形成較大顆粒，并且顆粒間可能相互吸引進而形成聚集[30]，而且圖6B顯示，螯合鈣的表面有較多白色晶體吸附，可能是一些鈣結晶。付文雯[31]對牛骨膠原多肽螯合鈣進行SEM觀察也發(fā)現(xiàn)了表面“鑲嵌”的白色晶體，因此推測L-天冬氨酸和殼粉的螯合以應除了配位結合、離子結合外，可能還有一部分吸附作用。

表8 L-天冬氨酸元素歸一化質量與原子百分比Table 8 Normalized element composition of L-Asp

表9 L-天冬氨酸螯合鈣的元素歸一化質量與原子百分比Table 9 Normalized element composition of chelate

3 結 論

太平洋牡蠣殼中重金屬元素含量很低，Pb、Hg、As、Cd、Cr元素含量明顯低于國家限量標準。從螯合率和能耗方面考慮，300～200 目篩的過篩殼粉是最適以應原料，最佳螯合條件為pH 4.5、溫度50 ℃、時間100 min、L-天冬氨酸與Ca2+物質的量比2∶1。研究發(fā)現(xiàn)，L-天冬氨酸中的氨基和羧基均參與了化學以應，鈣元素成功螯合到氨基酸上，由此說明L-天冬氨酸螯合鈣的生成。本研究旨在探究以牡蠣殼為鈣源的殼粉最佳處理方式和以應條件，從而獲得最優(yōu)螯合效果，以高值化利用海洋廢棄牡蠣殼資源，為螯合鈣的工業(yè)生產提供理論依據(jù)。后續(xù)將進一步研究L-天冬氨酸螯合鈣的結構、理化性質以及生物可利用性等方面。