鱿鱼墨黑色素络合Cu2+的活性研究

胡梦云，俞群娣，王丹群，何晓露，邱梦媛（浙江海洋学院食品与医药学院，浙江舟山316022）



鱿鱼墨黑色素络合Cu2+的活性研究

胡梦云，俞群娣，王丹群，何晓露，邱梦媛
（浙江海洋学院食品与医药学院，浙江舟山316022）

摘要：采用高速离心法精制的鱿鱼墨黑色素与Cu2+作用，探究pH、温度、时间、黑色素添加量、Cu2+浓度及盐度等因素对鱿鱼墨黑色素吸附Cu2+的影响。结果表明：当pH为4，温度为60℃，吸附时间为10h，黑色素添加量为0.025g，Cu2+浓度为8 mmol·L-1时，鱿鱼墨黑色素对Cu2+的吸附量最大，达到70%。不同浓度的氯化钠和氯化镁对黑色素吸附Cu2+的影响较小，氯化铁对黑色素吸附Cu2+的影响很大，随着氯化铁浓度的增大，吸附量急剧减小。

关键词：鱿鱼墨；黑色素；Cu2+；吸附；活性研究

1　实验部分

1.1材料和仪器

材料：鱿鱼墨，购于舟山兴业渔业公司。

仪器：岛津AA- 7000型原子吸收分光光度计；傅立叶红外光谱仪（Nicilet 6700 FTIR）。

1.2实验方法

采用高速离心法制备精致鱿鱼墨黑色素，并研究酸度、温度、时间、黑色素添加量、Cu2+浓度及盐度等因素对鱿鱼墨黑色素吸附Cu2+的影响。

1.2.1原子吸收法测定Cu2+含量

配制0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、2.4、2.8、3.2mg/mL的硫酸铜溶液，然后测得溶液的吸光值，得标准工作曲线方程：y=0.3026x+0.1905，相关系数r=0.9990。

1.2.2鱿鱼墨吸附Cu2+的吸附率的计算公式

式中：C0—溶液中金属离子初始浓度，mg/L；Ce—反应后溶液中离子的平衡浓度，mg/L。

2　结果与分析

2.1pH对鱿鱼墨黑色素吸附Cu2+的影响

移取10 mmol·L-1Cu2+5.0mL于25mL的容量瓶中，加入0.02g鱿鱼墨黑色素，用盐酸和氢氧化钠调节溶液pH为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0，充氮气避光放置摇床（54r/min）振荡吸附24h。静置后取出离心，取上清液2.5mL稀释40倍，按实验方法1.2.1测定其Cu2+浓度。离心后的沉淀经酸硝化后定容至100mL，同样按实验方法测定其Cu2+浓度，结果见图1。

图1　pH对鱿鱼墨黑色素络合Cu2+的影响

由图1可知，在pH为1～2时，由于溶液中有大量的水合氢离子，它们会与重金属离子发生竞争络合活性位点，鱿鱼墨黑色素对Cu2+的吸附率较小；但是随着pH值的增大，鱿鱼墨对Cu2+的吸附率增大，尤其是pH为3～4时，吸附率达到75%。pH继续升高，吸附率逐渐减小，当pH超过7之后，吸附率又逐渐上升，这可能是形成了氢氧化物沉淀，因此最合适的pH为4.0。

2.2温度对鱿鱼墨黑色素络合Cu2+的影响

移取10 mmol·L-1Cu2+5.0mL于25mL的容量瓶中，加入鱿鱼墨黑色素0.02g，调节pH为4.0，分别在25℃、30℃、40℃、50℃、60℃温度下，充氮气避光放置摇床（54r/min）振荡吸附24h，静置次日取出后离心，取上清液2.5mL稀释至100mL，按实验方法1.2.1测定其Cu2+浓度，结果见图2。

图2　温度对鱿鱼墨黑色素络合Cu2+的影响

由图2可知，温度低时相对吸附率也低，25℃时吸附率只有60%，随着温度增加，吸附率也明显上升，60℃时的吸附率达到了70%左右。由于继续升温极易导致鱿鱼墨黑色素氧化，故并未进一步深入研究。

2.3不同反应时间对鱿鱼墨黑色素络合Cu2+的影响

移取10 mmol·L-1Cu2+5.0mL于25mL的容量瓶中，然后加入鱿鱼墨黑色素0.02g，调节pH 4.0，充氮气避光放置摇床（54r/min），于60℃下分别振荡吸附15min、30min、1h、3h、5h、10h、18h、24h，静置后取出离心，取上清液2.5mL稀释至100 mL，按实验方法1.2.1测定其Cu2+浓度，结果见图3。

图3　时间对鱿鱼墨黑色素络合Cu2+的影响

图3结果表明，在刚开始半小时内吸附率很高是因为物理吸附，鱿鱼墨黑色素还并未真正与Cu2+开始络合。随着反应时间延长，吸附率慢慢增加，到达10h后吸附率基本稳定，故大约10h左右到达最大吸附值。

2.4鱿鱼墨黑色素添加量对络合Cu2+的影响

移取10 mmol·L-1Cu2+5.0mL于25mL的容量瓶中，分别加入2、5、10、20、25、30mg的鱿鱼墨黑色素，调节溶液pH为4.0，充氮气避光放置摇床（54r/min）60℃下振荡吸附24h，静置至次日取出离心，取上清液2.5mL稀释至100mL，按实验方法1.2.1测定其Cu2+浓度，结果见图4。

图4　添加量对鱿鱼墨黑色素络合Cu2+的影响

从图4可知，随着鱿鱼墨黑色素量的增加，吸附率也增加，到达0.25g时饱和，而超过0.25g时，吸附率反而下降，这可能是鱿鱼墨黑色素过多，反应的表面积减少所致。

2.5铜离子初始浓度对鱿鱼墨黑色素络合Cu2+的影响

分别移取2、5、10、12、14、16 mmol·L-1的Cu2+溶液5.0mL到25mL容量瓶中，各加入0.025g的鱿鱼墨黑色素，调节pH为4.0，充氮气60℃下放置摇床（54r/min）避光振荡吸附24h，静置离心取上清液2.5mL稀释至100mL，按实验方法1.2.1测定其Cu2+浓度，结果见图5。

图5　Cu2+浓度对鱿鱼墨黑色素络合Cu2+的影响

从图5可知，随着Cu2+浓度的增加，鱿鱼墨黑色素吸附Cu2+吸附量也增加。当Cu2+的浓度达到8mmol·L-1时，吸附量达到最大，因此最佳的Cu2+浓度为8mmol·L-1。

2.6不同浓度的盐对鱿鱼墨黑色素络合Cu2+的影响

配制不同浓度的盐溶液：NaCl（1%、3%、5%），MgCl2（1%、3%、5%），FeCl3（1%、3%、5%）。取5mmol·L-1Cu2+溶液2.5mL和2.5mL上述不同浓度的盐溶液混合，再分别加入鱿鱼墨黑色素0.02g，调节pH为4.0，充氮气60℃放置摇床（54r/min）避光振荡吸附24h，离心取上清液2.5mL稀释至100mL，按实验方法1.2.1测定其Cu2+浓度，结果见图6。

从图6可以看出，钠离子对鱿鱼墨黑色素络合Cu2+是没有影响的，而镁离子的吸附率随浓度的升高略有下降，但不明显。同时可以观察到，铁离子浓度上升，吸附率明显下降，故钠、镁离子对鱿鱼墨黑色素吸附Cu2+影响不大。

图6　盐浓度对鱿鱼墨黑色素络合Cu2+的影响

3　结论

鱿鱼墨黑色素对Cu2+的吸附能力并不是很理想，吸附量也不太多，但是改变不同的因素对吸附过程仍会有较大的影响。较适宜的吸附温度为60℃，Cu2+的初始浓度为8mmol·L-1，pH为4，鱿鱼墨黑色素添加量为0.025g，吸附时间为10h，最大吸附量为70%。铁离子对黑色素吸附Cu2+的影响很大。鱿鱼墨黑色素对Cu2+的吸附主要受pH、温度、吸附时间、鱿鱼墨添加量、Cu2+初始浓度和溶液中铁离子的影响。

参考文献

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Active Research of Squid Melanin Absorbing Cu2+

HU Meng-yun，YU Qun-di，WANG Dan-qun，HE Xiao-lu，QIU Meng-yuan
（College of Food and Pharmacyof Zhejiang Ocean University，Zhoushan 316022，China）

Abstract：Let squid melanin prepared by high- speed centrifugation to absorb Cu2+，and research active influence of pH，temperature，time，the amount ofsquid melanin，Cu2+concentration，salinityand other factors on squid melanin absorption of Cu2+. The results showed：when the pH is 4，the temperature is 60℃，melanin dosage is 0.025g，adsorption time is 10h，Cu2+concentration 8 mmol·L-1，absorption rate ofsquid melanin to Cu2+is biggest，about to70%. Different concentrations ofsodium chloride and magnesium chloride results less influences on melanin complexing Cu2+，ferric chloride cause great influence on melanin complexing Cu2+.

Key words：squid ink；melanin；Cu2+；absorpiton；active research

doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2016.03.004

中图分类号：O647.31+4

文献标识码：A

文章编号：1008- 553X（2016）03- 0010- 03

收稿日期：2015- 11- 30

基金项目：2014年浙江省大学生科技创新推荐项目（新苗人才计划）

作者简介：胡梦云（1993-），女，浙江杭州人，18368082571，mengyunh912@126.com；通讯联系人：俞群娣（1967-），女，浙江舟山人，副教授，从事食品分析与检验工作，13750719638，yqdzjou@126.com。鱿鱼墨约占鱿鱼体重的1.3%，是鱿鱼加工副产物之一［1］。鱿鱼墨不仅具有止血、抗肿瘤、抗氧化等功能［2-3］，还具有较强的阳离子吸附特性［4-5］。目前研究鱿鱼墨黑色素对金属阳离子的吸附已成为热点。国内报导的有陈士国等关于鱿鱼墨黑色素吸附Fe3+的活性研究［6］；鲁婷婷等研究了鱿鱼墨黑色素对Pb2+、Cr6+吸附的影响等［7］，但对于Cu2+的吸附至今未见报导。铜是人体必需的微量元素，在机体内主要起催化、维持正常造血、促进结缔组织形成以及保护机体免受超氧阴离子损伤的作用，缺少铜可使血中的胆固醇水平升高，使机体的耐糖能力降低。本实验研究了鱿鱼墨黑色素吸附Cu2+的活性影响因素，为鱿鱼墨在保健品领域的应用提供理论依据，提高鱿鱼加工过程中废弃物的综合利用率。