不同蛋壳源乳酸钙结构分析及对Caco-2细胞生长的影响

摘要

为提高蛋壳制备乳酸钙的生产效率，缩短生产时间，并分析蛋壳源乳酸钙的结构与消化吸收特性，在原有方法的基础上，研究了超声辅助法制备蛋壳源乳酸钙的工艺流程，并进行了质量标准检验；之后，分析比较了不同种类乳酸钙的分子结构以及Caco-2细胞吸收性。具体研究结果如下：
　　（1）以废弃蛋壳和乳酸为原料，以乳酸钙得率和含量为指标，通过单因素与正交试验最终确定超声辅助法制备蛋壳源乳酸钙的最优工艺条件为：料液比1:12，酸料比1.4:1，超声功率400W，超声25min。制备的乳酸钙的得率88.02±2.07％，乳酸钙含量81.92±0.09%，纯化得到的乳酸钙样品含量为97.18±0.11%。利用超声辅助法制备蛋壳源乳酸钙比直接中和法缩短75%的时间，大幅提高了生产效率。
　　（2）按照GB25555-2010中各项指标，对超声辅助法制备的蛋壳源乳酸钙进行了质量测定，完成了乳酸钙的鉴别试验、水溶性试验、游离酸和游离碱试验、挥发性脂肪酸试验、镁及碱金属含量测定、硫酸盐测定、铁盐测定、钡盐实验、铅等重金属含量测定。各项指标均符合国家标准，可用作食品添加剂乳酸钙。
　　（3）将五种不同来源乳酸钙进行结构分析，发现 L-乳酸钙标样和食品级乳酸钙晶体呈层状分布，且层次间有晶体碎屑，蛋壳源乳酸钙晶体呈纤维束状，均有一定的琐碎度。从分子基团分析，五种乳酸钙样品红外谱图的吸收峰的位置和形态完全一致，峰强基本相同。从晶体结构分析，L-乳酸钙标样、食品级乳酸钙与中和法制备蛋壳源乳酸钙结晶迅速，晶体颗粒大，峰强度大，而发酵法与超声辅助法制备蛋壳源乳酸钙结晶过程缓慢，晶体颗粒小，峰强度小。从热重曲线分析5种乳酸钙均分四步热解，L-乳酸钙标样、食品级乳酸钙以及直接中和法制备的蛋壳源乳酸钙的第一步热解失重率大于第二步，而发酵法与超声法制备的蛋壳源乳酸钙第一步热解失重率小于第二步。说明蛋壳源乳酸钙晶体颗粒小，形状均匀，前期热稳定性好。
　　（4）以食品级乳酸钙以及中和法、发酵法和超声辅助法制备的蛋壳源乳酸钙为样品，研究其在不同浓度下对Caco-2细胞活力、细胞周期、细胞凋亡的影响以及在2mg/mL的浓度下，Caco-2细胞对四种乳酸钙的吸收差异。发现，在低浓度下，四种乳酸钙均会促进Caco-2细胞的增殖，抑制其凋亡；在高浓度下，食品级乳酸钙与超声法制备蛋壳乳酸钙会抑制Caco-2细胞的增殖，诱导其凋亡，中和法制备的蛋壳乳酸钙会促进 Caco-2细胞的增殖，诱导其凋亡，发酵法制备的蛋壳乳酸钙会促进Caco-2细胞的增殖，抑制其凋亡。在相同浓度下，Caco-2细胞对食品级乳酸钙、中和法、发酵法以及超声法制备的蛋壳源乳酸钙的吸收值分别为1.02±0.03，0.97±0.02，0.92±0.01和1.11±0.02ug/105个细胞，吸收值无明显差异。说明蛋壳源乳酸钙与市售食品级乳酸钙的生物利用度基本相同，可大规模生产销售。

目录

声明

第一章 文献综述

1 国内外蛋壳利用现状

2 蛋壳碳酸钙的形成

3 蛋壳源有机钙的制备

4 蛋壳源钙结构的表征方法

5 钙在人体内的吸收代谢

6 蛋壳钙的消化吸收利用研究现状

7 本课题选题的学术思想

第二章 超声辅助法制备蛋壳源乳酸钙的工艺研究

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结论与讨论

第三章 超声辅助法制备蛋壳源乳酸钙质量测定

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结论与讨论

第四章 不同来源乳酸钙结构比较分析

1材料与方法

2结果与分析

3 结论与讨论

第五章 不同种类乳酸钙对Caco-2细胞生长的影响

1材料与方法

2结果与分析

3 结论与讨论

第六章 结 论

1 结论

2 创新点

参考文献

附录

附录1 不同种类乳酸钙处理Caco-2细胞的周期与凋亡图

附录2 攻读硕士期间发表论文及成果

致谢