CN117158591A - 一种牡蛎壳凝胶钙及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种牡蛎壳凝胶钙及其制备方法，属于保健食品技术领域。本发明将牡蛎壳粉与乳酸溶液混合、溶解得到牡蛎壳乳酸钙溶液；将牡蛎壳乳酸钙溶液、壳聚糖和明胶混合得到凝胶液；将凝胶液与Na2CO3溶液混合、静置得到牡蛎壳凝胶钙。本发明采用壳聚糖和明胶为基料，牡蛎壳为钙源，制备了与目前市面上的片剂和口服补钙产品剂型不同的、含钙量高的类果冻凝胶钙，本发明制备出的牡蛎壳凝胶钙钙含量高、稳定性好、容易吸收、生物活性好、对胃肠副作用小，具有便携，易取用，容易咀嚼、口感Q弹爽滑等特点，且成分简单，原料易得，产品附加值高。本发明的生产工艺操作简单，绿色环保，具有很好的推广应用前景。
Description
技术领域
本发明属于保健食品技术领域，尤其涉及一种牡蛎壳凝胶钙及其制备方法。
背景技术
钙元素对于维持人体骨骼、肌肉、神经、心血管健康的正常生理机能均具有潜在的重要作用和影响。牡蛎是世界第一大养殖贝类，也是我国四大养殖贝类之一，目前国内对牡蛎的开发主要集中在可食部分，而不可食用的贝壳则被当做垃圾丢弃，不仅造成环境污染，还造成资源的浪费。
牡蛎壳是在蛋白质、多糖等生物有机大分子的调控下自然矿化形成的以碳酸钙为主成分的多层微层结构，蛋白质和多糖等有机质仅占5％左右，而碳酸钙成分占牡蛎壳总质量的90％～95％，钙元素含量达40％左右，是一种良好的自然生物钙源。以牡蛎壳为原料制备成各种食药级钙剂的研究受到广泛关注，市面上已有牡蛎碳酸钙咀嚼片、蚝贝钙咀嚼片、龙牡壮骨颗粒、牡蛎碳酸钙颗粒、牡蛎碳酸钙胶囊等。
上述牡蛎壳补钙产品均是把牡蛎壳处理成粉末后直接作为钙源，补钙成分为碳酸钙，而碳酸钙补钙剂需通过胃酸分解解离出Ca2+，才可被消化吸收，过程中产生的CO2会引发嗳气、便秘、腹部不适，过量长期服用可引起反跳性胃酸分泌增多，不适用于胃溃疡等消化道疾病患者。而且，片剂、冲剂和胶囊剂型的牡蛎壳补钙产品存在腥味、口味和口感差、吞咽难等问题，往往会给消费者带来不愉快的服用体验，易产生心里抗拒。
中国专利CN 110024895 A公开了一种牡蛎钙凝胶糖果及其制备方法，剂型虽做了改进，但牡蛎钙成分仍是难溶的碳酸钙，会存在分散不均匀问题，改进后的凝胶型补钙剂一样存在有副作用和口感欠佳问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种牡蛎壳凝胶钙及其制备方法，以克服现有技术补钙产品存在腥味、口味和口感差、吞咽难、有副作用等问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种牡蛎壳凝胶钙的制备方法，包括以下步骤：
1)将牡蛎壳粉与乳酸溶液混合、溶解得到牡蛎壳乳酸钙溶液；
2)将牡蛎壳乳酸钙溶液、壳聚糖和明胶混合得到凝胶液；
3)将凝胶液与Na2CO3溶液混合、静置得到牡蛎壳凝胶钙。
优选的，所述牡蛎壳粉与乳酸溶液混合的比例为1g：(15-40)mL。
优选的，所述壳聚糖和明胶的质量比为(1-3)：(1-3)。
优选的，所述Na2CO3溶液的浓度为0.5-2.5mol/L。
优选的，所述步骤2)和步骤3)中混合的温度分别为40-90℃。
优选的，所述牡蛎壳粉的目数为80-120目；所述乳酸溶液的浓度为1-3mol/L；所述溶解的时间为20-40min。
优选的，所述牡蛎壳乳酸钙溶液、壳聚糖和明胶的比例为(40-60)mL：(0.5～1.5)g：(0.5～1.5)g。
优选的，所述步骤2)和步骤3)的混合过程中伴随搅拌，所述搅拌的速度为200-400rpm，步骤2)中搅拌的时间为10-30min，步骤3)中搅拌的时间为40-80min。
优选的，所述静置的时间为18-30h。
本发明还提供了一种所述的牡蛎壳凝胶钙的制备方法制备得到的牡蛎壳凝胶钙。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明用无毒安全、生物亲和性良好的明胶和壳聚糖作为凝胶剂。其中，明胶不溶于冷水溶于热水，其制备成的凝胶可随温度呈可逆性变化；而壳聚糖易溶解于酸性环境下而在偏中性或碱性条件下的溶解度较差，且具有降脂、促进胃肠蠕动、调节肠道健康、促进钙吸收等功能。以明胶混合壳聚糖为凝胶剂制备的牡蛎壳凝胶剂不仅容易咀嚼、口感爽滑，还具有保护胃肠和促进钙吸收等功能。用乳酸溶解牡蛎壳，制备成相对碳酸钙而言具有溶解性好、易吸收、易分散等优点的乳酸钙，再以牡蛎壳乳酸钙溶液为钙源，使制备的牡蛎壳凝胶钙的钙质在凝胶中不仅分散良好，且便于吸收。
本发明制备出的牡蛎壳凝胶钙钙含量高、稳定性好、容易吸收、生物活性好、对胃肠副作用小，具有便携，易取用，容易咀嚼、口感Q弹爽滑等特点，且成分简单，原料易得，制备操作简单，产品附加值高。而且作为补钙产品，其含有的原料成分和其类果冻凝胶剂型，跟市面上的碳酸钙片剂、胶囊剂和粉剂等补钙产品相比，口感更好，钙更容易被吸收，且对胃肠具有保护功能，可为人们提供更好的补钙产品的选择。本发明的生产工艺操作简单，绿色环保，具有很好的推广应用前景。
附图说明
图1混合凝胶剂(CS:GEL)质量比对牡蛎壳凝胶钙凝胶强度的影响；
图2混合凝胶剂(CS:GEL)质量比对牡蛎壳凝胶钙稳定性影响(从左到右依次代表加入混合凝胶剂(CS:GEL)的质量比例为2:0、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、0:2)；
图3牡蛎壳乳酸溶液的固液比对牡蛎壳凝胶钙凝胶强度的影响；
图4牡蛎壳乳酸溶液的固液比对牡蛎壳凝胶钙稳定性影响(从左到右依次代表牡蛎壳和乳酸溶液的固液比为1:40、1:35、1:30、1:25、1:20、1:15)；
图5温度对牡蛎壳凝胶钙凝胶强度的影响；
图6温度对牡蛎壳凝胶钙稳定性的影响(从左到右次代表温度为40、50、60、70、80、90℃)；
图7Na2CO3浓度对牡蛎壳凝胶钙凝胶强度的影响；
图8Na2CO3浓度对牡蛎壳凝胶钙稳定性影响(从左到右依次代表Na2CO3浓度为0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mol/L)；
图9牡蛎壳凝胶钙的SEM图像(a、b、c依次为放大50倍、500倍和5000倍的牡蛎壳凝胶钙电镜图)；
图10牡蛎壳凝胶钙给药14d后各组大鼠粪便样本；
图11Micro-CT分析各实验组SD大鼠股骨远端情况(a为骨小梁的3D横切面图像；b为CT扫描的2D冠状面图像；c为股骨3D重建图像)。
具体实施方式
本发明提供了一种牡蛎壳凝胶钙的制备方法，包括以下步骤：
1)将牡蛎壳粉与乳酸溶液混合、溶解得到牡蛎壳乳酸钙溶液；
2)将牡蛎壳乳酸钙溶液、壳聚糖和明胶混合得到凝胶液；
3)将凝胶液与Na2CO3溶液混合、静置得到牡蛎壳凝胶钙。
在本发明中，将牡蛎壳粉与乳酸溶液混合、溶解得到牡蛎壳乳酸钙溶液；所述牡蛎壳粉的制备方法优选为将牡蛎壳洗净、烘干、粉碎后得到牡蛎壳粉，所述牡蛎壳粉的目数优选为80-120目，进一步优选为90-110目；所述乳酸溶液的浓度优选为1-3mol/L，进一步优选为1.5-2.5mol/L；所述牡蛎壳粉与乳酸溶液混合的比例优选为1g：(15-40)mL，进一步优选为1g：(20-35)mL；所述混合的温度优选为40-90℃，进一步优选为50-70℃；所述溶解的时间优选为20-40min，进一步优选为25-35min。
在本发明中，将牡蛎壳乳酸钙溶液、壳聚糖和明胶混合得到凝胶液；所述壳聚糖和明胶的质量比优选为(1-3)：(1-3)，进一步优选为(1.5-2.5)：(1.5-2.5)；所述混合方式优选为先在牡蛎壳乳酸钙溶液中缓慢加入壳聚糖，再加入明胶；所述牡蛎壳乳酸钙溶液、壳聚糖和明胶的比例优选为(40-60)mL：(0.5～1.5)g：(0.5～1.5)g，进一步优选为(45-55)mL：(0.75～1.25)g：(0.75～1.25)g；所述混合的温度优选为40-90℃，进一步优选为50-70℃；所述混合过程中伴随搅拌，所述搅拌的速度优选为200-400rpm，进一步优选为250-350rpm；所述搅拌时间优选为10-30min，进一步优选为15-25min。
在本发明中，将凝胶液与Na2CO3溶液混合、静置得到牡蛎壳凝胶钙；所述Na2CO3溶液的浓度优选为0.5-2.5mol/L，进一步优选为1-2mol/L；所述Na2CO3溶液的添加量优选为3-7mL，进一步优选为4-6mL；所述混合的温度优选为40-90℃，进一步优选为50-70℃；所述混合过程中伴随搅拌，所述搅拌的速度优选为200-400rpm，进一步优选为250-350rpm；所述搅拌的时间优选为40-80min，进一步优选为50-70min，所述静置的方式优选为自然冷却后在室温下静置，所述静置的时间优选为18-30h，进一步优选为20-26h。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将牡蛎壳洗净烘干，粉碎成100目粉末，按1：30的固液比(g/mL)，控制温度为60℃，用2mol/L的乳酸溶液溶解牡蛎壳粉30min，制备牡蛎壳乳酸钙溶液；在上述50mL的牡蛎壳乳酸钙溶液中，控制温度为70℃，往体系先缓慢加入壳聚糖，再加入明胶，壳聚糖和明胶添加总质量为2g，壳聚糖和明胶质量比为3:1，300rpm搅拌20min溶解混合均匀制备凝胶液；在上述凝胶反应体系中，保持上述反应温度和搅拌速度下，加入5mL浓度为1mol/L的Na2CO3溶液，搅拌反应60min；收集反应产物至塑料刻度杯并密封，自然冷却并在室温下静置24h，获得牡蛎壳凝胶钙。
实施例2
将牡蛎壳洗净烘干，粉碎成80目粉末，按1：40的固液比(g/mL)，控制温度为40℃，用1mol/L的乳酸溶液溶解牡蛎壳粉20min，制备牡蛎壳乳酸钙溶液；在上述60mL的牡蛎壳乳酸钙溶液中，控制温度为60℃，往体系先缓慢加入壳聚糖，再加入明胶，壳聚糖和明胶添加总质量为3g，壳聚糖和明胶质量比为2:1；400rpm搅拌15min溶解混合均匀制备凝胶液；在上述凝胶反应体系中，保持上述反应温度和搅拌速度下，加入4mL浓度为2.5mol/L的Na2CO3溶液，搅拌反应70min；收集反应产物至塑料刻度杯并密封，自然冷却并在室温下静置20h，获得牡蛎壳凝胶钙。
实施例3
将牡蛎壳洗净烘干，粉碎成120目粉末，按1：25的固液比(g/mL)，控制温度为50℃，用3mol/L的乳酸溶液溶解牡蛎壳粉40min，制备牡蛎壳乳酸钙溶液；在上述40mL的牡蛎壳乳酸钙溶液中，控制温度为40℃，往体系先缓慢加入壳聚糖，再加入明胶，壳聚糖和明胶添加总质量为2.5g，壳聚糖和明胶质量比为1:2，350rpm搅拌25min溶解混合均匀制备凝胶液；在上述凝胶反应体系中，保持上述反应温度和搅拌速度下，加入6mL浓度为2mol/L的Na2CO3溶液，搅拌反应50min；收集反应产物至塑料刻度杯并密封，自然冷却并在室温下静置26h，获得牡蛎壳凝胶钙。
实验例1
混合凝胶剂(CS:GEL)质量比对凝胶钙凝胶强度和稳定性的影响：
称取适量100目牡蛎壳粉，按1:25的牡蛎壳乳酸溶液固液比(质量:体积)加入2mol/L乳酸溶液，60℃、300rpm下搅拌溶解反应30min后，过滤后分装成50mL牡蛎壳乳酸钙溶液多份；于60℃、300rpm下，分别按照2:0、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、0:2的混合凝胶质量比，往牡蛎壳乳酸钙溶液中先缓慢加入壳聚糖，再加入明胶，加入壳聚糖和明胶添加总质量为2g，搅拌溶解混合均匀后；再加入5mL的1mol/L的Na2CO3溶液，继续搅拌反应1h后，玻璃棒轻搅除泡后转移20mL反应物至塑料刻度杯中，密封自然冷却24h后制得牡蛎壳凝胶钙。用TAXTPlus食品物性分析仪，采用直径为0.5inch的圆柱型聚甲醛黑色探头测定凝胶钙凝胶强度；产品于室温保存半个月后，根据凝胶钙析出情况分析凝胶钙稳定性。
实验结果：混合凝胶剂(CS:GEL)质量比对凝胶钙凝胶强度的影响如图1所示，凝胶钙的凝胶强度随着混合凝胶剂质量比变化发生显著性变化，随着CS:GEL比例值减小凝胶强度变小，甚者在没有壳聚糖的凝胶体系下制备的凝胶钙凝胶强度下降至零。
混合凝胶剂(CS:GEL)质量比对凝胶钙稳定性影响如图2所示，CS:GEL为2:0、1:1、1:2、0:2的凝胶钙体系半月后均存在乳酸钙析出现象，CS:GEL为2:0的体系在凝胶表面析出的白色固体钙质较多，CS:GEL为1:1和1:2的体系少量析出钙质，CS:GEL为0:2的体系析出的少量白色钙质沉在样品底部。而CS:GEL为3:1、2:1、1:3的凝胶钙产品无钙质析出现象，稳定较好。综合考虑凝胶强度和稳定性，确定CS:GEL为3:1或2:1。
实验例2
牡蛎壳乳酸溶液的固液比对凝胶钙凝胶强度和稳定性的影响：
称取多份适量100目牡蛎壳粉，分别按1:40、1:35、1:30、1:25、1:20、1:15的牡蛎壳乳酸溶液固液比(质量:体积)加入2mol/L乳酸溶液，60℃、300rpm下搅拌溶解反应30min后，过滤后分别取50mL牡蛎壳乳酸钙溶液；在60℃、300rpm下，按CS:GEL为2:1，往各个牡蛎壳乳酸钙溶液中先缓慢加入壳聚糖，再加入明胶，壳聚糖和明胶添加总质量为2g，搅拌溶解混合均匀后；再加入5mL 1.0mol/L的Na2CO3溶液，继续搅拌反应1h后，玻璃棒轻搅除泡后转移20mL反应物至塑料刻度杯中，密封自然冷却24h后制得牡蛎壳凝胶钙。测定凝胶钙凝胶强度；并在保存半个月后观察分析凝胶钙的稳定性。
实验结果：牡蛎壳乳酸溶液的固液比对凝胶钙凝胶强度的影响如图3所示，固液比增加使凝胶体系的钙离子浓度升高，当固液比小于1:35，体系的凝胶强度随固液比增大而减小，固液比为1:35时凝胶强度最小；当固液比大于1:35，凝胶钙的凝胶强度随着牡蛎壳乳酸溶液固液比增大而显著增大。
牡蛎壳乳酸溶液的固液比对凝胶钙稳定性影响如图4所示，固液比为1:20与1:15制备的凝胶钙保存半个月后出现了钙析出的现象，其中固液比为1:20制备的凝胶钙主要在凝胶表面析出大量白色钙质，内部析出现象较少。而固液比为1:15制备的凝胶钙不仅在表面析出大量的白色钙质，在凝胶内部也同样析出了大量且较大块的白色钙质。而固液比为1:40、1:35、1:30、1:25制备的凝胶钙保存半个月后均未出现钙质析出。综合考虑凝胶强度和稳定性，确定凝胶钙制备时采用的牡蛎壳乳酸溶液的固液比1:25。
实验例3
温度对凝胶钙凝胶强度和稳定性的影响：
称取适量100目牡蛎壳粉，按1:25的牡蛎壳乳酸溶液固液比(质量:体积)加入2mol/L乳酸溶液，60℃、300rpm下搅拌溶解反应30min后，过滤后分装成50mL牡蛎壳乳酸钙溶液多份；分别在40、50、60、70、80、90℃不同温度、300rpm下，按CS:GEL为2:1，往体系先缓慢加入壳聚糖，再加入明胶，壳聚糖和明胶添加总质量为2g，搅拌溶解混合均匀后；再加入5ml的1mol/L的Na2CO3溶液，继续搅拌反应1h后，玻璃棒轻搅除泡后转移20mL反应物至塑料刻度杯中，密封自然冷却24h后制得牡蛎壳凝胶钙。测定凝胶钙凝胶强度；并在保存半个月后观察分析凝胶钙的稳定性。
实验结果：温度对凝胶钙凝胶强度的影响如图5所示，当温度低于70℃时制备的凝胶钙凝胶强度随着温度的上升而呈上升趋势；而当温度高于70℃时制备的凝胶钙凝胶强度随着温度的上升而呈下降趋势，在70℃时制备的凝胶钙凝胶强度达到最大值。
温度对凝胶钙稳定性影响如图6所示，40、80、90℃制备的凝胶钙保存半个月后在凝胶表面均出现不同程度的白色钙质析出现象，其中40℃下制备的凝胶钙只有一小点白色钙质的析出现象；80℃下制备的凝胶钙析出的钙质较大，而90℃下制备的凝胶钙析出的钙质较小。而50、60、70℃下制备的凝胶钙均为钙质析出现象，稳定性好。综合考虑凝胶强度和稳定性，确定凝胶钙制备温度为70℃。
实验例4
Na2CO3浓度对凝胶钙凝胶强度和稳定性的影响：
称取适量100目牡蛎壳粉，按1:25的牡蛎壳乳酸溶液固液比(质量:体积)加入2mol/L乳酸溶液，60℃、300rpm下搅拌溶解反应30min后，过滤后分装成50mL牡蛎壳乳酸钙溶液多份；在70℃、300rpm下，按CS:GEL为2:1，往各个牡蛎壳乳酸钙溶液中先缓慢加入壳聚糖，再加入明胶，壳聚糖和明胶添加总质量为2g，搅拌溶解混合均匀后；再分别加入5mL浓度分别为0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mol/L的Na2CO3溶液，继续搅拌反应1h后，玻璃棒轻搅除泡后转移20mL反应物至塑料刻度杯中，密封自然冷却24h后制得牡蛎壳凝胶钙。测定凝胶钙凝胶强度；并在保存半个月后观察分析凝胶钙的稳定性。
Na2CO3浓度对凝胶钙凝胶强度的影响如图7所示，除了加入的Na2CO3浓度为1.0mol/L时，凝胶钙凝胶强度出现微幅下降现象，总体的趋势是凝胶强度随着Na2CO3浓度的增大而显著性增大。
Na2CO3浓度对凝胶钙稳定性影响如图8所示，当加入Na2CO3浓度为2.0、2.5mol/L，制备的凝胶钙保存半个月后，凝胶样品出现较多白色钙质析出；加入Na2CO3浓度为1.5mol/L，制备的凝胶钙表面也出现了一小点白色钙质。凝胶钙稳定性随着加入Na2CO3浓度的增大凝胶钙的稳定性下降，加入的Na2CO3浓度为0、0.5、1.0mol/L时凝胶稳定性相对较好。综合考虑凝胶强度和稳定性，确定凝胶钙制备时加入的Na2CO3浓度为0.5mol/L。
实验例5
正交实验确定最佳制备工艺条件：
正交表的制定：采用L9(34)的正交设计方案进一步优化牡蛎壳凝胶钙制备工艺条件。以A(混合凝胶质量比)、B(温度/℃)、C(Na2CO3浓度/mol·L-1)、D(牡蛎壳乳酸溶液的固液比/g·mL-1)进行正交实验，以单因素确定出的各制备因素的较佳值，确定各因素正交试验水平值，取值见表1。
表1正交因素水平表
正交实验及结果分析：
以凝胶强度为凝胶钙性能考察指标，按正交试验设计表方案进行试验，称取适量100目牡蛎壳粉，按方案中的牡蛎壳乳酸溶液固液比(质量:体积)加入2mol/L乳酸溶液，60℃、300rpm下搅拌溶解反应30min后，过滤取50mL牡蛎壳乳酸钙溶液；在一定温度、300rpm下，往体系加入一定比例混合凝胶剂，先缓慢加入壳聚糖，再加入明胶，壳聚糖和明胶添加总质量为2g，搅拌溶解混合均匀后；再加入5mL的一定浓度Na2CO3溶液，继续搅拌反应1h后，玻璃棒轻搅除泡后转移20mL反应物至塑料刻度杯中，密封自然冷却24h后制得牡蛎壳凝胶钙，质构仪测定凝胶强度指标。所得实验结果的极差分析见表2，实验结果SPSS方差显著性分析见表3。
由表2实验结果可知，A1B2C2D2组合的工艺条件，即在混合凝胶质量比(CS:GEL)为3:1、温度为70℃、碳酸钠浓度为1.0mol/L和牡蛎壳乳酸溶液的固液比为1:30的情况下，可以得到最佳的凝胶强度为36.576g。对实验结果进行极差分析，结果显示最佳工艺条件组合也为A1B2C2D2，与前面分析一致。比较其R值可知四个因素对于强度指标影响的主次顺序为：混合凝胶质量比>温度>碳酸钠浓度>牡蛎壳乳酸溶液固液比。表3中SPSS方差统计分析则显示，只有混合凝胶质量比和温度对于凝胶钙的凝胶强度具有显著性影响，而碳酸钠浓度和牡蛎壳乳酸溶液固液比则并无显著性影响。
表2牡蛎壳凝胶钙制备工艺条件正交实验方案及实验结果
表3正交试验结果方差统计分析
a.R方＝0.648(调整后R方＝0.491)
实施例6
最佳制备工艺条件下制备的牡蛎壳凝胶钙钙含量测定及形貌表征：
称取适量100目牡蛎壳粉，按1:30的牡蛎壳乳酸溶液固液比(质量:体积)加入2mol/L乳酸溶液，60℃、300rpm下搅拌溶解反应30min后，过滤后取50mL牡蛎壳乳酸钙溶液；在70℃、300rpm下，按CS:GEL为3:1，往体系先缓慢加入壳聚糖，再加入明胶，壳聚糖和明胶添加总质量为2g，搅拌溶解混合均匀后；再加入5mL的1mol/L的Na2CO3溶液，继续搅拌反应1h后，玻璃棒轻搅除泡后转移20mL反应物至塑料刻度杯中，密封自然冷却24h后制得性能较优的淡黄色微透明牡蛎壳凝胶钙。测定分析凝胶钙的钙含量和表征凝胶钙的形貌。
EDTA滴定法测定钙含量。具体操作如下：取0.1mL牡蛎壳乳酸钙溶液，稀释后取25mL，用0.00125mol/L的EDTA标准溶液滴定钙离子，计算牡蛎壳乳酸钙溶液中钙离子浓度。
钙离子浓度计算公式为：CCa2+＝C×V×D/25
其中CCa2+为牡蛎壳乳酸钙溶液中的钙离子浓度，mol/L；C为EDTA标准溶液的浓度，单位mol/L；V为消耗EDTA标准溶液的体积，mL；D为稀释倍数。
凝胶钙中钙含量计算公式为：mCa2+＝CCa2+×V1×M×V2/(V1+V3)
其中mCa2+为每杯样品含钙量，mg；V1为制备凝胶时的牡蛎壳乳酸溶液体积：50mL；V2为反应完毕倒入样品杯中的凝胶体积：20mL；V3为制备凝胶时加入体系中的溶液体积：5mL；M为Ca的相对原子质量：40.078g·mol-1。
测定出最佳制备工艺条件下制备的20mL牡蛎壳凝胶钙含277mg钙。一般，100mL牛奶的钙含量为90-120mg。如果食用最佳制备工艺条件下制备的20mL牡蛎壳凝胶钙，其补钙量相当于喝一杯250mL牛奶补充的钙量。
利用扫描电镜(SEM)观察凝胶钙的形貌特征，样品使用金属镀膜法处理，具体操作如下：将导电胶贴于铜制样品圆台，取少量待测样品粘附于导电胶上，用洗耳球将多余样品吹开，再将样品圆台置于喷金机中进行喷金处理；将处理好的样品圆台放入仪器中测定，在不同倍数下观察凝胶钙样貌。
牡蛎壳凝胶钙的SEM图像如图9所示。从图9中可以看出，凝胶钙外观存在许多大小不一的孔隙，孔隙的直径大多在0～50μm之间，空隙表面呈平滑块状，孔隙内部结构呈褶皱状不平状。
实验例7
最佳制备工艺条件下制备的牡蛎壳凝胶钙的慢性毒性实验：
取最佳工艺条件下制备的钙含量为13.85mg/mL的牡蛎壳凝胶钙进行大鼠慢性毒性实验。实验采用6-8月龄、体重500±25g的雌性SD大鼠，在动物房适应性喂养一周后，随机分为四组，每组6只，按正常组(0mL)、低(2mL)、中(4mL)、高剂量(6mL)凝胶钙灌胃给药，每天灌胃1次，连续14d。每天观察大鼠状态，记录大鼠体重变化以及采食量。观察大鼠外观体征、行为活动、进食量、粪便性状及体重变化等。大鼠实验期间喂养的饲料配方营养成分为：粗蛋白﹥18％，粗脂肪﹥4％，粗纤维﹤5％，粗灰粉﹤8％，含水量﹤10％，钙1.0-1.8％，磷0.6-1.2％。
实验结果：如图10所示。由图10可知，实验期间各组大鼠外观体征、行为活动、进食量、粪便形状及体重等各项情况均无明显差异变化，试验中各组大鼠中途未见死亡等其他异常现象。
实验例8
最佳制备工艺条件下制备的牡蛎壳凝胶钙的骨质疏松治疗效果：
取最佳工艺条件下制备的钙含量为13.85mg/mL的牡蛎壳凝胶钙进行骨质疏松补钙效果实验。实验采用6-8月龄、体重500±25g的雌性SD大鼠，在动物房适应性喂养一周后，摘除双侧卵巢构建骨质疏松模型，随机分为假手术组、模型组、凝胶钙制剂组(4mL/kg/d凝胶钙，折合钙给量为55mg/kg/d)，每组6只。术后2天开始灌胃给药干预，1次/d，持续8周后，大鼠麻醉后断颈处死，立即完整剥离左侧股骨(包括股骨头及股骨内外髁)，剔净软组织，置于生理盐水中送检。
采用Micro-CT扫描进行股骨μCT成像实验，扫描参数为：射线管电流362μA，电压69KV，扫描整个物体，扫描分辨率9.00μm，曝光时间1200ms，扫描角度180度。
实验结果：如图11所示。由图11的μCT扫描结果显示，模型组与假手术组相比较，大鼠的骨皮质变薄，骨小梁变细；牡蛎壳凝胶钙处理在一定程度上改善骨质疏松大鼠，促进骨生成。
由以上实施例和实验例可知，本发明的制备方法得到的牡蛎壳凝胶钙凝胶强度和稳定性好，钙含量高，外观结构存在孔隙，副作用小，易吸收、生物活性好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种牡蛎壳凝胶钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将牡蛎壳粉与乳酸溶液混合、溶解得到牡蛎壳乳酸钙溶液；
2)将牡蛎壳乳酸钙溶液、壳聚糖和明胶混合得到凝胶液；
3)将凝胶液与Na2CO3溶液混合、静置得到牡蛎壳凝胶钙。
2.根据权利要求1所述的牡蛎壳凝胶钙的制备方法，其特征在于，所述牡蛎壳粉与乳酸溶液混合的比例为1g：(15-40)mL。
3.根据权利要求1所述的牡蛎壳凝胶钙的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖和明胶的质量比为(1-3)：(1-3)。
4.根据权利要求1所述的牡蛎壳凝胶钙的制备方法，其特征在于，所述Na2CO3溶液的浓度为0.5-2.5mol/L。
5.根据权利要求1所述的牡蛎壳凝胶钙的制备方法，其特征在于，所述步骤2)和步骤3)中混合的温度分别为40-90℃。
6.根据权利要求1所述的牡蛎壳凝胶钙的制备方法，其特征在于，所述牡蛎壳粉的目数为80-120目；所述乳酸溶液的浓度为1-3mol/L；所述溶解的时间为20-40min。
7.根据权利要求1所述的牡蛎壳凝胶钙的制备方法，其特征在于，所述牡蛎壳乳酸钙溶液、壳聚糖和明胶的比例为(40-60)mL：(0.5～1.5)g：(0.5～1.5)g。
8.根据权利要求1所述的牡蛎壳凝胶钙的制备方法，其特征在于，所述步骤2)和步骤3)的混合过程中伴随搅拌，所述搅拌的速度为200-400rpm，步骤2)中搅拌的时间为10-30min，步骤3)中搅拌的时间为40-80min。
9.根据权利要求1所述的牡蛎壳凝胶钙的制备方法，其特征在于，所述静置的时间为18-30h。
10.权利要求1-9任意一项所述的牡蛎壳凝胶钙的制备方法制备得到的牡蛎壳凝胶钙。
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| PB01 | Publication | ||
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