鋅作為一種必需微量元素，對維持人體正常生理機能至關重要，然而，全球范圍內鋅缺乏問題普遍存在。這背后的一個主要原因是鋅在膳食中的生物利用率不高，特別是在以植酸鹽和纖維含量高的飲食為主的地區，鋅的吸收會受到顯著抑制。目前常見的鋅補充劑如硫酸鋅，不僅生物利用度有限，還可能引起胃腸道不適，限制了其長期使用的依從性和有效性。因此，開發一種新型、高效且耐受性好的鋅補充劑成為營養學和食品科學領域亟待解決的問題。與此同時，海洋生物資源因其豐富的生物活性成分備受關注，其中來自貽貝的蛋白質和肽類物質展現出多種健康益處，如抗氧化、降血壓等活性。將海洋來源的活性肽與鋅離子結合，形成肽-鋅螯合物，被認為是一種有前景的策略。這種復合物能保護鋅離子免受膳食抑制劑的干擾，并在腸道中性pH環境下保持溶解性，從而有望提高鋅的吸收效率。本研究聚焦于從紫貽貝中制備肽-鋅螯合物，并系統評估其結構特性及對鋅生物可及性的提升效果，相關研究成果發表在《LWT》雜志上。

為了開展此項研究，研究人員主要運用了以下幾項關鍵技術：首先，他們通過酶解（選用胰蛋白酶）和超濾制備了分子量小于3 kDa的貽貝肽水解物（MPH）。接著，通過單因素實驗優化了MPH與硫酸鋅（ZnSO₄·7H₂O）的螯合工藝條件。隨后，利用紫外可見光譜（UV-Vis）、傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）、X射線光電子能譜（XPS）、掃描電子顯微鏡與能譜聯用（SEM/EDS）、粒徑及Zeta電位分析等多種技術，系統表征了螯合物（MPH-Zn）的結構、形貌和元素組成。最后，通過體外模擬胃腸道消化實驗和基于Caco-2細胞單層模型的吸收轉運實驗，評估了MPH-Zn的鋅溶解度及生物可及性。

研究人員通過比較不同蛋白酶的水解效果，發現胰蛋白酶處理產生的貽貝水解物具有最高的水解度（31.68%）和肽產率（65.84%）。通過優化酶解條件（時間4 h，固液比1:15，酶用量3%，pH 8），最終獲得的MPH肽產率達到68.2%。這為后續高效螯合鋅離子奠定了基礎。

通過對肽濃度、肽鋅質量比、pH、時間、乙醇倍數和溫度等單因素進行優化，確定了MPH-Zn的最佳制備條件為：pH 7.5、50°C、60 min、肽濃度60 mg/mL、肽與ZnSO₄·7H₂O質量比6:1、乙醇倍數5倍。在此條件下，鋅螯合率高達96.24%，螯合產率為51.16%。

紫外光譜分析顯示，MPH與鋅離子螯合后，在190 nm和250-280 nm處的特征吸收峰強度降低，表明Zn²⁺與肽分子中的N、O原子形成了配位鍵，導致了分子內發色團空間結構的變化。

紅外光譜分析進一步證實了鋅離子與肽分子的相互作用。螯合后，N-H伸縮振動峰從3424.61 cm^-1移至3421.67 cm^-1，酰胺I帶（C=O伸縮振動）從1633.79 cm^-1移至1625.33 cm^-1，并且酰胺II帶（1516.97 cm^-1）的峰消失。-COO^-的波數從1405.54 cm^-1移動到1406.61 cm^-1。這些變化表明，肽分子中的羰基（C=O）、氨基（N-H）和羧基（-COOH）是鋅離子的主要結合位點，并形成了新的C-O-Zn鍵。

X射線光電子能譜分析直接證實了鋅的成功螯合，在MPH-Zn中檢測到了Zn2p3/2（1021.90 eV）和Zn2p1/2（1045.00 eV）的特征峰。對C1s、N1s、O1s和S2p譜圖的分析顯示，螯合后結合能發生了變化，特別是O1s峰出現了新的峰位（531.78 eV），這進一步證實了氮、氧、硫原子參與了與鋅離子的配位，形成了穩定的螯合物。

掃描電鏡圖像顯示，MPH-Zn螯合物形成了更致密、結晶狀的簇狀結構，與MPH原本不規則的大顆粒形態明顯不同。能譜元素分布圖表明，螯合后氧和鋅元素的分布變得更為密集和均勻，說明氧與鋅的配位顯著增強了MPH-Zn螯合物的結構穩定性。

氨基酸組成分析顯示，MPH中富含天冬氨酸（Asp， 9.51%）、谷氨酸（Glu， 13.40%）、賴氨酸（Lys， 9.06%）、組氨酸（His， 2.00%）和精氨酸（Arg， 8.25%）。螯合后，這些酸性/堿性氨基酸在MPH-Zn中的含量進一步提升（如Asp升至12.67%， Glu升至17.39%），表明富含這些殘基的肽段被選擇性富集，它們是鋅離子結合的主要位點。

粒徑分析表明，螯合后MPH-Zn的平均粒徑從MPH的470.07 nm顯著減小至246.70 nm，且分散性更好（PDI值更低）。Zeta電位從MPH的-15.8 mV變為MPH-Zn的-2.32 mV，表明鋅螯合導致肽分子表面負電荷減少，這與羧基和氨基的氧、氮原子與鋅離子發生靜電相互作用有關。

MTT實驗表明，在濃度不高于0.25 mg/mL時，MPH-Zn對Caco-2細胞沒有毒性作用，確保了后續吸收實驗的安全性。

通過檢測堿性磷酸酶活性、跨上皮電阻（TEER）值以及激光共聚焦顯微鏡觀察，證實成功構建了具有極性和完整緊密連接的單層Caco-2細胞模型，為評估鋅吸收提供了可靠平臺。

吸收轉運實驗結果顯示，MPH-Zn處理組的鋅攝取量顯著高于硫酸鋅對照組。在低濃度下，大部分鋅被保留在細胞內；隨著濃度和時間增加，鋅向基底側的轉運比例也有所增加。這表明MPH-Zn能有效促進腸道上皮細胞對鋅的吸收和細胞內儲存，從而增強鋅的生物可及性。

在不同pH下的溶解度測試顯示，MPH-Zn在pH低于6的酸性環境中溶解度較高。更重要的是，在體外模擬胃腸道消化過程中，MPH-Zn在整個120分鐘的消化期內保持了高達98.89%的鋅溶解度，表現出優異的穩定性，能夠有效抵抗中性腸道環境下的沉淀，這為其在體內的有效吸收提供了保障。

本研究成功從貽貝蛋白水解物中制備出高效的肽-鋅螯合物（MPH-Zn），并優化了其制備工藝。多方面的結構表征（UV-Vis， FT-IR， XPS， SEM/EDS）一致證實，鋅離子主要通過羧基氧、羰基氧和氨基氮等位點與貽貝肽形成穩定的配位鍵，這種多齒螯合結構導致了肽分子的折疊與聚集，形成了粒徑更小、分布更均勻的納米復合顆粒。這種獨特的結構賦予了MPH-Zn出色的功能特性：在模擬胃腸道環境中，它能有效維持鋅的高溶解度和穩定性，抵抗沉淀；在細胞水平上，它能顯著促進Caco-2細胞對鋅的攝取和細胞內滯留，其效果優于傳統的硫酸鋅。

該研究的核心意義在于，它不僅為開發一種新型、高效、生物相容性好的鋅營養補充劑提供了重要的理論依據和物質基礎，而且為海洋貽貝蛋白資源的高值化利用開辟了一條新路徑。MPH-Zn螯合物通過肽的“保護性”螯合作用，有望克服無機鋅鹽吸收率低、易受膳食干擾的缺點，為解決全球性的鋅缺乏問題提供了一種潛在的創新解決方案。未來研究可以進一步鑒定出具體的活性螯合肽序列，并在動物模型中驗證其增強鋅吸收的體內效果。