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近年来，以海洋生物为原料研发的功能性食品越来越受到人们关注。南极磷虾具有生物储量大，蛋白质含量丰富，氨基酸组成合理，适合人类食用等特点，是一种新型的海洋食品原料。矿物元素缺乏是目前影响世界各国居民身体健康的重要隐患之一，主要归因于矿质元素摄入量不足和体内吸收利用率低。前人研究表明，具有金属离子结合活性的多肽可以有效提高金属离子在肠道环境下的溶解性和稳定性，增加金属离子的吸收率。因此，以多肽为载体制备金属-多肽可溶性复合物是改善人体矿质元素缺乏现象的有效手段。本研究以南极磷虾的有效利用为出发点，以磷虾金属结合肽的制备及其金属离子结合能力探究为切入点，旨在为人体矿物质元素缺乏的改善和南极磷虾的高值化利用提供理论依据和技术支持。本论文的主要结论如下：（1）以脱脂后的冷冻南极磷虾（E. superba）为原料，分别采用三种蛋白酶制备了纯度和安全性较高的南极磷虾活性肽。实验结果表明，南极磷虾肽具有显著的金属离子（Zn2+、Fe2+、Zn2+）结合活性，可以做为矿物质离子的有效载体，改善人体矿质元素缺乏现象。三种南极磷虾肽中，胰蛋白酶水解肽的金属离子结合能力最强，这与其酸性氨基酸含量高及分子量组成相关。（2）以酶解产物的蛋白含量和钙结合能力为评价指标，在单因素试验的基础上，采用响应面分析优化了胰蛋白酶水解制备金属离子结合南极磷虾肽的最佳工艺条件。结果表明，当酶解时间为3h，液料比为11.3∶1，酶添加量为3%时，酶解效果最好。此时，酶解10g脱脂南极磷虾粉，磷虾肽总量为3.96g，每克蛋白结合的可溶性钙总量为8.86mmol。（3）通过对南极磷虾肽二级结构和三维构象的分析，探究了南极磷虾肽与金属离子的作用机理。结果表明，南极磷虾肽在水溶液中具有柔软的二级结构和可变的三维构像。南极磷虾肽结合金属离子的容量按照如下顺序依次增加：Ca2+＜Fe2+＜Zn2+，南极磷虾肽结合金属离子的特异性按照则如下顺序依次增强：Ca2+＜Zn2+＜Fe2+。此外，南极磷虾肽与Fe2+和Zn2+之间的结合表现为特异性，而其与Ca2+之间的结合表现为非特异性。