羊骨膠原蛋白結(jié)構(gòu)解析、熱穩(wěn)定性與成膜應(yīng)用研究.pdf

1、羊骨是羊屠宰后的主要副產(chǎn)物，膠原蛋白含量豐富，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。但目前羊骨膠原蛋白結(jié)構(gòu)及特性缺乏系統(tǒng)性報(bào)道，羊骨副產(chǎn)物精深加工率低，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。為提高羊骨副產(chǎn)物附加值和綜合利用率，本文以羊腿骨為實(shí)驗(yàn)原料，通過(guò)乙酸法和胃蛋白酶法提取羊骨膠原蛋白，分析其結(jié)構(gòu)特征和理化特性;采用分峰擬合和二維紅外相關(guān)分析法分析加熱環(huán)境下骨膠原蛋白的結(jié)構(gòu)變化規(guī)律;制備不同混合比例的骨膠原蛋白-殼聚糖共混膜，分析其結(jié)構(gòu)特征和成膜特性;進(jìn)一步研究共混膜在食用油、風(fēng)干肉

2、和方便面調(diào)味料中的應(yīng)用情況，為骨膠原蛋白的利用提供思路。本研究主要結(jié)論如下:
　　解析了羊骨膠原蛋白的結(jié)構(gòu)特征、熱變性和電化學(xué)特性。羥脯氨酸含量、紫外光譜和一維電泳結(jié)果證明本研究獲得的羊骨膠原蛋白純度較高，達(dá)90％以上。質(zhì)譜結(jié)果證實(shí)羊骨膠原蛋白是Ⅰ型膠原蛋白，紅外光譜和圓二色譜證明羊骨膠原蛋白分子中含有大量氫鍵，其二級(jí)結(jié)構(gòu)主要為α-螺旋。盡管胃蛋白酶在一定程度上損壞了膠原蛋白分子的有序性，但是乙酸提取和胃蛋白酶提取兩種方法均可以保

3、持膠原蛋白的三螺旋結(jié)構(gòu)。羊骨膠原蛋白的亞氨基酸含量和羥基化水平較高，導(dǎo)致羊骨膠原蛋白的熱穩(wěn)定性較高。非螺旋端肽切除后，膠原蛋白熱穩(wěn)定性降低。酸溶性膠原蛋白的酸性氨基酸含量較高，導(dǎo)致其等電點(diǎn)較低。
　　分析了羊骨膠原蛋白在脫水和水溶液兩種加熱環(huán)境下的結(jié)構(gòu)變化規(guī)律。分峰擬合結(jié)果表明，脫水和水溶液兩種加熱環(huán)境下，膠原蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)相對(duì)含量變化規(guī)律整體相同。隨溫度升高，膠原蛋白紅外光譜中的主要吸收峰發(fā)生位移，三螺旋結(jié)構(gòu)解旋，α-螺旋含量逐漸

4、降低，無(wú)規(guī)則卷曲含量逐漸增加，分子結(jié)構(gòu)逐漸舒展，無(wú)序性增大。然而，溶液狀態(tài)下膠原蛋白對(duì)溫度變化更加敏感。二維紅外相關(guān)光譜結(jié)果表明，脫水和水溶液兩種加熱環(huán)境下，膠原蛋白基團(tuán)對(duì)溫度的響應(yīng)順序不同，脫水加熱時(shí)，脯氨酸CH3基團(tuán)搖擺振動(dòng)首先做出響應(yīng)，而水溶液加熱時(shí)，N-H彎曲振動(dòng)首先做出響應(yīng)。
　　確定了骨膠原蛋白-殼聚糖共混膜制備工藝，并分析了其成膜特性和結(jié)構(gòu)特征。研究發(fā)現(xiàn)，骨膠原蛋白具有良好的成膜特性，且與殼聚糖共混后，其成膜特性得以

5、改善。添加殼聚糖后，膠原蛋白膜的厚度和拉伸強(qiáng)度得以顯著提高，但斷裂延伸率降低。隨著殼聚糖含量增加，膠原蛋白膜的透明度提高，在紫外光區(qū)域內(nèi)的光阻隔性變化不顯著，在可見光區(qū)域內(nèi)逐漸減小。與明膠-殼聚糖共混膜相比，骨膠原蛋白-殼聚糖共混膜的光阻隔性更好。與純膠原蛋白膜相比，共混膜的水蒸氣透過(guò)性和熱穩(wěn)定性增大，水溶性降低。紅外光譜結(jié)果表明，膠原蛋白與殼聚糖之間形成了分子間氫鍵。原子力顯微鏡結(jié)果表明添加殼聚糖后，膠原蛋白膜表面更光滑平整。