膠原高得率提取法及膠原膜性能的研究.pdf

1、膠原獨(dú)特的生物活性和可生物降解性使其得到廣泛的應(yīng)用。但現(xiàn)有的從新鮮動(dòng)物皮中提取膠原的提取率只有5％～8％；以膜形式應(yīng)用的膠原材料由于其遇水易膨脹變形，吸水性強(qiáng)的缺點(diǎn)在～定程度上限制了其應(yīng)用。本論文研究從新鮮黃牛皮中高得率提取膠原的方法，對(duì)所提取膠原的性能進(jìn)行表征，并通過(guò)共混法改善膠原膜性能。 對(duì)新鮮動(dòng)物皮進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理是高得率提取膠原的先決條件。本文以黃牛鮮皮為原料，通過(guò)考察毛脫除情況、測(cè)定收縮溫度以及顯微鏡觀察纖維結(jié)構(gòu)，對(duì)比

2、了肉面包酶、浸堿粒面包酶、過(guò)氧化氫這三種不同的預(yù)處理方法對(duì)毛脫除以及皮膠原纖維分散的影響。結(jié)果表明：肉面包酶和過(guò)氧化氫預(yù)處理法都無(wú)法將絨毛除盡，且前者纖維間質(zhì)去除較少，過(guò)氧化氫除去纖維間質(zhì)較多，對(duì)皮膠原纖維分散程度大；而浸堿粒面包酶法可以在包酶36小時(shí)后，輕松將毛全部除盡，同時(shí)除去部分纖維間質(zhì)。故選用浸堿粒面包酶作為第一步預(yù)處理法，在此基礎(chǔ)上，利用過(guò)氧化氫對(duì)皮膠原纖維具有較強(qiáng)分散作用的性能，采用過(guò)氧化氫對(duì)經(jīng)過(guò)浸堿粒面包酶處理的皮進(jìn)行二次

3、處理，結(jié)果表明：過(guò)氧化氫濃度60g/L、pH值10、作用時(shí)間4.5h時(shí)，既能除去大部分纖維間質(zhì)，又可以適當(dāng)分散皮膠原纖維，且不會(huì)影響膠原的結(jié)構(gòu)。一次預(yù)處理和二次預(yù)處理皮膠原提取率分別為18％和30％。這表明預(yù)處理對(duì)皮膠原纖維的分散程度直接影響膠原的提取率，膠原纖維分散越均勻，膠原提取率越高。所選定的浸堿粒面包酶、過(guò)氧化氫二次預(yù)處理法處理的黃牛皮，膠原提取率比已有提取方法的提取率提高了兩個(gè)百分點(diǎn)以上。 采用正交實(shí)驗(yàn)法確定了膠原的最

4、佳提取條件。結(jié)果表明：溫度4℃，酶用量0.5％，作用時(shí)間72h，膠原提取率可達(dá)28.8％，且酶用量減少1.0％-1.5％，提取時(shí)間縮短24h。氨基酸組成分析結(jié)果表明：提取得到的膠原含有甘氨酸33.2％、脯氨酸11.9％、羥脯氨酸7.9％，組氨酸和半胱氨酸含量極少；Zeta電位滴定法測(cè)得其等電點(diǎn)為6.62；十二烷基磺酸鈉一聚丙烯酰胺凝膠電泳分析其分子量特征：出現(xiàn)兩條α鏈條帶，一條β鏈條帶和一條γ鏈條帶，這與已有方法提取得到的膠原具有相同的

5、分子量特征。差示掃描量熱法測(cè)定膠原變性溫度為38.5℃；激光粒度儀測(cè)定膠原的平均粒徑隨溫度變化趨勢(shì)表明，隨著溫度在一定范圍內(nèi)升高，自聚集性能明顯，這種性能在溫度為32℃時(shí)最強(qiáng)，超過(guò)38.5℃以后，平均粒徑急劇降低，達(dá)到60℃以后，平均粒徑不再變化；掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡觀察結(jié)果表明：膠原呈現(xiàn)明顯的網(wǎng)孔狀結(jié)構(gòu)。以上分析結(jié)果表明，本文提取得到的膠原具有與已有方法提取得到的膠原相似的結(jié)構(gòu)和性能。 采用聚乙烯醇(PVA)、殼聚糖

6、(CH)分別與膠原共混成膜以改善膠原膜性能。對(duì)各共混膜進(jìn)行表面觀察、熱性能分析、膨脹率測(cè)定、吸濕率以及抗張強(qiáng)度和表面接觸角測(cè)定。結(jié)果表明：PVA與膠原的共混性較差，PVA的加入不會(huì)明顯改變膠原纖維的形貌，共混膜中兩者出現(xiàn)相分離；而CH與膠原共混性好，少量CH的加入就可以使膠原纖維分散膨脹，改變膠原纖維的有序交織結(jié)構(gòu)。各比例的膠原／PVA共混膜和膠原／CH共混膜的膨脹率都降低，穩(wěn)定性提高，吸濕性和表面親水性也高于膠原膜，但抗張強(qiáng)度都小于膠