豬皮膠原蛋白的提取及應(yīng)用研究.pdf

1、膠原蛋白是脊椎動(dòng)物和無(wú)脊椎動(dòng)物體內(nèi)含量最豐富的蛋白質(zhì)，屬于結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)，其中富含甘氨酸、脯氨酸與羥脯氨酸。它廣泛分布于所有多細(xì)胞動(dòng)物的皮膚、骨骼、軟骨、牙齒、肌腱、血管等中，起到支撐器官、保護(hù)機(jī)體、連接和營(yíng)養(yǎng)等作用。膠原蛋白及其水解產(chǎn)物現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、保健、化妝品等多個(gè)領(lǐng)域。當(dāng)前，我國(guó)主要從豬、牛、馬、羊、驢等陸生哺乳動(dòng)物的皮、骨結(jié)締組織中提取膠原蛋白。我國(guó)是世界肉類生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，其中豬肉產(chǎn)量居各肉類產(chǎn)量之首。然而，由于技術(shù)條

2、件的限制，對(duì)豬肉生產(chǎn)中產(chǎn)生的豬皮利用率卻不高。為合理利用資源，減少環(huán)境污染，本文以新鮮豬皮為研究對(duì)象，對(duì)豬皮膠原蛋白進(jìn)行提取純化與利用研究。全文分為三章闡述：
　　 本文第一章對(duì)豬皮膠原蛋白的提取工藝條件進(jìn)行了研究。分別采用三種酶(胰酶、胃蛋白酶與木瓜蛋白酶)與四種酸(醋酸、檸檬酸、乳酸與三氯乙酸)對(duì)豬皮中的膠原蛋白進(jìn)行提取。研究發(fā)現(xiàn)，豬皮中的羥脯氨酸含量為23.07mg/g(W/W)。常溫條件下，豬皮用1:10(W/V)的乙醚

3、和丙酮去脂，再經(jīng)10.0％的NaCl溶液(1:3，W/V)，連續(xù)用12h磁力攪拌處理兩次，去雜蛋白效果最好。將去脂、去雜蛋白后的豬皮分別進(jìn)行酶提或酸提處理，冷凍離心，取其上清液，凍干處理后即可得到豬皮膠原蛋白的粗成品。酶法提取中，分別采用兩種酶(胰酶與胃蛋白酶)進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，得出：以膠原蛋白提取率為指標(biāo)，胰酶作用效果最佳，提取的最優(yōu)條件為：45℃，料液比(pH=8-9)=1:3(W/V)，酶料比=1:75(W/W)，4h；以保持膠原蛋白

4、自然結(jié)構(gòu)為指標(biāo)，胃蛋白酶作用效果最明顯，提取的最優(yōu)條件為：37℃，料液比(pH=2)=1:7(W/V)，酶料比=1：150(W/W)，6h。采用優(yōu)化后的工藝條件提取豬皮中的膠原蛋白，胰酶得率為77％，胃蛋白酶為64％。通過(guò)對(duì)產(chǎn)物的電泳實(shí)驗(yàn)得出，利用胃蛋白酶提取的豬皮膠原蛋白能最大程度地保持其天然結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用于高附加值領(lǐng)域。
　　 第二章則探討了酶法(胰酶和胃蛋白酶)提取豬皮膠原蛋白后的分離純化技術(shù)。將新鮮的豬皮經(jīng)脫脂、鹽提，分

5、別使用兩種酶提取膠原蛋白后，再對(duì)提取物分別采用葡聚糖凝膠層析、超濾、鹽析等方法進(jìn)行分離純化。通過(guò)計(jì)算膠原蛋白得率及電泳實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確定了經(jīng)酶法提取的膠原蛋白基本組成與分子量，證實(shí)了胰酶與胃蛋白酶對(duì)豬皮膠原蛋白作用的影響。同時(shí)，還進(jìn)行了豬皮膠原蛋白的氨基酸組成、微生物與理化指標(biāo)等方面檢測(cè)。研究發(fā)現(xiàn)，由胰酶和胃蛋白酶提取出的膠原蛋白中，甘氨酸的含量分別為19.76％和16.41％。膠原蛋白Ⅰ是由兩條α1(Ⅰ)和一條α2(Ⅰ)組合而成的三股螺旋

6、，一級(jí)結(jié)構(gòu)表明，α肽鏈的96％都是按三聯(lián)體的重復(fù)順序(Gly-x-y)n排列而成的，Gly數(shù)目占?xì)埢倲?shù)的三分之一。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，胰酶和胃蛋白酶提取出的膠原蛋白中每100個(gè)氨基酸中Gly的殘基數(shù)分別為29.67和24.73個(gè)。本實(shí)驗(yàn)用胰酶和胃蛋白酶提取出的膠原蛋白中，蛋白含量分別為98.72％和98.89％，純度分別為81％和84％。通過(guò)羥脯氨酸含量的測(cè)定等一系列實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，胰酶和胃蛋白酶提取的膠原蛋白在分子量、得率與純度等方面存在差

7、異，因此可根據(jù)需要選用相應(yīng)酶類來(lái)提取膠原蛋白。
　　 第三章在前期對(duì)豬皮膠原蛋白提取純化的基礎(chǔ)上，采用胰酶提取的膠原蛋白，進(jìn)行了豬皮膠原蛋白功能特性的研究。在部分功能特性研究中，將其與草魚魚鱗酸法提取出的膠原蛋白進(jìn)行了如保濕性、吸濕性等方面的比較，最后根據(jù)需要研究了豬皮膠原蛋白在食品、鮮切花與化妝品方面的應(yīng)用。結(jié)果表明，豬皮膠原蛋白有良好的吸水性，在一定條件下可保持一定量的水分，保水性能佳，且這種能力受環(huán)境變化的影響小。膠原蛋白