魚鱗膠原蛋白的提取工藝研究【文獻(xiàn)綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述食品科學(xué)與工程魚鱗膠原蛋白的提取工藝研究[摘要]水產(chǎn)品加工過程中產(chǎn)生大量下腳料，不僅對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，同時也浪費大量有限的寶貴資源，不符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。膠原蛋白是一種生物特性很強的蛋白，由于其特性突出被廣泛運用在食品加工、醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)。同時據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年淡水魚加工業(yè)的廢棄物總量就達(dá)到200萬噸以上,其中魚鱗約占15%[1]，如若被合理利用將有利于提高加工的綜合效益及經(jīng)濟附加值。同時也是一種重要的功能性蛋白質(zhì)，具有良好的生物學(xué)特性。被廣泛運用于醫(yī)藥、食品加工、化妝品等眾多領(lǐng)域。本文論述了魚鱗膠原蛋白制備方法及應(yīng)用，闡述了魚鱗膠原蛋白的開發(fā)研究目的及良好發(fā)

2、展前景。[關(guān)鍵詞]魚鱗；膠原蛋白；提取工藝；開發(fā)目的；前景1前言膠原蛋白是蛋白質(zhì)中的一種，是組成膠原纖維的一種蛋白質(zhì)，其分子在細(xì)胞外基質(zhì)中聚集為超分子結(jié)構(gòu)。其分子量為30萬道爾頓，它是由3條左手螺旋構(gòu)型α肽鏈結(jié)合而成的三螺旋結(jié)構(gòu)，互相盤繞成螺旋結(jié)構(gòu)。在膠原蛋白中甘氨酸（Gly）幾乎占總含量的1/3，脯氨酸（Pro）和羥脯氨酸（Hyp）的含量是都高于其他蛋白質(zhì)中的含量，且羥基賴氨酸（Hyl）僅在膠原蛋白中存在。膠原蛋白是哺乳類動物體內(nèi)含量最多的蛋白質(zhì)，占體內(nèi)蛋白質(zhì)總量的25%，相當(dāng)于體重的6%[2]。由于其具有獨特的生理功能，在醫(yī)藥、食品加工、化妝品等領(lǐng)域都有廣泛的運用。在國內(nèi)外都有深入的研究

3、。2膠原蛋白的制備由于膠原提取物的氨基酸組成各不相同，導(dǎo)致了膠原提取物的膠原類型和膠原特性也各不相同，經(jīng)研究分析可知魚鱗膠原提取物的組成符合I型膠原的組成特征。I型膠原為結(jié)締組織間最主要的成分，目前從組織提取膠原大多都采用鹽析方法。2.1傳統(tǒng)提取法先將原料魚鱗用去離子水洗凈，再進行脫色脫脂處理，而后用pH值在4~5范圍的鹽酸溶液浸泡進行脫鈣處理，等到鱗片柔軟透明，隨后將魚鱗洗凈，再進行浸灰處理使組織疏松，洗凈后熬膠，再經(jīng)過過濾、濃縮、切片、干燥后得成品。但是傳統(tǒng)提取法制備膠原蛋白，由于步驟繁多，耗時較長，提取過程中膠原蛋白的流失較大，成品得率較低，不符合可持續(xù)發(fā)展規(guī)律，因此，并不適合大規(guī)模生

4、產(chǎn)，且難以工業(yè)化。2.2熱水提取法熱水提取法就是指將經(jīng)過處理的魚鱗加入到熱水中，并在一定條件下，用熱水浸煮，得到水溶性的膠原蛋白。根據(jù)文獻(xiàn)資料可知，魚鱗水法制膠工藝中，最佳工藝溫度范圍在60~70℃。當(dāng)溫度過高抽提率會有所下降，且膠原蛋白的膠質(zhì)也不高。錢曼等[3]在比較酶解法和熱水法提取魚鱗膠原蛋白的研究中發(fā)現(xiàn)，熱水法的提取率遠(yuǎn)高于酶解法。因為膠原蛋白對溫度比較敏感，當(dāng)溫度在40℃以上時，膠原蛋白的α三螺旋結(jié)構(gòu)在變性過程中被破壞，其中的疏水鍵和氫鍵相互斷裂；當(dāng)溫度升高至60℃以上，一些共價鍵都在變性過程中被破壞，使其發(fā)生降解；當(dāng)?shù)竭_(dá)125~127℃以上，絲氨酸、蛋氨酸、酪氨酸蘇氨酸以及蘇氨酸

5、等的氨基酸殘基都被破壞，出現(xiàn)脫水、脫氨現(xiàn)象。因此，在實驗中測得的氨基酸總氮量應(yīng)該為變性后的膠原蛋白總氮量，因此計算所得的提取率并不十分準(zhǔn)確，實驗誤差相對比較大。2.3酸提取法酸提取法就是指利將處理好的魚鱗用酸溶液在一定的外界環(huán)境條件下提取獲得膠原蛋白的方法，使用的酸一般為鹽酸、檸檬酸、醋酸、乳酸等。但是由于酸提取膠原蛋白法步驟過于繁瑣，且在前處理中不能用酸進行處理，從而導(dǎo)致一部分雜蛋白難以被去除，以至于使得成品得率低，實驗員工作量增加，且在常溫下提取，大量膠原蛋白損失，進而使得提高生產(chǎn)成本，所以并不能被大規(guī)模推廣。2.4酶提取法膠原蛋白酶提取法就是將預(yù)處理好的膠原蛋白利用各種不同的酶在相應(yīng)的

6、外界環(huán)境條件下提取膠原蛋白，常采用的酶有胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、中性蛋白酶等。用不同的酶試劑提取得到酶促溶性膠原蛋白。由于在提取過程中，隨著酶水解作用的不斷進行，水解產(chǎn)物中容易出現(xiàn)苦肽等一系列現(xiàn)象。經(jīng)相關(guān)專家研究發(fā)現(xiàn)苦味肽的生成與水解度呈線性關(guān)系。所以，選擇一個合適的水解度能夠有效的控制苦味肽等這類物質(zhì)的生成，因此，在膠原蛋白的酶提取法的過程中找到一個苦肽生成量少，水解度高的關(guān)鍵點是十分重要的。3膠原蛋白的應(yīng)用膠原蛋白本著其獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，已被廣泛地應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域。3.1在食品行業(yè)中的應(yīng)用膠原蛋白在食品中的應(yīng)用，主要產(chǎn)品有食用明膠和可食性功能性食品經(jīng)常食用含膠原蛋

7、白豐富的食品，能有效地增加皮膚組織細(xì)胞的儲水能力，增強和維持肌膚良好的彈性，強化肌膚的韌性，延緩肌體的衰老。同時，膠原蛋白可以作為補鈣成分用于保健食品，因為將血漿中的鈣運輸?shù)焦羌?xì)胞的運載工具是羥基脯氨酸，而羥基脯氨酸是來自膠原蛋白的，骨細(xì)胞中的骨膠原本是羥基磷灰石的黏合劑，它與羥基磷灰石一同構(gòu)成了骨骼的主體。此外，膠原蛋白還能降低血甘油三酯和膽固醇，用于制作減肥降血脂食品。3.2膠原蛋白醫(yī)藥行業(yè)的應(yīng)用膠原蛋白