高水解度草鱼鱼鳞胶原蛋白肽的研究

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1、第36卷第2期粮食斜妓占锃VoI．36．NO．22011年3月Mar．2O11高水解度草鱼鱼鳞胶原蛋白肽的研究周光朝，刘良忠，万菡，李丁宁，汪海波(武汉工业学院食品科学与工程学院，湖北武汉430023)[摘要】在单因素试验基础上进行中心复合组合设计试验，建立了对水解度影响较大的3个因素间的数学模型。得_出高水解度胶原蛋白肽制备的最佳工艺参数：酶解温度51．8℃、pH9．5、酶解时间3h，此条件下鱼鳞酶解水解率可达20．20％。经离子交换树脂脱盐和MW3000U超滤膜超滤后，滤液组分占鱼鳞胶原多肽含量的86．23％。三氯乙酸可溶性氮百分含

2、量(TCA—NSI)为91．12％，灰分含量为1．1％。【关键词】草鱼鱼鳞；酶解；中心复合设计；胶原蛋白据统计，2007年中国水产品总量为4747-5万t．其中滤试验装置(CLW-O03型3000U中空纤维超滤膜)：京旭内陆水产品达2196．6万t，内陆鱼类产品总量为1908．48邦膜设备有限责任公司。万tt”，其中每年废弃的淡水鱼鱼鳞超过30万tE。中国淡1．3实验方法水鱼加工企业的规模较小且分散，鱼鳞研发滞后导致没1．3．1鱼鳞胶原蛋白水解液水解度(HD)的测定I]有很好的开发利用，造成了巨大的资源浪费。采用双指示剂甲醛滴定法测定反

3、应过程中水解液的鱼鳞中含有丰富的胶原蛋白[31，胶原蛋白经酶作用后，水解度。再经过特殊处理得到的胶原蛋白多肽．是由许多分子链1-3．2高水解度鱼鳞胶原蛋白肽的制备工艺流程长度不等的低分子小肽混合组成的。胶原蛋白肽因其具鱼鳞清洗一干燥、粉碎一浸酸脱钙(0．4mol／LHC1)一有良好的乳化性、胶凝性、成膜性和增稠性等功能特性及水洗至中性、过滤一浸碱除杂(0．15mol／LNaOH)一水洗至特殊的生理活性]，已广泛应用于食品、医疗、保健及美中性、过滤一酶解一灭酶一离心分离一上清液一离子交容等行业“]。本实验利用单因素及中心复合响应面设计换脱

4、盐一超滤一真空浓缩一冷冻干燥一高水解度鱼鳞胶试验．研究高水解度胶原蛋白肽制备的最佳工艺条件，以原蛋白肽。期为后续胶原蛋白多肽的生理活性研究提供科学依据。1．3．3单因素实验酶水解一般以酶的选择、底物、反应温度、pH值等为l材料和方法因素进行研究。将鱼鳞经预处理后按1：10比例溶解，水浴1．1材料与试剂加热一定温度。测定不同的酶(木瓜蛋白酶、As1．398中性草鱼鱼鳞：湖北德炎水产有限公司(蛋白质63．10％，蛋白酶、碱性蛋白酶)、不同加酶量(1％、3％、5％、7％、9％)、水分12．99％)：O01x8型阳离子和201x4型阴离子交换树

5、pH值(7．0、8．0、9．0、10．0、11．O)、酶解温度(40、45、50、55、脂：上海树脂厂。木瓜蛋白酶(Papain)、碱性蛋白酶(Alcalase)、60℃)、酶解时间(1．5、2、2．5、3、3．5h)等条件对鱼鳞胶原蛋中性蛋白酶(Neutrase)：南宁庞博生物技术责任有限公白水解率的影响。司：盐酸：天津化学试剂有限公司；氢氧化钠：天津南开化1I3．4中心复合试验设计工厂；三氯乙酸(TCA，分析纯)：北京化工技术有限公司。根据单因素试验的结果，以影响鱼鳞胶原蛋白水解1．2仪器与设备率的酶解温度(X。)、pH值()及酶解

6、时间(X，)为3个试TDL一5A台式低速离心机：上海菲恰尔分析仪器有限验因子．以鱼鳞胶原蛋白的水解率(y)为指标，做三因素公司：DF一1数显集热式磁力搅拌器：常州国华电器有限中心复合响应面设计，共计23个试验点，来确定鱼鳞胶公司：PHS一25pH计：上海精密科学仪器有限公司；FD一8原蛋白水解的最优工艺条件。冷冻干燥机：北京博医康实验仪器有限公司；LM一125超表1鱼鳞胶原蛋白水解三因素二次中心复合设计收稿日期：20ll—O3一Ol基金项目：①国家自然科学基金，项目编号：21076166；②湖北省教育厅高校产学研合作资助项目，项目编号：

7、c2010040；③武汉工业学院研究生教育创新计划资助．项目编号：08cx010。作者简介：周光朝，男，硕士研究生，研究方向为食品新资源开发与利用。1．4数据处理通信作者：刘良忠，男，博士，教授，研究方向为食品新资源开发与利用。采用Minitab软件进行分析。52周光朝等：高水解度草鱼鱼鳞胶原蛋白肽的研究第36卷2011年第2期2．1_3酶解温度对蛋白水解率的影响2结果与分析选取Alcalase酶，在加酶量为5％，pH9．0的条件下水2．1单因素试验结果解3．0h．考察酶解温度对蛋白水解率的影响。结果如图32．1．1酶的筛选所示．低于5

8、0ocH,~，随着温度的升高，水解率增加越快。超木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、As1．398中性蛋白酶水解鱼过50℃后，水解率缓慢下降，原因可能是高温使酶的蛋白鳞胶原蛋白，水解条件均按照蛋白酶说明书中推荐的最质结