骨胶制备技术进展【文献综述】

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1、毕业论文文献综述食品科学与工程骨胶制备技术进展[摘要]在动物的皮、骨等结缔组织中含有丰富的生胶质，生胶质是由多种蛋白质组成的，其中的胶原蛋白是制胶的主要成分，经提取精制后可广泛应用于食品、保健品、及医药生产中。本文对骨胶形成的原理及所采用的制备工艺技术进行了综述，主要阐述骨胶的类型与结构，酸法、碱法、酶法等原料的前处理方法，以及提取工艺。[关键词]骨胶；骨胶原；明胶；前处理骨胶原的品质独特,使它在许多食品中作为功能物质和营养成分,具有其它替代材料无可比拟的优越性,骨胶原多肽具有抗高血压、抗氧化和衰老、预防和治疗骨关节炎和骨质疏松、治疗胃溃疡

2、等疾病和促进皮肤胶原代谢、促进矿物质吸收等生理功能。多肽不仅具有良好的加工特性,而且具有比氨基酸以及蛋白质更佳的营养吸收特性。以猪骨为例,其中的蛋白质含量为猪肉中蛋白质含量的68.6%,而脂肪含量是猪肉的63.5%,因此是一种高蛋白低脂肪的食物。。骨胶的提取目前已有比较成熟的方法，其提取原料包括各种动物皮、骨等，充分了解骨胶的制备工艺对于合理利用水产、畜产加工副产物具有重要意义。1．骨胶原的类型与结构近30年来,由于生物化学、分子生物学和细胞生物技术的发展,人们对细胞外基质,特别是对其主要成分胶原的兴趣日益浓厚,现已经肯定胶原并不是某一个蛋

3、白质的名称,而是在结构上既有共同特点又有差异的蛋白质,组成胶原分子的每种a-肽链可以分成若干亚型,如al(Ⅰ),al(Ⅱ),al(Ⅲ),a2(Ⅰ),a2(Ⅳ),a3(Ⅳ)等,每条a-肽链都有一种基因编码。在组织中,各种基因产物以不同方式组合形成不同类型胶原,从理论上讲,20多种a-肽链可以组合成1000种以上的胶原,目前已发现的还只有27种不同类型胶原[1]。其中Ⅰ型胶原蛋白主要存在于动物的皮和骨中[2,3]。骨胶原中含有的主要胶原类型是:普遍存在于骨组织中Ⅰ型胶原蛋白、及主要存在于透明软骨中的Ⅱ型胶原蛋白和少量存在于透明软骨Ⅺ型胶原蛋白成

4、分等。典型的胶原分子是长且坚韧的三螺旋结构,由2条a1链和1条a2多肽链组成,3条a肽链交互缠绕形成了绳索状的超螺旋结构,每种胶原蛋白至少含有一段三螺旋结构区域。骨胶原中主要存在的是Ⅰ型胶原蛋白,而Ⅰ型胶原蛋白的前体即Ⅰ型原胶原蛋白,比Ⅰ型胶原蛋白在结构上多2个末端前肽(propeptide)结构(C-前肽与N-前肽)。Ⅰ型原胶原蛋白具有胶原蛋白家族中所有原胶原蛋白的典型特征:首先含有一段具有(Gly-X-Y)n重复序列的三聚体结构,在N端与C端的2个前肽形成非螺旋的结构域(NC结构域),位于(Gly-X-Y)n重复序列两侧,NC结构域再进

5、一步形成球状结构。折叠好的Ⅰ型原胶原蛋白是异源三聚体的结构,即由2条a1链与1条a2链交互缠绕所形成。胶原三聚体有很高的抗拉强度。Ⅰ型原胶原蛋白分泌到胞外基质中后,经过蛋白酶的剪切除去C-前肽与N-前肽,就形成了成熟的胶原蛋白。成熟的胶原蛋白能自我组装成高度有序的结构—胶原纤维[4]。结构决定性质,性质决定用途,Ⅰ型胶原蛋白的结构决定它在骨骼与结缔组织中发挥作用的主要方式是形成和保持骨架的完整性。胶原蛋白独特的三重螺旋结构,使其分子结构非常稳定,并且具有低免疫原性和良好的生物相容性。2．骨胶的制备胶原蛋白的在医疗以及保健领域具有极高应用价值

6、,因此其生产制备也就有非常重要的意义。例如,目前已有从猪皮、牛皮、鱼皮、鱼骨和鱼鳞中提取胶原多肽的制备工艺。骨胶是从动物骨中提取的活性多肽物质。胶原蛋白是胶原或者明胶经蛋白酶等降解处理后制得的低分子量、特别具有较高消化吸收性、分子量约为3～20kD的产物,不具有明胶的凝胶性能。表1是对用不同的方式水解胶原蛋白进行的比较[5]。2.1制胶原理:在动物的皮、骨等结缔组织中含有丰富的生胶质，生胶质是由多种蛋白质组成的，其中的胶原蛋白是制胶的主要成分，它不溶于水，也不溶于酸、碱和盐的稀溶液。但是，在热水中于一定的PH值条件下，胶原发生一定程度的水解

7、，使原来的高聚物变成低分了量、能溶于热水的具有一定粘度的胶液.这就是制胶的原理。因此，制作优质明胶和胶原蛋白的过程就是通过适当的处理方法来破坏稳定胶原纤维分子间和分子内的共价交联和非共价键，释放出原胶原分了，然后通过加热使稳定胶原螺旋的氢键也断裂从而释放出明胶。所以明胶生产过程中的两个关键步骤就是原料的前期处理和提取的工艺条件。2.2原料的前期处理目前国内外生产明胶的方法主要有碱法、酸法、酶法、酸盐法和盐碱法。2.2.1碱处理目前国产明胶80%以上是用碱法生产的，世界各国也都普遍采用碱法生产明胶[6]。以石灰乳浸泡原料的碱处理过程成为“浸灰

8、”。浸灰是碱法制胶极为重要的一环，原料在碱的作用下，不仅能疏松原料的组织，而且能够溶解并除去那些影响明胶质量的有机物，如可溶性蛋白、色素等。经过浸灰处理的原料胶原纤维吸水膨胀、疏