草鱼鱼鳞胶原蛋白肽的制备及其性质研究

论文摘要

中国淡水鱼产量和加工总量增长很快,由于淡水鱼加工企业规模小、淡水鱼深加工能力不足,淡水鱼加工产生的废弃物难以得到合理的处理,既浪费资源又污染环境。草鱼鱼鳞中含有丰富的胶原蛋白,本课题充分利用草鱼鱼磷中的胶原蛋白,以扩大胶原蛋白及其活性肽的资源,避免鱼磷资源浪费,提高淡水鱼加工科技水平及附加值。本课题内容包括鱼鳞酶解前处理、鱼鳞胶原蛋白酶解工艺和胶原蛋白肽精制工艺及胶原蛋白肽的理化性质研究。研究了鱼鳞脱钙、脱杂蛋白前处理工艺。通过单因素试验及正交试验,分别以鱼鳞脱钙率及胶原蛋白含量占粗蛋白百分比为指标,研究最佳鱼鳞酶解前处理工艺条件。结果表明,脱钙工艺中HCl浓度0.4 mol/L、料液比1∶20、浸酸时间6 h脱钙率可达97.8%;最佳除杂蛋白工艺条件为NaOH浓度0.15 mol/L、料液比1∶20、浸碱时间12 h,经脱杂蛋白后胶原蛋白占粗蛋白百分比为98.3%。研究了鱼鳞胶原蛋白酶解工艺条件,采用单因素试验及中心复合设计试验,确定了以水解度为指标的三因素回归方程式,获得了鱼鳞胶原蛋白最佳酶解工艺条件:酶解温度50℃、pH 9.5、酶解时间3 h,鱼鳞胶原蛋白酶解水解度达20.2%。采用离子交换和超滤对鱼鳞胶原蛋白肽进行精制。结果表明,离子交换脱盐在鱼鳞胶原蛋白肽浓度为7.5%、脱盐流速为6 m/h、脱盐温度为25℃条件下脱盐率达89%;超滤（截留相对分子量为3000）条件为超滤压力0.125 MPa、温度为40℃、胶原蛋白肽浓度为5%,经精制后胶原蛋白肽（相对于鱼鳞）的总收率为20%。初步研究了鱼鳞胶原蛋白肽的理化性质,鱼鳞胶原蛋白肽具有良好的溶解性,在pH 2-10范围内,溶解度很好,粘度比较低,超滤后粘度相应降低;在一定浓度条件下,具有比较好的起泡性和泡沫稳定性。研究了鱼鳞胶原蛋白肽的分子量分布和氨基酸组成,鱼鳞胶原蛋白肽的分子量在1000Da以下含量高达92.7%,低于500Da以下的多肽高达71.6%。胶原蛋白肽的氨基酸组成与鱼鳞明胶相比,除脯氨酸、甘氨酸外,大部分氨基酸的含量显著提高,必需氨基酸的含量高达19.6%。甘氨酸、脯氨酸、谷氨酸和丙氨酸四种氨基酸含量高达59%,为鱼鳞胶原蛋白肽的主要组成氨基酸。胶原蛋白肽的疏水性氨基酸和芳香族氨基酸与明胶相比分别显著提高为33.6%和3.8倍,疏水性氨基酸含量高说明多肽中含有苦味物质。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 中国淡水鱼加工与综合利用
• 1.1.1 中国淡水鱼加工现况
• 1.1.2 淡水鱼下脚料综合利用
• 1.2 淡水鱼鱼鳞的组成
• 1.2.1 淡水鱼鱼鳞的组成结构
• 1.2.2 淡水鱼鱼鳞的化学组成
• 1.3 水产胶原蛋白国内外研究进展
• 1.3.1 水产胶原蛋白概述
• 1.3.2 水产胶原蛋白国内外研究进展
• 1.4 水产胶原蛋白肽国内外研究进展
• 1.5 水产胶原蛋白肽的应用
• 1.6 本课题的研究目的、意义和主要研究内容
• 1.6.1 研究目的和意义
• 1.6.2 主要研究内容
• 第2章 草鱼鱼鳞酶解前处理工艺的研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 仪器
• 2.1.3 试剂
• 2.1.4 实验方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 羟脯氨酸标准曲线
• 2.2.2 草鱼鱼鳞基本成分
• 2.2.3 草鱼鱼鳞脱钙工艺
• 2.2.4 草鱼鱼鳞除杂蛋白工艺
• 2.3 小结
• 第3章 草鱼鱼鳞胶原蛋白酶解工艺研究
• 3.1 材料和方法
• 3.1.1 材料与试剂
• 3.1.2 仪器与设备
• 3.1.3 实验方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 鱼鳞胶原蛋白酶解单因素实验
• 3.2.2 中心复合设计实验结果与分析
• 3.3 小结
• 第4章 草鱼鱼鳞胶原蛋白肽精制工艺研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 仪器
• 4.1.3 试剂
• 4.1.4 实验方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 酶解液的脱盐
• 4.2.2 酶解液的超滤
• 4.3 小结
• 第5章 草鱼鱼鳞胶原蛋白肽理化性质初步研究
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 材料
• 5.1.2 仪器
• 5.1.3 实验方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 鱼鳞胶原蛋白肽产品基本性状
• 5.2.2 鱼鳞胶原蛋白肽的溶解度
• 5.2.3 鱼鳞胶原蛋白肽的粘度
• 5.2.4 鱼鳞胶原蛋白肽的起泡性及泡沫稳定性
• 5.2.5 鱼鳞胶原蛋白肽的分子量分布
• 5.2.6 鱼鳞胶原蛋白肽氨基酸成分分析
• 5.3 小结
• 第6章 研究总结
• 6.1 研究总结
• 6.2 创新之处
• 6.3 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果