鱼鳞胶原蛋白的提取及胶原海绵的制备研究

论文摘要

我国淡水鱼资源丰富,每年大约可产生65万吨的鱼鳞,除部分出口外,绝大多数未能很好的开发利用。鱼鳞含有大量的胶原蛋白,可用来提取天然胶原蛋白并制备胶原海绵,但目前尚未对以鱼鳞胶原蛋白为原料制备胶原海绵的工艺进行研究。本课题研究淡水鱼主要成分随时间的变化、鱼鳞脱钙工艺、鱼鳞胶原蛋白的提取技术以及鱼鳞胶原海绵制备工艺,为开发高价值的胶原海绵等产品奠定基础。1.测定了4个品种、不同生长时期的淡水鱼鱼鳞基本组成的含量。鱼鳞的基本组成因品种不同而异,鱼鳞中蛋白质含量约占52%～78%、灰分含量10%～29%、水分含量为13%～20%、脂肪含量为1%～6%。在草鱼、鲢鱼、鲫鱼、鳊鱼4种鱼鳞中,鲢鱼鳞蛋白质含量最高,鲫鱼与鳊鱼鱼鳞中蛋白质含量次之,草鱼鳞蛋白质含量最低。鱼鳞中基本成分随季节变化无明显规律。2.研究并优化了鱼鳞脱钙工艺。酸种类、浓度、处理温度、时间和料液比对草鱼鱼鳞脱钙效果有显著影响。采用3%盐酸溶液、料液比为1:20、温度15℃下处理3h,或采用6%的柠檬酸溶液、料液比为1:15、温度15℃下处理4h,两者的脱钙率分别达到99.85%和99.72%。3.研究了鱼鳞胶原蛋白的提取工艺。提取温度、提取时间、胃蛋白酶用量、料液比对鱼鳞中胶原蛋白的提取率有显著影响。采用0.5mol/L醋酸溶液提取鱼鳞胶原蛋的最佳工艺条件为:料液比1:15、提取温度15℃、蛋白酶用量2000U/gprotein、提取时间48h,在该条件下,鱼鳞胶原蛋白的提取率可达63.56%,明显高于未添加胃蛋白酶的。经紫外光谱、红外光谱、SDS-PAGE电泳分析,并与小牛腱Ⅰ型胶原蛋白的比较,所提取的胶原蛋白为Ⅰ型胶原蛋白。4.研究了胶原海绵的制备工艺。胶原蛋白浓度、pH对鱼鳞胶原海绵的吸水性、抗张强度有显著影响,采用0.5%的鱼鳞胶原蛋白、于pH6.0条件下,制备的胶原海绵的吸水倍数高、抗张强度大,且显著高于同浓度的明胶海绵的。胶原蛋白与壳聚糖的复配可提高胶原蛋白海绵的吸水性和抗张强度。胶原蛋白与壳聚糖比例、pH、总浓度对胶原海绵的吸水性、抗张强度有显著影响。当胶原蛋白与壳聚糖比为2:8、总浓度为0.6%、pH6.0时,胶原海绵的吸水倍数、抗张强度等特性最好,分别为92和40KPa。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 我国淡水产品加工与综合利用
• 1.1.1 我国水产品加工现状
• 1.1.2 淡水产品废弃物综合利用
• 1.2 鱼鳞资源加工利用现状
• 1.2.1 鱼鳞的组织结构特点
• 1.2.2 鱼鳞胶原蛋白的生理功能与生物价值
• 1.2.3 鱼鳞资源的开发利用
• 1.3 鱼类胶原蛋白特性
• 1.3.1 胶原蛋白概述
• 1.3.2 鱼类胶原蛋白特点
• 1.4 胶原蛋白的应用
• 1.5 研究目的与意义
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料与仪器设备
• 2.1.1 试验原料
• 2.1.2 试剂
• 2.1.3 仪器与设备
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 水分含量的测定
• 2.2.2 蛋白质含量的测定
• 2.2.3 脂肪含量的测定
• 2.2.4 灰分含量的测定
• 2.2.5 鱼鳞脱钙方法
• 2.2.6 钙离子含量的测定
• 2.2.7 羟脯氨酸的测定
• 2.2.8 胶原蛋白提取率的计算
• 2.2.9 胶原蛋白紫外扫描
• 2.2.10 胶原蛋白红外光谱分析
• 2.2.11 胶原蛋白SDS-PAGE电泳分析
• 2.2.12 胶原海绵制备方法
• 2.2.13 胶原海绵吸水性的测定
• 2.2.14 胶原海绵抗张强度的测定
• 2.2.15 数据分析
• 3 结果与分析
• 3.1 不同时间鱼鳞基本成分的研究
• 3.2 鱼鳞脱钙工艺的研究
• 3.2.1 酸浓度对鱼鳞脱钙率的影响
• 3.2.2 酸处理时间对鱼鳞脱钙率的影响
• 3.2.3 料液比对鱼鳞脱钙率的影响
• 3.2.4 鱼鳞脱钙工艺的优化
• 3.2.5 小结
• 3.3 鱼鳞胶原蛋白的提取
• 3.3.1 料液比对鱼鳞胶原蛋白提取率的影响
• 3.3.2 温度对鱼鳞胶原蛋白提取率的影响
• 3.3.3 加酶量对鱼鳞胶原蛋白提取率的影响
• 3.3.4 提取时间对鱼鳞胶原蛋白提取率的影响
• 3.3.5 鱼鳞胶原蛋白提取工艺的优化
• 3.3.6 鱼鳞胶原蛋白结构鉴定
• 3.3.7 小结
• 3.4 鱼鳞胶原海绵的制备
• 3.4.1 胶原浓度对胶原海绵性质的影响
• 3.4.2 pH值对胶原海绵的影响
• 3.4.3 壳聚搪对胶原海绵性质的影响
• 3.4.4 小结
• 4 讨论
• 4.1 胶原蛋白提取过程中酶的作用
• 4.2 胶原蛋白在医用高分子材料方面的应用
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录