PEF下牛骨钙离子化及胶原多肽提取优化综合开发研究

论文摘要

本论文在国家科技支撑计划项目、长春市科技攻关计划项目、长春市科技成果转化百亿增值工程项目以及吉林省科技厅科技发展计划项目的资助下,对高压脉冲电场(PEF)下牛骨钙离子化及胶原多肽的提取优化进行了综合开发研究。研究得出PEF下牛骨钙快速离子化的最佳工艺:电场强度23kV/cm,脉冲数12,柠檬酸和苹果酸的混合酸量3.881g(二者摩尔比1:1.5,骨样10g),料水比1:10。在此条件下,离子钙含量可达到最高12.90mg/mL。经过提钙率的研究发现,牛骨钙的总提钙率可高达98.57%。考查了PEF条件下从牛骨中制取的离子钙的实际应用性,成功研发出高含量离子钙商品化的成品样品——高钙口服液、高钙饮料、高钙复合蛋白粉,各项指标合格,稳定性能好。采用PEF技术进一步酶解牛骨胶原,得出PEF下酶解胶原多肽的最佳工艺参数:底物浓度1g/100mL、胃蛋白酶浓度3%、pH值2.5、场强21.98kV/cm、脉冲数7,在此条件下,可溶性蛋白含量高达16.21mg/mL。同时进行了高钙制品的动物体内吸收利用研究,并与市售葡萄糖酸钙的补钙效果进行比较,各种制品的补钙效果均优于葡萄糖酸钙口服液。建立了PEF下化学反应动力学模型和酶解动力学模型,并加以试验验证,为今后PEF的广泛应用奠下了坚实的理论基础。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 选题的目的和意义
• 1.2.1 选题的目的
• 1.2.2 选题的意义
• 1.3 牛骨加工研究现状
• 1.3.1 骨的构造与成分
• 1.3.2 国内外骨加工技术研究进展
• 1.4 高压脉冲电场（PEF）技术研究现状
• 1.4.1 PEF 技术的基本原理
• 1.4.2 PEF 技术的应用现状
• 1.5 本文研究的内容
• 第2章 PEF 下牛骨钙快速离子化的研究
• 2.1 引言
• 2.2 钙剂的吸收理论
• 2.2.1 钙的吸收形式
• 2.2.2 影响钙剂吸收的因素
• 2.3 试验材料与仪器
• 2.3.1 PEF 处理装置的系统设计
• 2.3.2 试验材料及其预处理
• 2.4 试验方法
• 2.4.1 钙含量的测定方法
• 2.4.2 不同溶钙方法的对比试验研究
• 2.4.3 单因素试验
• 2.4.4 优化试验
• 2.4.5 提钙率的研究
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 溶钙方法的优选
• 2.5.2 PEF 下柠檬酸溶钙条件的优化
• 2.5.3 PEF 下混合酸溶钙条件的优化
• 2.5.4 PEF 下牛骨钙离子化研究的试验优化
• 2.5.5 PEF 下牛骨钙快速离子化方法的验证
• 2.5.6 PEF 下牛骨钙的提钙率研究
• 2.6 本章小结
• 第3章 高钙制品的研究开发与贮藏稳定性研究
• 3.1 引言
• 3.2 试验材料和方法
• 3.2.1 试验试剂和仪器
• 3.2.2 试验分析测定方法
• 3.3 高钙制品的研制开发
• 3.3.1 高钙饮料的研制
• 3.3.2 高钙口服液的研制
• 3.3.3 高钙复合蛋白粉的研制
• 3.4 高钙制品的品质研究
• 3.4.1 高钙饮料品质分析
• 3.4.2 高钙口服液的品质分析
• 3.4.3 高钙复合蛋白粉的品质分析
• 3.4.4 高钙制品的贮藏稳定性试验结果
• 3.4.5 高钙制品的特点
• 3.5 基于层次分析的模糊综合评判对高钙制品感官质量的评定
• 3.5.1 模糊综合评判的应用步骤
• 3.5.2 高钙制品的模糊综合评判模型
• 3.6 本章小结
• 第4章 PEF 下酶法制取牛骨胶原多肽的研究
• 4.1 引言
• 4.2 胶原多肽的重要生理功能
• 4.2.1 抗高血压
• 4.2.2 预防与治疗骨关节炎和骨质疏松
• 4.2.3 促进皮肤胶原代谢
• 4.2.4 抗氧化和抗衰老
• 4.3 试验材料与仪器
• 4.3.1 试验原料与试剂
• 4.3.2 试验仪器
• 4.4 试验方法
• 4.4.1 PEF 酶解胶原多肽的测试指标与方法
• 4.4.2 单因素试验
• 4.4.3 Box-Behnken 中心设计及响应面法优化PEF 酶解胶原多肽工艺
• 4.4.4 PEF 下酶解胶原多肽的提纯
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 酶制剂的种类对酶解效果的影响
• 4.5.2 底物浓度对PEF 下胃蛋白酶酶解效果的影响
• 4.5.3 胃蛋白酶浓度对PEF 下酶解效果的影响
• 4.5.4 pH 值对PEF 下胃蛋白酶酶解效果的影响
• 4.5.5 电场强度对胃蛋白酶酶解效果的影响
• 4.5.6 脉冲数对胃蛋白酶酶解效果的影响
• 4.5.7 Box-Behnken 中心设计及响应面法优化PEF 酶解胶原多肽工艺
• 4.5.8 PEF 下酶解胶原多肽的提纯方法研究
• 4.5.9 牛骨胶原多肽的指标分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 高钙制品在小白鼠体内吸收利用的研究
• 5.1 引言
• 5.2 试验材料与方法
• 5.2.1 试验仪器和试剂
• 5.2.2 试验动物
• 5.2.3 试验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 高钙复合蛋白粉悬浮液的制备
• 5.3.1 各试验组剂量的确定
• 5.3.2 高钙制品对小鼠外观形体及体重的影响
• 5.3.4 高钙制品对小鼠表观吸收率的影响
• 5.3.5 高钙制品对小鼠股骨的影响
• 5.3.6 高钙制品对小鼠抗酒石酸盐酸性磷酸酶的影响
• 5.3.7 高钙制品对小鼠碱性磷酸酶的影响
• 5.3.8 高钙制品对小鼠血清钙和血清磷的影响
• 5.4 本章小结
• 第6章 PEF 下牛骨综合开发反应动力学模型研究
• 6.1 引言
• 6.2 PEF 下牛骨钙快速离子化化学反应动力学模型研究
• 6.2.1 牛骨钙离子化基本原理
• 6.2.2 化学反应动力学过渡态理论模型的建立
• 6.2.3 化学反应动力学模型方程及PEF 作用因子
• 6.2.4 PEF 化学反应动力学的其它试验验证
• 6.3 PEF 下酶解动力学模型研究
• 6.3.1 胃蛋白酶活力的测定
• 6.3.2 PEF 下酶解激活关系方程的建立与作用因子
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT