酶法耦合膜技术制备鱼鳞胶原蛋白低聚肽的研究

论文摘要

本文以罗非鱼鱼鳞为研究对象,采用复合酶水解结合膜技术制备和冷冻干燥技术具有较高附加值高生物活性的胶原蛋白低聚肽,旨在为充分利用鱼鳞资源,提供必要的科学依据。本文的主要研究内容有罗非鱼鱼鳞的基本成分、鱼鳞的前处理、复合酶的选择及酶解条件的优化、分离膜的选择及工作参数的确定和冷冻干燥工艺条件。本文的主要研究结果如下：1、鱼鳞的脱钙和脱脂除杂工艺。酸碱的浓度、时间和料液比对前处理的效果有显著影响。实验结果表明：用3%的盐酸溶液,以1：15的料液比,浸泡4h,最终的脱钙率可达98%以上；用8%的氢氧化钠溶液,以1：15的料液比浸3h,处理后的鱼鳞脂类的含量降至0.16%～0.22%,鱼鳞中胶原蛋白量提高至93.6%-94.1%。2、鱼鳞胶原蛋白低聚肽的提取工艺。确定了最佳的复合酶并优化了酶解条件。最优的酶解条件是：向经过预处理的鱼鳞中按动物蛋白水解酶比中性蛋白酶为1：1.2的比例加入2%的酶,选择温度在58～60℃和pH=6.8～7.0,以1：8的料液比,酶解4h,最终,胶原蛋白低聚肽的转化率可达94%～95%,胶原蛋白低聚肽的分子量分布在300～1000Dal的比例在86.5%～88.2%之间。3、酶解液的膜除杂浓缩的工艺。对酶解液分别进行了100nm的微滤膜、截留分子量为2500Dal的超滤膜和截留分子量为300～500Dal的纳滤膜三级膜处理,使原蛋白低聚肽的纯度有提高到96%以上,分子量分布在300～1000Dal的比例由提高到95%以上,大大的改善了肽的品质。4、浓缩液的冷冻干燥的工艺条件。通过正交试验表明：在冷冻干燥过程中,当加入物料的厚度为12mm,加热板的温度为65℃,真空度控制在50Pa左右时,冷冻干燥的效果最好,单位时间单位面积的出水量140L×h-1×m-2,平均冷冻时间为19.5～20h。所得产品为淡黄色粉末,分子量为300～1000Dal的肽的含量达95%以上,色泽和口感良好,并有很强的生物活性和溶解性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 前言
• 1.1 我国鱼鳞资源的利用现状
• 1.1.1 我国水产品现状
• 1.1.2 我国水产品加工及废弃物综合利用现状
• 1.1.3 鱼鳞简介
• 1.1.4 我国鱼鳞资源的利用现状及存在的问题
• 1.2 胶原蛋白与胶原蛋白低聚肽概述
• 1.2.1 胶原蛋白及其生理功能
• 1.2.2 低聚肽及胶原蛋白低聚肽主要生理功能
• 1.2.3 鱼胶原蛋白肽的制备与纯化
• 1.3 膜分离技术及其在多肽纯化中的应用
• 1.3.1 膜分离技术概述
• 1.3.2 膜的分类及特点
• 1.3.3 几种常见的膜过程及其作用机理
• 1.3.4 几种常见的膜组件及其特点
• 1.3.5 膜分离技术在肽纯化中的应用
• 1.4 真空冷冻干燥的基本原理与应用
• 1.4.1 真空冷冻干燥的基本原理
• 1.4.2 冷冻干燥的基本过程
• 1.4.3 冷冻干燥技术在制备肽方面的应用
• 1.5 鱼胶原蛋白低聚肽制备存在的问题及本实验的方法
• 1.6 本实验的主要实验方案
• 第二章 实验分析方法
• 2.1 实验材料及仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 氮含量的测定
• 2.2.2 抗氧化活性测定
• 2.2.3 ACE抑制活性测定
• 2.2.4 胶原蛋白低聚肽分子量分布的测定
• 2.2.5 羟脯氨酸含量的测定
• 2.2.6 产品中水分的测定
• 2.2.7 产品中灰分的测定
• 2.2.8 胶原蛋白提取率的测定
• 2.2.9 肽含量及纯度的测定
• 第三章 复合酶法提取鱼鳞胶原蛋白低聚肽实验
• 3.1 实验材料及方法
• 3.1.1 实验试剂及仪器
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 不同批次的罗非鱼鳞成分的分析
• 3.2.2 鱼鳞的预处理
• 3.2.3 酶的选择
• 3.2.4 复合酶酶解实验
• 3.2.5 复合酶水解工艺优化
• 3.3 实验小结
• 第四章 鱼鳞酶解液膜浓缩除杂实验
• 4.1 实验药品与仪器
• 4.1.1 实验药品
• 4.1.2 实验仪器
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 一级膜除杂实验
• 4.2.2 二级膜除杂实验
• 4.2.3 三级膜浓缩实验
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 一级膜除杂实验结果分析
• 4.3.2 二级膜除杂实验结果分析
• 4.3.3 三级膜浓缩实验结果分析
• 4.4 膜的清洗
• 4.4.1 无机膜的清洗
• 4.4.2 有机卷式膜的清洗
• 4.5 实验小结
• 第五章 真空冷冻干燥实验及产品指标测定
• 5.1 实验材料及仪器
• 5.2 实验方法
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 冷冻干燥工艺正交试验结果分析
• 5.3.2 冷冻干燥曲线的绘制
• 5.4 产品指标测定
• 5.4.1 清除自由基的功能
• 5.4.2 ACE抑制活性
• 5.4.3 产品的总抗氧化性
• 5.4.4 产品质量指标
• 5.5 实验小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 1. 硕士期间参与研究的课题
• 2. 硕士期间发表论文