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骨胶原蛋白的制备及其在食品中应用的研究进展

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食品工业科技 2022年第13期43卷 445-454页

作者：武文霞于同慧朱祎王庆玲卢士玲刘成江董娟石河子大学食品学院新疆石河子832000 新疆农垦科学院新疆石河子832000

骨是动物屠宰后的主要副产物,富含胶原蛋白。本文首先介绍了骨胶原蛋白的制备过程(骨原料的预处理与骨胶原蛋白的提取、分离、纯化),然后从骨胶原蛋白的结构与性质等方面综述了其在食品中的应用(功能性食品和食品包装),旨在为高效利用... 详细信息

骨是动物屠宰后的主要副产物,富含胶原蛋白。本文首先介绍了骨胶原蛋白的制备过程(骨原料的预处理与骨胶原蛋白的提取、分离、纯化),然后从骨胶原蛋白的结构与性质等方面综述了其在食品中的应用(功能性食品和食品包装),旨在为高效利用骨胶原蛋白提供研究思路。

关键词：骨胶原蛋白制备食品工业应用

鳗鱼骨胶原蛋白ACE抑制肽的制备及性质研究

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南方水产科学 2022年第6期18卷 137-145页

作者：邵燕秋黄卉李来好杨贤庆陈胜军郝淑贤吴燕燕岑剑伟邓尚贵浙江海洋大学食品与药学学院浙江舟山316022 中国水产科学研究院南海水产研究所/国家水产品加工技术研发中心/农业农村部水产品加工重点实验室广东广州510300

为研究鳗鱼加工副产物的综合利用,以鳗鱼骨胶原蛋白为原料,采用酶解法制备血管紧张素转化酶(Angiotensinconverting enzyme,ACE)抑制肽。以ACE抑制活性和水解度为评价指标,通过单因素和响应面试验确定最佳的酶解制备条件,并分析酶解产... 详细信息

为研究鳗鱼加工副产物的综合利用,以鳗鱼骨胶原蛋白为原料,采用酶解法制备血管紧张素转化酶(Angiotensinconverting enzyme,ACE)抑制肽。以ACE抑制活性和水解度为评价指标,通过单因素和响应面试验确定最佳的酶解制备条件,并分析酶解产物的分子质量分布和氨基酸组成。结果显示,碱性蛋白酶为最适水解酶,最佳酶解条件为:温度50℃,质量浓度15 g·L^(–1),酶解时间5.25 h,加酶量3.1%(质量分数),pH 9.2。在此条件下,鳗鱼胶原蛋白肽的ACE抑制活性为70.33%,与预测值接近;酶解产物中分子质量小于1 kD的肽占57.02%,1~3 kD的肽占36.55%;氨基酸组成分析表明,酶解产物中与ACE抑制活性有关的疏水性氨基酸(如脯氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸)含量增加。

关键词：鳗鱼骨胶原蛋白 ACE抑制肽酶解分子质量分布氨基酸分析

鳗鱼骨胶原蛋白ACE抑制肽的制备及活性研究

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鳗鱼骨胶原蛋白ACE抑制肽的制备及活性研究

作者：邵燕秋浙江海洋大学

学位级别：硕士

鳗鱼是营养丰富的水产品,在我国水产养殖中占有重要地位,2020年我国鳗鱼的养殖产量达25.07万吨。烤鳗是鳗鱼的主要加工产品,烤鳗加工过程中会产生鱼头、鱼骨等富含蛋白质的副产物,一般用于饲料的原料或被丢弃,精深加工研究较少。鱼骨中... 详细信息

鳗鱼是营养丰富的水产品,在我国水产养殖中占有重要地位,2020年我国鳗鱼的养殖产量达25.07万吨。烤鳗是鳗鱼的主要加工产品,烤鳗加工过程中会产生鱼头、鱼骨等富含蛋白质的副产物,一般用于饲料的原料或被丢弃,精深加工研究较少。鱼骨中含有丰富的胶原蛋白,充分利用可提高鳗鱼加工副产物的附加值。本文通过酶法从鳗鱼骨中提取胶原蛋白,将胶原蛋白定向酶解后得到具有较好血管紧张素转化酶(Angiotensin-converting enzyme,ACE)抑制活性的酶解产物,进而用超滤法对酶解产物进行分离纯化,采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)进行氨基酸序列鉴定,通过分子对接阐明氨基酸序列与ACE分子间之间的相互作用,并考察其热和p H稳定性,合成两条高活性多肽并通过探究其对人脐静脉内皮细胞调控因子的影响揭示其作用机制。主要研究结果如下:(1)以鳗鱼骨为原料对胶原蛋白提取工艺的进行研究。通过氨基酸组成分析、红外吸收、差示扫描量热法、热重分析以及扫描电镜等方法分析胶原蛋白的理化性质。结果表明:最佳提取条件为加酶量1%、提取时间为2 h,料液比为1:40,提取率为24.17%;氨基酸组成分析表明胶原蛋白中甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸含量较高,分别为20.11%、10.72%和7.48%;红外图谱显示胶原蛋白具有酰胺A、酰胺B、酰胺Ⅰ带、酰胺Ⅱ带、酰胺Ⅲ带的特征吸收峰;差示扫描量热法测定显示胶原蛋白的变性温度为80.29℃;热重分析显示在329.6℃处具有最大失重速度;扫描电镜显示胶原蛋白多孔、多层聚集结构。(2)以鳗鱼骨胶原蛋白为原料,采用酶解法制备ACE抑制肽。以ACE抑制活性和水解度为评价指标,通过单因素和响应面试验确定最佳的酶解制备条件,并分析其分子质量分布和氨基酸组成。结果显示,碱性蛋白酶为最佳水解酶,最佳酶解条件为温度50℃、胶原蛋白质量浓度为1.5 g·(100 m L)、酶解时间5.25 h、加酶量3.1%、p H 9.2。在此条件下,鳗鱼胶原蛋白酶解产物的ACE抑制活性为70.33%;酶解产物中分子质量小于1 000 Da的肽段占57.02%,1 000～3 000 Da的肽段占36.55%;氨基酸组成分析表明,酶解产物中与ACE抑制活性有关的疏水性氨基酸(如脯氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸)含量增加。(3)以ACE抑制活性为评价指标,采用超滤法对鳗鱼骨胶原蛋白酶解产物进行分离纯化,采用LC-MS/MS分析其氨基酸序列和分子质量,分析多肽理化性质和生物活性,并对其进行分子对接。结果表明,酶解产物经过分离纯化得到3个组分(F1、F2和F3),其中F2组分ACE抑制活性最高,为79.33%。从F2组分中鉴定得到8种具有潜在的ACE抑制活性的氨基酸序列GPIGPPGPR、PMGPR、GPAGPAGPR、GPPGPPGL、GPMGPR、GPAGPR、GPSGAPGPR和GGPGPSGPR,IC分别为1.441mg·m L、1.47 mg·m L、0.627 8 mg·m L、0.370 mg·m L、2.247 mg·m L、1.246 mg·m L、1.022 mg·m L和0.758 2 mg·m L,均无毒性。(4)以多肽GPAGPAGPR和GPPGPPGL为原料,对p H、温度以及模拟胃蛋白酶和胰蛋白酶消化稳定性进行研究。以人脐静脉内皮细胞为模型,考察多肽对细胞内调控因子的影响。结果表明:多肽GPAGPAGPR和GPPGPPGL具有较好的热稳定性,GPPGPPGL具有较好的p H稳定性,GPAGPAGPR在p H 2～8时活性基本保持稳定,在p H 10～12时活性减弱。经胃蛋白酶和胰蛋白酶消化处理后两种多肽活性基本保持稳定。通过MTT实验发现低浓度多肽对细胞均无明显抑制作用,多肽GPAGPAGPR和GPPGPPGL在不同浓度处理下的细胞生长形态与空白组相比均无明显差异。多肽能促进细胞释放舒张因子一氧化氮(NO)、抑制内源性收缩因子内皮素(ET-1),具有细胞水平上的降血压作用。

关键词：鳗鱼骨胶原蛋白 ACE抑制肽分离纯化分子对接人脐静脉内皮细胞

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鲽鱼骨胶原蛋白的结构及流变学特性

中国食品学报 2020年第3期20卷 66-73页

作者：蔡路昀史航曹爱玲周小敏张宇昊赵元晖励建荣生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心渤海大学食品科学与工程学院辽宁锦州121013 杭州海关杭州311208 浙江兴业集团有限公司浙江舟山316101 西南大学食品学院重庆400715 中国海洋大学食品科学与工程学院山东青岛266100

采用酸法和酶法从鲽鱼骨中提取制备得到酸溶性胶原蛋白(ASC)和酶溶性胶原蛋白(PSC),对ASC与PSC进行紫外吸收(UV)、红外吸收(FTIR)、亚基组成(SDS-PAGE)、热稳定性(DSC)、微观结构(SEM)以及流变学特性(DHR)分析。UV显示:ASC与PSC分别在22... 详细信息

采用酸法和酶法从鲽鱼骨中提取制备得到酸溶性胶原蛋白(ASC)和酶溶性胶原蛋白(PSC),对ASC与PSC进行紫外吸收(UV)、红外吸收(FTIR)、亚基组成(SDS-PAGE)、热稳定性(DSC)、微观结构(SEM)以及流变学特性(DHR)分析。UV显示:ASC与PSC分别在227 nm与226 nm处有最大紫外吸收峰。FTIR图谱表明:ASC与PSC保持了三螺旋结构。SDS-PAGE电泳图表明:ASC与PSC是Ⅰ型胶原蛋白。DSC测定ASC与PSC的热变性温度分别为52.24℃与49.65℃。SEM显示:ASC与PSC呈现交织状纤维网状结构。DHR表明:1%的ASC溶液或PSC溶液在振荡频率0.1~10 Hz范围主要表现为弹性且具有较高的凝胶稳定性。

关键词：鲽鱼骨胶原蛋白结构特性流变学特性

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骨胶原蛋白的酶解工艺条件

食品科学 2010年第22期31卷 153-155页

作者：赵妍嫣胡林林方芳姜绍通合肥工业大学生物与食品工程学院安徽合肥230009

采用胰蛋白酶酶解骨胶原蛋白制备胶原多肽,通过单因素和响应面试验,以水解度为指标,确定胰蛋白酶酶解胶原蛋白的最佳工艺条件。结果表明:最优工艺条件为pH6.91、反应温度60℃、酶添加量200mg/g胶原蛋白、底物水平0.1/61.5(g/mL)、水解... 详细信息

采用胰蛋白酶酶解骨胶原蛋白制备胶原多肽,通过单因素和响应面试验,以水解度为指标,确定胰蛋白酶酶解胶原蛋白的最佳工艺条件。结果表明:最优工艺条件为pH6.91、反应温度60℃、酶添加量200mg/g胶原蛋白、底物水平0.1/61.5(g/mL)、水解时间为4h;此条件下的胶原蛋白水解度达到29.36%。酶解后胶原蛋白的溶解性及乳化性均显著提高。

关键词：骨胶原蛋白胰蛋白酶水解度酶解工艺

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牦牛骨胶原蛋白提取纯化及结构解析

牦牛骨胶原蛋白提取纯化及结构解析

作者：吴婷甘肃农业大学

学位级别：硕士

我国畜牧养殖和畜产品加工技术发展迅速,畜禽骨作为肉品加工产业的副产物,年产量巨大却没有得到充分利用。为实现副产物高值化利用,提高牛骨深加工程度,本文以海北牦牛牛骨为原料,秦川黄牛骨为对照,对其不同部位营养成分进行比较,优选... 详细信息

我国畜牧养殖和畜产品加工技术发展迅速,畜禽骨作为肉品加工产业的副产物,年产量巨大却没有得到充分利用。为实现副产物高值化利用,提高牛骨深加工程度,本文以海北牦牛牛骨为原料,秦川黄牛骨为对照,对其不同部位营养成分进行比较,优选出海北牦牛肋骨,提取胶原蛋白并对其结构进行解析,为牛副产物的利用提供了一定的理论依据和技术支持。具体结果如下:1.不同品种及部位牛骨中水分含量为12.7%9.8%,灰分含量为28.2%7.0%,蛋白质含量为13.7%3.2%,脂肪含量为10.7%2.9%。Gly、Glu、Pro、Ala、Arg和Asp是牛骨的主要氨基酸。牛骨中不含短链脂肪酸,CLA含量为0.42～2.65 mg/g,油酸（C18:1n9c）、棕榈酸（C16:0）、硬脂酸（C18:0）是牛骨的特征性脂肪酸,牦牛骨脂肪酸总量高于秦川黄牛骨。牛骨中的富含常量及人体必需的微量元素,Ca/P比为0.29:1～2.54:1。海北牦牛骨具有较高的蛋白质含量、EAA、Hyp,其肋骨具有高蛋白低脂肪的特点;秦川黄牛骨具有较高的灰分含量、TAA和丰富的矿质元素。2.以海北牦牛肋骨为原料,胶原蛋白的得率为指标,提取牛骨胶原蛋白并对脱脂处理、脱钙处理、盐析浓度以及胃蛋白酶添加量进行优化,采用乙酸提取和酸溶酶提2种方法提取牛骨胶原蛋白并得到纯度较高的酸溶性胶原蛋白（ASC）和酶溶性胶原蛋白（PSC）,最终确定牦牛骨胶原蛋白提取工艺为:0.1 mol/L NaOH去除非胶原物质→10%正己烷脱脂→0.25 mol/L EDTA脱钙→0.5 mol/L乙酸提取（或0.5 mol/L的乙酸溶液以及1.6%胃蛋白酶提取）→盐析（NaCl终浓度0.9 mol/L）→离心→0.5 mol/L乙酸复溶→透析→真空冷冻干燥。最后计算ASC与PSC的得率分别为2.24%、3.32%。3.对纯化后的ASC和PSC分别进行氨基酸组成与含量分析、紫外光谱分析、红外光谱分析、DSC分析、SDS-PAGE分析以及微观结构观察。结果显示牛骨ASC和PSC的TAA分别为731.8 mg/g、810.0 mg/g,Gly含量最多;ASC和PSC均在234 nm处具有最大吸收峰;ASC中的α-螺旋含量为PSC中的2.0倍,β-折叠分别为29.5%、41.2%,β-转角分别为3.8%和25.4%,均不含有无规则卷曲;ASC及PSC的热收缩温度分别为40.12℃和40.94℃;ASC和PSC在约200 kDa处有一条β条带,在约110 kDa处有α1、α2两条电泳条带;微观结构观察发现ASC、PSC呈现出相对统一规则、光滑的多孔网状结构且含有纤维状细丝,ASC结构较薄且分布相对均匀,PSC的孔径较多且分布不均匀。综上分析,表明海北牦牛骨具有高蛋白的特点,对其中胶原蛋白提取及结构解析发现海北牦牛骨ASC和PSC具有较为完整的3股螺旋结构,是典型的I型胶原蛋白。

关键词：牦牛骨胶原蛋白提取结构解析

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牛骨胶原蛋白的提取及复合海绵的制备研究

牛骨胶原蛋白的提取及复合海绵的制备研究

作者：何兰华中农业大学

学位级别：硕士

为综合利用牛骨资源,提高牛骨深加工程度及其加工附加值,本文以牛骨为原材料,提取其中的胶原蛋白并对其进行理化性状鉴定及分析,将纯化后的胃蛋白酶促溶性胶原蛋白应用于胶原蛋白海绵的制备,并对海绵进行结构分析及理化检验。主要研究... 详细信息

为综合利用牛骨资源,提高牛骨深加工程度及其加工附加值,本文以牛骨为原材料,提取其中的胶原蛋白并对其进行理化性状鉴定及分析,将纯化后的胃蛋白酶促溶性胶原蛋白应用于胶原蛋白海绵的制备,并对海绵进行结构分析及理化检验。主要研究内容及结果如下：为提高牛骨胶原蛋白的提取率,以得率作为指标,考察胶原蛋白提取纯化的工艺流程并对脱脂、脱钙、盐析、酶溶等各项工艺条件进行优化。将牛骨粉60℃水浴条件下进行低温回流脱脂4-5h,脱脂率为97.74%。然后使用0.5mol/L盐酸溶液以1：10料液比对其进行脱钙处理,每隔2h更换酸液(更换5次),脱钙后骨粉的灰分含量由64.23%降为3.18%。胶原蛋白的盐析条件为pH5.6,NaCl浓度0.9mol/L。经正交优化确定酶溶提取酶溶性胶原蛋白(PSC)条件为酶用量250u/g、时间10h、温度25℃、pH2.1、料液比1：10。其得率分别为每100克脱脂骨粉获得酸溶性胶原蛋白(ASC)2.34克、酶溶性胶原蛋白(PSC)8.20克。为鉴定牛骨胶原蛋白的类型,本文对纯化后的牛骨酸溶性及酶溶性胶原蛋白进行理化表征。紫外光谱分析显示,牛骨中提取的酸溶性及酶溶性胶原蛋白最大吸收峰位于230nm附近,其中280nm处没有吸收峰,显示其不含色氨酸,苯丙氨酸、酪氨酸含量极少。氨基酸组成及分析显示甘氨酸约占氨基酸组成的1/3,为Ⅰ型胶原蛋白典型特征。红外图谱中ASC、PSC分别在1240.79cm-1、1241.15cm-1出现吸收峰,表明自牛长骨中提取的酸溶性胶原蛋白及酶溶性胶原蛋白存在完整的三螺旋结构。SDS-PAGE凝胶电泳图谱中ASC及PSC在250KDa有一条带,为胶原蛋白β亚基,并在130KDa有两条电泳条带,分别为α1、α2亚基,是Ⅰ型胶原蛋白三螺旋结构的体现。圆二色谱图中ASC及PSC在197nm附近存在负吸收峰并在220nm附近存在正吸收峰,表明Ⅰ型胶原蛋白的三螺旋结构完整。对牛骨中提取的酸溶性胶原蛋白及酶溶性胶原蛋白进行差示扫描量热分析,发现ASC及PSC的热变性温度分别为73.93℃、71.94℃。由以上实验结果表明提取的胶原蛋白仍具有完整的三螺旋结构。为提高胶原蛋白海绵各项性能,本实验对海绵制备过程中的关键技术步骤及参数进行研究,以感官评价、吸水倍数、抗张强度、断裂伸长率等作为指标,考察并优化复合海绵的复合、交联、冻干等制备工艺,最终确定海绵制备工艺条件为灌注厚度6mm、胶原蛋白/壳聚糖总浓度1.2%、胶原蛋白/壳聚糖比例2：8、戊二醛浓度1.5%、预冻温度-40℃,在此条件下海绵吸水38.67倍、抗张强度35.15KPa、断裂伸长率23.03%。对胶原蛋白复合海绵进行理化检验及结构分析,其物理性能为：孔隙率70.23%、表观密度36.03mg/cm3、透气性28.57%、吸水性38.67倍、吸湿率10.17%、保湿性3.68g/g;化学性能分别为：水溶失重2.57%、pH6.92、炽灼残渣1.03±%;在生理盐水耐受试验中,25d周期内保持完整,无严重破损、溶解、分散现象,结构较为完整紧密;电镜观察发现海绵为多孔片层堆积形成的三维立体片层结构,透气性好、孔隙高。

关键词：牛骨骨胶原蛋白胶原蛋白海绵海绵胶

高骨胶原蛋白饮食对骨外科术后患者骨愈合的影响

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中华实验外科杂志 2023年第9期40卷 1764-1764页

作者：毕叶赵万秋杨园白艳杜棣江珉李庆亚周智联勤保障部队第九二〇医院骨科昆明650032 联勤保障部队第九二〇医院护理部昆明650032

本研究旨在观察高骨胶原蛋白的饮食干预对骨外科术后患者的影响,现报道如下。一、资料与方法1.一般资料:选取自2022年1月到2023年1月在联勤保障部队第九二〇医院骨外科就诊的骨折患者158例。通过随机数表法将患者划分成观察组(给予高骨... 详细信息

本研究旨在观察高骨胶原蛋白的饮食干预对骨外科术后患者的影响,现报道如下。一、资料与方法1.一般资料:选取自2022年1月到2023年1月在联勤保障部队第九二〇医院骨外科就诊的骨折患者158例。通过随机数表法将患者划分成观察组(给予高骨胶原蛋白的饮食干预)及对照组(给予常规术后康复干预)各79例。为对照组实施常规术后康复干预,主要内容包含药物干预,并发症预防,以及健康教育和运动锻炼的指导等。为观察组在此基础上增加高骨胶原蛋白的饮食干预。对比两组康复效果,骨愈合及营养达标率相关指标,血清骨代谢指标,以及患者对术后恢复的满意度。

关键词：饮食干预观察组骨愈合并发症预防运动锻炼骨外科骨胶原蛋白术后康复

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骨胶原蛋白毒理安全性实验研究

明胶科学与技术 2015年第1期35卷 30-39,50页

作者：王毅虎张兵王富荣钟伟吴玉潇郭燕川中国科学院理化技术研究所北京100190 包头东宝生物技术股份有限公司包头014030

目的检测骨胶原蛋白的安全性。方法根据毒理学试验的基本原则,进行急性经口毒性试验、遗传毒性试验和大鼠30天喂养试验。结果 sD大鼠急性经口最大耐受剂量大于15g/***,属于无毒类。Ames试验、小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验和小鼠精子畸... 详细信息

目的检测骨胶原蛋白的安全性。方法根据毒理学试验的基本原则,进行急性经口毒性试验、遗传毒性试验和大鼠30天喂养试验。结果 sD大鼠急性经口最大耐受剂量大于15g/***,属于无毒类。Ames试验、小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验和小鼠精子畸形试验三项遗传毒性试验结果均为阴性。当最高剂量达到人体推荐摄入量的100倍时,骨胶原蛋白粉未引起大鼠整体健康状况、器官组织形态学和生理生化功能等各项重要指标的异常变化,初步估计最大无作用剂量大于10g/***(相当于人体推荐摄入量的60倍)。结论骨胶原蛋白是食用安全的。

关键词：骨胶原蛋白急性毒性遗传毒性染色体畸变