微波法提取鱼鳞胶原蛋白及其性质研究
提取和纯化海洋中的天然产物
提取和纯化海洋中的天然产物海洋中蕴藏着丰富的天然产物资源，包括各种有益的化合物和生物活性分子。
提取和纯化这些海洋天然产物对于深入研究其性质、开发应用具有重要意义。
本文将介绍提取和纯化海洋中的天然产物的方法与技术，并探讨其在不同领域的应用。
一、提取方法提取海洋中的天然产物是研究其性质的关键步骤。
常用的提取方法包括溶剂提取、超声波提取和微波辅助提取等。
溶剂提取是一种常用的海洋产物提取方法。
该方法利用溶剂的溶解性质，将待提取物质从海洋样品中转移到溶剂中，然后通过蒸发或其他方法将溶剂去除，得到纯净的提取产物。
超声波提取是利用超声波的机械振动作用促进提取过程的一种方法。
超声波的高频振动能够提高提取效率，加速活性成分的释放和溶剂的渗透，从而提高提取产物的纯度和得率。
微波辅助提取是应用微波加热原理进行提取的方法。
微波通过分子的振动和摩擦发热，从而使溶剂迅速沸腾并穿透样品，从而实现快速提取的目的。
二、纯化方法提取获得天然产物后，为了更好地研究和应用，需要对其进行纯化。
常用的纯化方法包括色谱技术、结晶技术和萃取技术等。
色谱技术是一种常用的天然产物纯化方法。
其中包括柱色谱、薄层色谱和高效液相色谱等。
色谱技术通过溶液在不同材料上的吸附与解吸作用来分离和纯化目标化合物，具有高效、灵敏度高的特点。
结晶技术是利用物质在饱和溶液中的溶解度随温度、浓度的变化而发生结晶的现象进行纯化的方法。
通过调整溶剂的温度和浓度等条件，使目标化合物结晶出来，得到纯净的产物。
萃取技术是一种通过溶剂选择性地提取物质的方法。
常用的萃取方法有固相萃取、液液萃取等。
这些方法通过溶剂与目标化合物之间的亲和性来实现分离和纯化。
三、应用领域提取和纯化海洋中的天然产物在多个领域具有广泛的应用。
以下列举几个主要的应用领域：1. 药物研发：海洋中的天然产物具有丰富的生物活性物质，可作为开发新药物的重要来源。
通过提取和纯化海洋中的天然产物，研究其抗菌、抗肿瘤、抗炎等活性，为药物的研发提供了重要的基础。
鱼鳞胶原蛋白的提取方法
2.2.1传统提取方法
传统的提取方法是酸碱处理法，
制备胶原蛋白的工艺是：
原料→预处理→酸处理→碱处理→熬胶→胶液过滤→浓缩→切片→干燥→成品。将鱼鳞洗净，必要时要进行脱脂脱色，然后用盐酸(pH在4～5)浸泡进行脱钙处理，直到鳞片柔软透明，时间大约为2～3周；取出洗净后浸灰15～20d，主要是使得原料组织疏松。洗净后放在60～70℃夹层锅中加热2～3h熬2～5次，提尽为止。趁热转盘，凝固成胶冻，干燥后使含水量＜15%，即得成品。然而，传统的提取方法步骤繁多，耗时长且在提取过程中胶原蛋白流失较大，不适于大规模的生产。
浓度>0.1mol/L时，胶原的溶出与酸度呈负相关，盐酸浓度越大，鱼鳞中胶原蛋白的水解越少，这点对提取胶原蛋白非常有利。但总的来说，用盐酸进行前处理的方法欠佳，原因是其前处理时间过长且由大量的腐蚀性物质被介入，不利于后期的加工生产。钟朝辉等在鱼鳞胶原蛋白提取工艺的优化中采用微波辅助10%柠檬酸脱钙的方法对鱼鳞进行前处理，缩短了处理时间，对胶原蛋白破坏较小，且整个过程中没有毒害或腐蚀性物质的介入，提高了胶原蛋白的安全性。但实验没有进一步的探讨微波处理提高脱钙能力的原因，未对比直接用柠檬酸脱钙和微波辅助10%柠檬酸脱钙的效果差异，从而说明是微波对脱钙由促进作用。EDTA脱钙一般用0.5mol/L
2.2.5
热水处理法
热水提取就是原料经过各种前处理后在一定条件下用热水浸提，从而得到水溶性胶原蛋白的方法。李闻欣等在研究鱼鳞水法制胶的实验中得到鱼鳞水法制胶的最佳温度在60～70℃。温度高些有助于提胶，但温度过高抽提率还有所下降。超过70℃后，所制得的鱼鳞胶的固含量反而会有降低的现象，随着固含量的降低，鱼鳞胶的折光率和增比黏度都会降低，导致鱼鳞胶的质量有所下降。液比(鱼鳞与水的质量比)越小，所制得的胶黏度越高，鱼鳞胶的质量也相对好；可是液比太小抽提胶困难，抽提率小。因此抽提鱼鳞胶的液比以1∶1～1∶1.5为最好。钱曼[14]等在比较热力法和酶解法提取鱼鳞胶原蛋白中发现，热力法的提取率比酶解法高，鱼鳞∶水＝1∶20(w/v)、121℃提取15min，得率可达到45.47%，并且热力法提取的胶原蛋白有较高的保水性、乳化能力和乳化稳定性及泡沫稳定性。但此实验存在一个问题，由于目前胶原蛋白特异性的定量比较困难，因此常采用蛋白质总量测定方法或总氮量测定方法，而胶原蛋白对热比较敏感，在40℃以上的变性过程中，胶原蛋白的三螺旋结构被破坏，其中的氢键和疏水键断裂；温度升高到60℃以上，某些共价键被破坏，发生降解；到125～127℃以上，蛋氨酸、丝氨酸以及酪氨酸等氨基酸残基被破坏，脱氨、脱水[2]。因此，在实验中多所提到的几种提取方法需要经过生产现场验证方法的实用性，从中选择成本相对低，污水处理难度小，生产工艺技术成熟度高的方法。
鱼鳞胶原蛋白的提取方法
鱼鳞胶原蛋白的提取方法摘要：人口、资源和环境是当前全球性的重大问题，加强对水产品的废弃物鱼鳞的加工利用和实现渔业生产的可持续发展已成为当今热门研究课题。
文章简述了鱼鳞的结构特点，介绍了目前对鱼鳞胶原蛋白的提取方法，旨在使人们了解鱼鳞的真正价值所在，为其开发利用作参考。
关键词：鱼鳞胶原蛋白提取方法近年来，淡水鱼加工业随着我国淡水鱼产量的增长而得到了较快的发展，鱼品加工也越来越广泛。
但是，许多淡水鱼加工过程仅局限于对鱼体肌肉的利用，而对鱼鳞等废弃物的加工利用甚少。
每年淡水鱼加工业的废弃物总量达到200万吨以上，其中鱼鳞约占15%，即30万吨。
若能合理利用，可有效减少环境污染，又可提高企业效益，因此加大对鱼鳞含有物质的利用，可应用多个行业，其利用价值巨大，发展前景广阔。
1 鱼鳞的结构与组成鱼鳞是鱼体与外界接触的组织，是鱼类真皮层的变形物，通常占鱼体重量的1%~5%，起保护鱼体免受伤害的作用。
通常鱼鳞可分为三种：(1)板鳃鱼所特有的木盾鳞；(2)斜方型、边缘相联的硬鳞；(3)最常见的骨鳞，在硬骨鱼中最多。
鱼鳞主要由蛋白质，卵磷脂，羟基磷灰石和鸟嘌呤组成，其中有机物占41％一55％，钙盐38％～46％。
蛋白质占总重的70％，主要为胶原蛋白和鱼鳞角蛋白。
鱼鳞胶原蛋白主要为I型胶原。
I型胶原蛋白为三股超螺旋结构，即三条多肽链每条都向左旋转形成左手螺旋结构，这三条肽链再以氢键相互结合形成右手超螺旋结构。
这种结构非常稳定，胶原一般不溶于水和中性盐溶液、稀酸、稀碱及一般有机溶剂，溶于强酸和强碱。
2 鱼鳞胶原蛋白的提取方法2.1鱼鳞提取胶原蛋白的前处理在鱼鳞的前处理中主要做的是脱钙，方法主要有酸脱钙和EDTA脱钙。
酸脱钙主要是利用酸和钙盐反应，从而将钙盐以Ca2+形式溶出。
EDTA脱钙是由于Ca2+、Mg2+等金属离子能够与EDTA发生络合，而达到脱出金属离子的目的。
在酸脱钙中酸的选择也较多，现在主要应用的是盐酸、柠檬酸、醋酸、乳酸等。
微波辅助酶法水解草鱼鱼鳞的工艺条件
第31卷 第2期 吉首大学学报(自然科学版)Vol.31 No.2 2010年3月J ournal of J is ho u Uni ver s i t y (Nat ural Sci ence Editio n)Mar.2010 文章编号:100722985(2010)022*******微波辅助酶法水解草鱼鱼鳞的工艺条件3曹光辉,黄 诚,尹 红,李永平(吉首大学生物资源与环境科学学院,湖南吉首 416000)摘 要:研究微波萃取技术对木瓜蛋白酶水解草鱼鱼鳞条件的影响,探讨在一定的微波功率和辐射时间下,酶用量、底物浓度、酶解温度及酶解时间对水解度的影响,单因素试验确定较好的因素水平,正交试验确定最佳提取工艺条件.结果表明,在设定微波功率和辐射时间为400W 60s 时,酶法水解草鱼鳞最佳工艺条件是:酶用量5g/L 、底物浓度20%、酶解温度60℃和酶解时间1h.关键词:微波辅助;酶法水解;鱼鳞;木瓜蛋白酶中图分类号:TS512 文献标识码:B胶原蛋白是一种重要的功能性蛋白质,广泛应用于食品、医药、化妆品等行业.鱼鳞中含有胶原蛋白,其中含有大量的甘氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸等.[122]微波萃取技术最大的特点是缩短萃取时间,提高效率,节约成本.[3]本实验利用微波辅助用木瓜蛋白酶水解鱼鳞提取水解产物,有水解速度快、酶用量少及产品灰分少等特点,可为鱼鳞胶原蛋白资源利用提供新思路.1 材料与方法1.1材料与试剂草鱼鱼鳞,吉首市砂子坳菜市场收集,经清洗、风干、冷藏备用;木瓜蛋白酶,酶活力400000u/g ,广州裕立宝生物科技有限公司出品.1.2仪器与设备主要仪器设备有:NJL0723型实验微波炉(中国南京杰全微波设备有限公司);p H S 23D 精密p H 计(上海精密科学仪器有限公司);LD422A 型低速离心机(北京医用离心机厂);RS 2232精密电子天平(上海恒平科学仪器有限公司);JJ 21精密电动搅拌机(江苏金坛荣华仪器制造有限公司).1.3试验方法1.3.1实验流程 清洗并风干备用鱼鳞→鱼鳞前处理→洗涤→微波辅助酶水解→灭酶→过滤→滤液浓缩→测定水解度.1.3.2操作要点 (1)鱼鳞前处理:新鲜草鱼鱼鳞经清洗并风干,用0.5mol/L ED TA 以1∶10的料液比在20℃低温下浸泡脱钙4h ,再用0.15mol/L Na C1溶液常温浸泡1d ,除去滤液,并用蒸馏水反复清洗至无漂浮物,风干备用.(2)微波辅助酶水解:将处理好的鱼鳞与木瓜蛋白酶按一定的料液比在不同微波功率、微波水解时间下,中速搅拌,使鱼鳞与木瓜蛋白充分浸溶一定时间,然后在一定温度下继续水解一定时3收稿日期:2009212215作者简介:曹光辉(19862),男,湖南益阳人,吉首大学资源与环境科学学院学生通讯作者尹 红(62),女,湖南洞口人,吉首大学资源与环境科学学院高级实验师,主要从事食品检测技术与开发研究:194.间后,经灭酶,滤液过滤浓缩,测定其水解度.1.4测定方法样品总氮含量测定参照凯氏定氮法[1],氨基态氮含量测定参照甲醛2电位滴定法[4].水解度用水解液氨基态氮总量减去样品中氨基态氮含量占样品总氮含量减去样品中氨基态氮含量的百分数计算.2 结果与讨论2.1微波功率和辐射时间水解度的影响称取5份50g 经前处理的鱼鳞于烧瓶中,加500mL 蒸馏水,加入木瓜蛋白酶(按4g/L 比例)混合均匀,用0.5mol/L 乙酸调节p H 值6.0,分别在不同微波功率及辐射时间组合条件下水解,取出后继续在60℃下水解1h ,经灭酶、过滤后,将滤液浓缩,测定水解度.实验结果见表1.实验结果表明:微波功率和辐射时间在400W 60s 水解度最高,因此本实验确定微波功率和辐射时间为400W 60s.表1 微波功率对水解度的影响序号12345678功率/W(时间/s)360(80)360(120)400(60)400(80)600(50)600(60)800(30)800(40)水解度/%18.9325.6836.1534.4831.8530.0829.2328.422.2酶用量对水解度的影响称取5份50g 经前处理的鱼鳞于烧瓶中,加500mL 蒸馏水,分别按2,3,4,5,6g/L 比例加入木瓜蛋白酶混合均匀,用0.5mol/L 乙酸调节p H 值6.0,在400W/60s 条件下水解,取出后继续在60℃下水解1h ,经灭酶、过滤后,浓缩滤液,测定水解度,结果如图1所示.实验结果表明:酶用量4～6g/L 为宜.2.3底物浓度对水解度的影响分别称取50,75,100,125,150g 经前处理的鱼鳞于烧瓶中,加500mL 蒸馏水,按4g/L 比例加入木瓜蛋白酶混合均匀,用0.5mol/L 乙酸调节p H 值6.0,在微波400W 60s 下水解,取出后继续在60℃下水解1h ,经灭酶、过滤后,浓缩滤液,测定水解度,结果如图2所示.实验结果表明:底物质量分数在20%～30%较好.图1 酶用量对水解度的影响图2 底物质量分数对水解度的影响2.4水解温度对水解度的影响称取5份50g 经前处理的鱼鳞于烧瓶中,加500mL 蒸馏水,按4g/L 用量加入木瓜蛋白酶混合均匀,用0.5mol/L 乙酸调节p H 值6.0,在400W 60s 条件下水解,取出后再分别在40,50,60,70℃下水解1h ,经灭酶、过滤后,浓缩滤液,测定水解度,结果如图3所示.实验结果表明:水解温度在60～65℃较好.2.5水解时间对水解度的影响称取5份50g 经前处理的鱼鳞于烧瓶中,加500mL 蒸馏水,按4g/L 用量加入木瓜蛋白酶混合均匀,用0.5mol/L 乙酸调节p H 值6.0,在微波400W 60s 下水解,取出后继续在60℃下分别水解1,2,3,4h ,经灭酶、过滤后,浓缩滤液,测定水解度,结果如图4所示.实验结果表明:水解时间在1～2h 左右较好.201吉首大学学报(自然科学版)第31卷图3 水解温度对水解度的影响图4 水解时间对水解度的影响2.6最佳工艺条件组合实验为进一步优化工艺,设定微波功率及微波处理时间为400W 60s ,分别选择酶用量3,4,5g/L ,底物浓度20%,25%,30%,水解温度50,60,70℃,水解时间1,2,3h 这3个水平进行正交试验L 9(34).因素水平表见表2,正交试验设计及结果见表3.极差大小表明因素对指标的影响程度,从表3可知,实验中各因素影响水解度主次顺序为底物质量分数、水解时间、水解温度、酶用量,因素最佳水平组合为A 2B 1C 2D 1.表2 因素水平表水平因素A (酶用量)/(gL-1)B (底物质量分数)/%C (温度)/℃D (时间)/h142050125256023630703表3 L 9(34)正交试验结果序号因素A B C D 水解度/%1111132.152122235.423133331.024212336.155223129.086231229.477313218.798321335.639332133.12K 192.25103.9380.41100.69K 2101.0483.2998.3592.18K 387.5493.6196.3482.23K 1/330.7534.6426.8033.56K 2/333.6827.7632.7830.72K 3/329.1831.2032.1127.41R4.506.885.986.153 结论酶法水解草鱼鳞最佳工艺条件是:微波功率及辐射时间400W 60s ;酶用量5g/L ;底物质量分数20%;水解温度60℃;水解时间1h.参考文献:[] 吴谋成食品分析与感官评定[M ]北京中国农业出版社,2[] 王学川,任龙芳,强涛涛,等胶原蛋白的研究进展及其在化妆品中的应用[]日用化学工业,5,35(6)323301第2期 曹光辉,等:微波辅助酶法水解草鱼鱼鳞的工艺条件1..:2004:1822.2.J .200:8891.401吉首大学学报(自然科学版)第31卷[3] 张俊杰,段 蕊,潘秀楼.鲤鱼鱼鳞酶溶性胶原蛋白提取工艺的应用[J].淮海工学院学报:自然科学版,2006,4(15):55258.[4] 赵新潍,冯志彪.蛋白质水解物水解度的测定[J].食品科学,1994,11(179):65267.Conditions of Micr ow a ve2Assisted hydr olizat ion ofG r ass Car p Scale with Pa pa inCAO Guang2hui,H UAN G Che ng,YIN Hong,L I Y ong2pi ng(College of Biology and Environmental Sciences,Jisho u Unive rsity,Jishou416000,Hunan China)Abstract:The i mpact of microwave e xt raction technique on papai n hydrolyzi ng gra ss carp scale i s investi2 gat ed.Under cert ai n condit io ns of mi crowave powe r and microwave ra di at io n ti me,how enzyme do sa ge, substrat e concent ration,enzyme t emperat ure and ti me i nf lue nce degree of hydrol ysi s i s di scussed.The best ext raction p rocess condit io ns are deter mi ned by preferable level of factor which i s decided by uni vari2 ate te st as well as ort hogonal e xperiment.The result s show t hat t he best t echnological co nditions of en2 zyme hydolyzi ng grass carp scale are:papain dosage,5g/L,subst rate concent ration,20%,e nzyme t emper2 at ure,60℃,enzyme t ime,1hour when microwave power is400W and microwave radiation ti me i s60s. K ey w or ds:Mi crowave2Assi st ed;enzyme hydrolizat ion;scal e;papain(责任编辑 易必武) (上接第93页)Pr epar ation and Electr ochemical Pr oper t ies of AlPO42Coa tedL iNi1/3Co1/3Mn1/3O2L IAN G K ai1,XION G Li2Zhi1,2,TAN G Ming1,3,H E Ze2Qiang1,2(1.College of Chemist ry a nd Chemical Engineering,Jishou Universit y,Jisho u416000,Hunan China;2.College of BiologyResour ce a nd Environme ntal Scie nces,Jishou Univer sit y,Jisho u416000,Huna n China;3.Sc hool of Chemist ry a nd Biological Engineering,Changsha Unive rsity of Science and Technology,Changsha410076,China)Abstract:LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2was synt hesized by hi gh t emperat ure solid st ate met hod,and Al PO42coated LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2was prepared by sol2gel usi ng Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2,Al(NO3)39H2O and H3PO4a s raw material.The micro st ruct ure,surface morphology and elect rochemical propert ies were charact erized by various elect roc hemical met hods in co mbina tion wi t h X2ray diff raction(XRD)and scanning el ect ron microscope(SEM).Re sult s show t hat amorp hous Al PO4is coat ed on t he surface in Al PO42coat ed Li Ni1/3 Co1/3Mn1/3O2.Al PO4can mini mize t he si de reaction bet ween elect rode and elect rol yt e sol ution,reduce t he surface film i mpedance and c harge t ransfer ri ng i mpedance,and increase t he diff usion vecocit y of lit hi2 um ion.Thus,t he cycli ng performance a nd rat e performance of Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2are greatl y improved. K ey w or ds:LiNi1/3Co1/3M n1/3O2;Al PO4;coati ng(责任编辑 易必武)。
鱼鳞胶原蛋白提取工艺的优化
胶原蛋白是结缔组织中极其重要的一种结构蛋白， 它广泛存在于动物的骨、腱、肌鞘、韧带、肌膜、 软骨和皮肤中。其提取制品已广泛应用于医药、保健、 食品加工、化妆品等众多领域。鱼鳞含有丰富的蛋白 质和钙、磷等矿物质，主要由蛋白质和羟基磷灰石组 成，其中蛋白质占鱼鳞总重的 ５ ０ ％ ～７ ０ ％ ，主要为胶原 蛋白和角蛋白，可见鱼鳞是非常好的胶原蛋白生产原 料。目前国外对从海洋鱼类鱼鳞中提取胶原蛋白的工艺 已较成熟， 其胶原蛋白的提取率达到了 ２５％～５５％，并已 运用于工业化生产。而国内有关鱼鳞中提取胶原蛋白的 研究还处于起始阶段，仅有刘庆慧等［ １ ］ 对鱼鳞中提取胶 原蛋白进行了初步的研究。而对淡水鱼鱼鳞胶原蛋白的 研究，仅有Ｋｉｍｕｒａ， Ｓ．［２］对鲤鱼鱼鳞的提取及肽链组成进 行了研究报道，且仍为采用传统的乙酸作提取剂，提 取率不高。我国淡水鱼产量丰富，２ ０ ０ ２ 年淡水养殖鱼 的产量已达 １６９４ 万吨，其中鱼鳞废弃物约占 １ ％ ～５ ％ 。 为了更有效的促进淡水鱼加工废弃物的综合利用、降低 淡水鱼加工的成本，开发新型胶原蛋白资源。本文考 察了提取介质、前处理、搅拌、提取次数及提取时间 等因素对草鱼鱼鳞胶原蛋白提取的影响，优化了淡水鱼 鱼鳞胶原蛋白的提取工艺，并在此基础上确定了草鱼鱼 鳞胶原蛋白类型进行。
食品科学
※工艺技术
取 ２４ｈ，共提取 ３ 次；一次提取 ４８ｈ，共提取 ２ 次；一 次提取 ４８ｈ，共提取 ３ 次等三种提取方式，来确定较佳 的提取次数和提取时间。 １．３ 胶原蛋白的纯化
淡水鱼鱼皮胶原蛋白的提取
淡水鱼鱼皮胶原蛋白的提取在当今的生物科技领域，胶原蛋白的研究和应用越来越受到关注。
胶原蛋白作为一种重要的结构蛋白，广泛存在于动物的结缔组织中，如皮肤、骨骼、肌腱等。
而淡水鱼鱼皮作为一种丰富且廉价的原料，其胶原蛋白的提取具有重要的经济价值和应用前景。
淡水鱼鱼皮胶原蛋白的来源丰富多样，常见的淡水鱼如草鱼、鲤鱼、鲫鱼等的鱼皮都可以作为提取胶原蛋白的原料。
这些鱼皮中含有大量的胶原蛋白纤维，经过适当的处理和提取工艺，可以获得高质量的胶原蛋白。
提取淡水鱼鱼皮胶原蛋白的第一步是原料的预处理。
首先，要将新鲜的鱼皮进行清洗，去除表面的杂质、鱼鳞和残留的鱼肉。
这一步骤通常需要使用清水多次冲洗，以确保鱼皮的清洁。
接下来，将清洗后的鱼皮进行脱脂处理。
常用的脱脂方法有溶剂萃取法和酶解法。
溶剂萃取法通常使用有机溶剂如乙醚、石油醚等，通过浸泡鱼皮来去除其中的脂肪。
酶解法则是利用脂肪酶分解脂肪，这种方法相对温和，对胶原蛋白的结构破坏较小。
完成脱脂处理后，下一步是去除鱼皮中的非胶原蛋白成分。
这主要包括多糖和一些杂蛋白。
常用的方法有酸法和碱法。
酸法一般使用稀盐酸溶液浸泡鱼皮，使多糖等物质溶解并被去除。
碱法则是使用氢氧化钠溶液处理鱼皮，以去除杂蛋白。
但需要注意的是，酸法和碱法处理的时间和浓度都需要严格控制，否则可能会导致胶原蛋白的结构和性质发生变化。
经过上述预处理后，就可以进行胶原蛋白的提取了。
目前，常用的提取方法主要有热水提取法、酸提取法和酶提取法。
热水提取法是将预处理后的鱼皮置于热水中加热，使胶原蛋白溶解出来。
这种方法操作简单，但提取效率相对较低，且得到的胶原蛋白纯度不高。
酸提取法通常使用醋酸、柠檬酸等有机酸溶液来提取胶原蛋白。
在一定的酸度和温度条件下，胶原蛋白会逐渐溶解到溶液中。
酸提取法的提取效率较高，但酸溶液可能会对胶原蛋白的结构产生一定的影响。
酶提取法是利用蛋白酶对鱼皮中的胶原蛋白进行水解，使其释放出来。
这种方法具有提取条件温和、提取效率高、对胶原蛋白的结构和性质影响小等优点。
鱼皮胶原蛋白提取工艺的研究进展
鱼皮 胶 原 蛋 白提 取 工艺 的研 究 进 展
艾 超 ，黄灿灿 ，李致瑜 ，陈 东杰 ｚ
（． １ 福建农林 大学 食 品科学学院 ，福建 福州 ３ ００ ； ２ 山东商业职业技术学院 ，山东 济南 ２ ００ ） ５０２ ． ５ １３ 摘要 ：综述 了鱼皮胶原蛋 白的特性与应用 、提取方法的研究进展及存 在问题 ，并对该产品研究前 景进行展望 。
作者简介 ：艾
超 （９ ｌ １９ 一
） ，男 ，福建人 ，在读本科 ，研究方 向：农产品贮藏。
农产品加工 ・ 学刊
２１ ０ ２年第 ５期
度 、ｐ Ｈ值 ５个 因素对 提 取 工艺 条件 进 行 了优 化 ，结 不仅可 以充分利 用资源 ，提高鱼类 加工 的附加 值 ， 果表 明 ，最佳提取 工艺条件为 ：酶加入量 １ ５ ／，ｐ 而且 增加 经济 效益 ，促进 渔业 的发 展 。 ２ ｇ Ｈ Ｕ 值 ７ ，温 度 ３ ． ２ ５℃ ，超 声波 辅 助提 取 时 间 ３ｍｉ，酶 ｎ 胶原蛋 白的提取从传 统的溶剂萃 取法 到酶法 、 超 声 辅 助法 和 微 波 辅 助法 等 ，而 对 于 鱼 皮 胶 原 蛋 白 解 时 间 ７ｈ ，得率 达 ９ ． ２４ ％。
１ 鱼皮胶 原 蛋 白的特 性及 应用
当广泛 ，但其主要是应用 于食 品中 ，包括功能保健 食 品 、食 品添 加剂 、食 品包装 材料 等 。
２ 鱼 皮胶原 蛋 白提取 方法
２１ 酶 提取法 ． 目前 ，酶 法 提 取 已广 泛 用 于 各 类 不 同 物 质 的 提
胶 原 蛋 白是 一 种 白色 、不 透 明 、无 支 链 的纤 维 蛋 白质 ，其 广 泛存 在 于 动物 的皮 、骨 、软骨 、牙齿 、 肌腱 、韧 带 和血 管 中 ，是 结 缔 组 织 极 重要 的 结 构 蛋 白质 ，起 着 支 撑器 官 、保 护 机体 的功 能 【 ５ １ 皮 中含 。鱼
胶原蛋白的提取、性质及其应用的研究进展
doi:10.16736/41-1434/ts.2021.16.012
胶原蛋白的提取、性质及其应用的研究进展
Research Progress in Extraction, Properties and Application of Collagen
关键词：胶原蛋白；提取工艺；性质；应用 Abstract：In recent years, the demand for collagen in the food and biopharmaceutical industries has continued to grow, and its research and application have attracted widespread attention. The main sources of collagen include mammals and aquatic animals. However, there are differences in the preparation of collagen from different sources, which in turn affects the properties of collagen, and ultimately leads to different application fields of collagen. This article summarizes the factors affecting the extraction, properties and applications of collagen, in order to have a more comprehensive and in-depth understanding of collagen, and explore the wider application of collagen in the future. Keywords：collagen; extraction process; properties; application 中图分类号：TQ936.2
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微波法提取鱼鳞胶原蛋白及其性质研究摘要：以淡水鱼加工后的下脚料鱼鳞为原料，采用微波法提取其中的胶原蛋白，设计单因素试验和正交试验考察乙酸浓度、微波功率、微波处理时间和料液比对鱼鳞中胶原蛋白提取率的影响。
结果表明，优化的提取工艺条件为微波功率400 W、0.6 mol/L的乙酸溶液作提取剂、料液比m鱼鳞∶V乙酸=1∶25（g/mL）、微波处理时间5 min，此条件下胶原蛋白提取液中羟脯氨酸含量为186.358 mg/g，胶原蛋白提取率为41.37%。
对提取的鱼鳞胶原蛋白进行性质测定，结果表明鱼鳞胶原蛋白的吸水性0.466 g/g、溶解性100%、乳化性51.67%、乳化稳定性91%、吸油性2.8 mL/g、起泡性84%，综合性质较好。
关键词：胶原蛋白；鱼鳞；微波法提取；性质中国每年淡水鱼加工业的废弃物总量在200万t以上，其中鱼鳞约占15%[1-3]。
鱼鳞主要成分是Ⅰ型胶原蛋白和羟基磷灰石，其中胶原蛋白可用于制作生物医用材料等，有较高的经济价值[4，5]。
对淡水鱼加工生产中的下脚料鱼鳞进行综合利用研究，提高水产品加工水平，可带来较好的经济效益和社会效益。
目前鱼鳞胶原蛋白的主要制备方法有水提法、酶解法、酸法等[6]，但在大规模生产中的应用还有一定局限性。
微波法萃取是近年发展起来的一种新型提取技术，具有选择性高、萃取效率高、节约能源等优点。
本试验采用微波法从鱼鳞中提取胶原蛋白，并对所提取胶原蛋白的性质进行研究，为实现鱼鳞胶原蛋白的大规模生产奠定基础。
1 材料与方法1.1 材料与仪器混合鱼鳞取自西昌农贸市场。
主要试剂包括羟脯氨酸（Hyp）标准液、对二甲基氨基苯甲酸显色试剂、高氯酸、氯胺T溶液、胃蛋白酶、大豆色拉油、活性炭等。
主要仪器有立式电热鼓风干燥箱、微波炉、粉碎机、旋转黏度计、高速离心机、试验用微型粉碎机、组织捣碎机、冷冻干燥机等。
1.2 试验方法1.2.1 鱼鳞胶原蛋白的提取新鲜混合鱼鳞用清水洗净，0.1 mol/L NaOH浸泡24 h[7]，0.6 mol/L HCl浸泡24 h，蒸馏水洗净，36 ℃干燥后粉碎[8]。
加入乙酸溶液后采用微波处理一段时间以提取胶原蛋白[9]。
在胶原蛋白粗提液中加入3～5 g活性炭，搅拌30 min，纱布过滤后4 000 r/min离心20 min，倾出上清液，重复操作1次，过滤得到胶原蛋白液。
用比色法测定胶原蛋白液中的羟脯氨酸含量，由于淡水鱼鳞胶原蛋白中羟脯氨酸含量是相对固定的，因此试验过程中以羟脯氨酸含量表示胶原蛋白的含量[10]。
将胶原蛋白粗提液置于不锈钢托盘中，于冰箱冷冻室内冻结成冰，冷冻干燥机预冷至-45 ℃后放入冻结样品，开启真空泵冷冻干燥20 h以上，得胶原蛋白干制品[11]。
设计单因素试验和正交试验考察乙酸浓度、微波处理时间、微波功率和料液比对胶原蛋白提取率的影响[12，13]。
①乙酸浓度。
分别以浓度为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0 mol/L的乙醇浓度作为提取剂，在料液比1∶20（m鱼鳞∶V乙酸，g/mL，下同）、微波功率500 W的条件下提取3 min。
②微波处理时间。
在料液比1∶20、微波功率500 W、0.6 mol/L的乙酸溶液作为提取剂的条件下分别提取1、2、3、4、5、6、7 min。
③微波功率。
以0.6 mol/L的乙酸溶液为提取剂、微波处理时间3 min、料液比1∶20，微波功率分别为100、200、300、400、500、600、700、800 W。
④料液比。
微波处理时间3 min、0.6 mol/L 的乙酸溶液作提取剂、微波功率500 W，料液比分别为1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35、1∶40。
⑤正交试验。
设置四因素三水平正交试验进一步考察微波功率、乙酸浓度、料液比和微波处理时间对胶原蛋白提取率的影响，正交试验因素与水平见表1。
1.2.2 胶原蛋白性质研究参考金成[5]、段蕊等[14]的方法测定所提取鱼鳞胶原蛋白的吸水性、溶解性、乳化能力、乳化稳定性、吸油性和起泡性等。
2 结果与分析2.1 鱼鳞胶原蛋白提取条件的优化2.1.1 乙酸浓度对胶原蛋白提取率的影响乙酸浓度对胶原蛋白提取率的影响结果见图1。
由图1可以看出，随着乙酸浓度的增加，提取液中羟脯氨酸含量呈先升高后降低的趋势，乙酸浓度为0.7 mol/L时胶原蛋白提取率最高。
2.1.2 微波处理时间对胶原蛋白提取率的影响不同微波处理时间对胶原蛋白提取率的影响结果见图2。
由图2可以看出，随着微波处理时间的延长，提取液中的羟脯氨酸含量先升高，微波处理时间为4 min时胶原蛋白提取率最高，之后随着处理时间的延长胶原蛋白提取率反而下降。
2.1.3 微波功率对胶原蛋白提取率的影响微波功率对胶原蛋白提取率的影响结果见图3。
由图3可知，随着微波功率的升高提取液中羟脯氨酸的含量先增加，微波功率为500 W时胶原蛋白提取率最高，微波功率继续升高，提取液中羟脯氨酸的含量反而降低。
2.1.4 料液比对胶原蛋白提取率的影响料液比对胶原蛋白提取率的影响结果见图4。
由图4可知，随着提取溶剂乙酸溶液用量的增加，提取液中羟脯氨酸的含量呈先升高后下降的变化趋势，但总的变化幅度不大。
料液比为1∶25时胶原蛋白提取率最高。
2.1.5 正交试验结果正交试验结果见表2。
由表2可知，各因素对鱼鳞胶原蛋白提取率的影响由大到小依次为料液比、微波处理时间、微波功率、乙酸浓度。
最佳试验条件组合为A1B1C2D3，即微波功率400 W、0.6 mol/L的乙酸溶液作提取剂、料液比1∶25、微波处理时间5 min。
最佳试验条件组合不在正交试验组合中，故在该条件下进行验证试验，所得胶原提取液中羟脯氨酸含量为186.358 mg/g，高于所有正交试验组合的结果，表明正交试验结果是可行的。
鱼鳞胶原蛋白干燥后称重，计算得到胶原蛋白提取率为41.37%。
2.2 胶原蛋白性质测定结果1）吸水性。
测定吸水性试验前后胶原蛋白的质量，吸水率=（吸水前胶原蛋白质量-吸水后胶原蛋白质量）/吸水前胶原蛋白质量，吸水性为0.466 g/g。
2）溶解性。
取胶原蛋白0.3 g溶于20 mL蒸馏水中，静置，调节pH 7，定容至25 mL，4 000 r/min离心15 min，离心后的液体无分层现象，说明胶原蛋白的溶解性很好，达到100%。
3）乳化性。
经乳化性试验后胶原乳化层体积为15.5 mL，总高度为30 mL，乳化性为51.67%。
胶原蛋白乳化稳定性测定结果显示微波法提取的鱼鳞胶原蛋白乳化稳定性为91%，与乙酸提取法所得的胶原蛋白乳化稳定性相差不大。
4）吸油性。
微波法提取的鱼鳞胶原蛋白的吸油性为2.8 mL/g。
5）起泡性。
微波法提取的鱼鳞胶原蛋白的起泡性为84%。
3 小结与讨论采用微波法提取鱼鳞中胶原蛋白，在单因素试验的基础上设计正交试验考察乙酸浓度、微波功率、微波处理时间和料液比对鱼鳞中胶原蛋白提取率的影响。
得到优化的提取条件为微波功率400 W、0.6 mol/L 的乙酸溶液作提取剂、料液比1∶25、微波处理时间5 min，此时提取液中羟脯氨酸含量为186.358 mg/g，鱼鳞胶原蛋白提取率达到41.37%，在今后的试验中还可继续优化提取条件提高提取率。
试验提取到的鱼鳞胶原蛋白的吸水性0.466 g/g，溶解性100%、乳化性51.67%、乳化稳定性91%、吸油性2.8 mL/g、起泡性84%，综合性质较好。
试验结果可为鱼鳞胶原蛋白的开发利用奠定基础。
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