利用黑線鱈和狹鱈加工副產(chǎn)品制備膠原的表征及其功能評(píng)價(jià).pdf

1、海洋動(dòng)物膠原蛋白,特別是魚皮膠原逐漸受到人們的關(guān)注。由于魚類屬于變溫動(dòng)物,與哺乳動(dòng)物膠原相比擁有獨(dú)特的氨基酸組成,因此魚皮膠原蛋白有若干特殊性質(zhì)。為了使以水產(chǎn)加工的副產(chǎn)品得到充分的利用,本文以廉價(jià)易得的水產(chǎn)加工下腳料黑線鱈(Melanogrammus aeglefinus)和狹鱈(Theragra chalcogramma)魚皮為原料,提取了酸溶膠原(Acid-soluble collagen,ASC)。通過對(duì)多種預(yù)處理和提取方法的對(duì)比

2、選擇出了優(yōu)化的制備方法。利用酸和酶作為催化劑研究了ASC的水解與產(chǎn)物分子量之間的關(guān)系。并利用小鼠和雞胚以及毛發(fā)為模型,分別研究了兩種魚皮酸溶膠原及其部分水解物的體內(nèi)和體外功能特性。
　　 除機(jī)械剪切以外,分別用微波處理和超聲波的預(yù)處理方法,在三種溫度條件下用乙酸溶液對(duì)黑線鱈和狹鱈魚皮原料進(jìn)行ASC提取。經(jīng)比較產(chǎn)率和產(chǎn)品的性質(zhì)特征,優(yōu)化的制備條件為,半時(shí)間歇超聲處理120 s,20℃下用0.5 M乙酸溶液提取,兩種魚皮ASC的產(chǎn)率

3、分別達(dá)到15.05％和13.11％,產(chǎn)品符合膠原的典型特征且純度較高,原有結(jié)構(gòu)保持較好。
　　 對(duì)制得的黑線鱈和狹鱈魚皮ASC進(jìn)行了基本性質(zhì)表征,紫外光譜顯示二者分別在233 nm和230 nm處有最大光吸收。傅立葉變換紅外光譜表明所提取的兩種膠原保持了原有的螺旋結(jié)構(gòu)。氨基酸組成顯示黑線鱈和狹鱈魚皮ASC的甘氨酸分別達(dá)21.1％和19.8％,羥脯氨酸分別約占7.8％和6.9％,組成與其它一些魚類ASC有相似之處。通過凝膠電泳分析

4、,確定兩種膠原由至少2種不同的α肽鏈組成,均被鑒定為Ⅰ型膠原蛋白。此外,黑線鱈和狹鱈魚皮ASC的熱變性溫度相差不大,均較陸生動(dòng)物低,并顯示出與羥脯氨酸含量的相關(guān)性。
　　 利用三種不同濃度酸和三種不同的蛋白酶分別對(duì)黑線鱈和狹鱈魚皮ASC進(jìn)行水解。黑線鱈和狹鱈魚皮ASC的酸水解物分子量范圍分別是3.5-53.4 kDa和2.6-46.4 kDa。黑線鱈和狹鱈魚皮ASC酶水解物的平均分子量范圍分別是6.8-37.1kDa和5.9-3

5、1.2 kDa。酶促水解中,酶活性、反應(yīng)時(shí)間和水解物平均分子量的關(guān)系比酸水解復(fù)雜,酸水解更具有隨機(jī)性,生成物平均分子量穩(wěn)定。從兩種魚皮膠原的酸水解物中,選擇兩組具有平均分子量由大到小梯度的水解物1-4與兩種ASC共同進(jìn)行功能評(píng)價(jià)。
　　 體內(nèi)功能實(shí)驗(yàn)中,黑線鱈和狹鱈魚皮ASC及水解物1和2顯示出明顯的止血功能和促凝功能,其中,黑線鱈魚皮ASC及其水解物1分別縮短凝血時(shí)間達(dá)26.5％和22.9％；狹鱈魚皮ASC及其水解物1分別縮短

6、27.0％和19.1％。外傷愈合實(shí)驗(yàn)中,黑線鱈魚皮ASC及其水解物最高可縮短小鼠外傷愈合時(shí)間達(dá)30.4％,狹鱈及其水解物1也分別縮短愈合時(shí)間26.1％和21.7％。
　　 燙傷修復(fù)實(shí)驗(yàn)中,兩種魚皮ASC及各自水解物均顯示出一定的積極作用但程度不同,其中用各自較低分子量的水解物3和4處理過的小鼠皮膚組織修復(fù)跡象最明顯。血管生成實(shí)驗(yàn)表明,黑線鱈魚皮ASC及其水解物1和狹鱈魚皮ASC的處理對(duì)雞胚尿囊膜(Chick embryo cho

7、rioallantoic membrane,CAM)有促進(jìn)血管生成的作用,其主要方式是促進(jìn)CAM中毛細(xì)血管床的血管分支及小血管發(fā)生,且對(duì)胚胎未見毒害作用。
　　 體外功能實(shí)驗(yàn)中,黑線鱈魚皮ASC的低分子量水解物3和4經(jīng)處理1h后的頭發(fā)在強(qiáng)度和拉伸率上有較明顯的改善。狹鱈魚皮ASC的低分子量水解物則需對(duì)頭發(fā)處理2 h以上才有效。體外凝血實(shí)驗(yàn)中,黑線鱈和狹鱈魚皮ASC均對(duì)凝血形態(tài)有顯著影響,引發(fā)形成纖維狀凝血塊,其各自的大分子量水解