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酶法提取是指可溶性膠原和酸溶性膠原被提取后,需用一些蛋白酶,如膠原酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰凝乳蛋白酶等水解,得到不同的酶促溶性膠原蛋白。所使用的蛋白酶主要分3種:動(dòng)物蛋白酶(如胰蛋白酶,胃蛋白酶),植物蛋白酶(如木瓜蛋白酶,菠蘿蛋白酶),微生物蛋白酶(如堿性蛋白酶,中性蛋白酶)。在對(duì)酶法水解膠原蛋白的研究中,以堿性蛋白酶應(yīng)用較多。將膠原進(jìn)行限制性降解,即將末端肽切割下來(lái),由于膠原肽鏈間的共價(jià)鍵都是通過(guò)分子末端肽里的賴氨酸或羥賴氨酸的相互作用形成的,末端肽被切下后,含三螺旋結(jié)構(gòu)的主體部分可溶于稀有機(jī)酸而被提取出來(lái)。用酶處理,可以水解掉膠原纖維蛋白的末端肽,提高膠原蛋白的產(chǎn)率;而且還不會(huì)破壞膠原蛋白的三股螺旋結(jié)構(gòu),保持其特性。影響酶提取的因素有很多,如酶濃度、酶與底物的比例、酶解時(shí)間、酶解溫度、pH值以及料液比等。在實(shí)際操作中,大多數(shù)采用酶復(fù)合法提取膠原蛋白,較多的是使用胃蛋白酶提取,有機(jī)酸多為乙酸。 膠原三肽主要具有以下功能:保濕。天津魚膠原蛋白廠家
交聯(lián)指使膠原分子內(nèi)部和分子間通過(guò)共價(jià)健結(jié)合提高膠原纖維的張力和穩(wěn)定性的方法。該法又分為物理方法、化學(xué)方法和低溫等離子體法,生物學(xué)方法;其中物理方法、化學(xué)方法是較常用的交聯(lián)改性方法,生物學(xué)方法改性膠原蛋白主要在研究有關(guān)動(dòng)物老化的生命現(xiàn)象中涉及,在研制膠原基生物醫(yī)學(xué)材料中少見報(bào)道。[74][127]物理方法通過(guò)物理手段對(duì)膠原蛋白改性有紫外線照射、重度脫水、λ射線照射和熱交聯(lián)等方法。膠原溶液如被紫外線等照射,將在分子間產(chǎn)生交聯(lián),粘度增加,生成凝膠。常用的紫外線交聯(lián)膠原膜的方法是將膠原膜放在鋁箔上,距離254nm紫外燈20cm高度,照射1~5h。對(duì)紫外線照射的膠原膜進(jìn)行力學(xué)性能和膠原酶試驗(yàn)表明:交聯(lián)膠原膜的萎縮溫度Ts和抗膠原酶解的能力均明顯高于未交聯(lián)膠原膜。[128]重度脫水也是膠原蛋白物理改性中常使用的方法,該法是通過(guò)脫水導(dǎo)致膠原分子間交聯(lián),從而增加變性溫度,改善膠原的性能。改性后膠原膜生物相容性提高,降低了水溶性,影響了膜與成骨細(xì)胞的生物相容性。物理方法改性原蛋白的優(yōu)點(diǎn)是可避免外源性有毒化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入膠原內(nèi),缺點(diǎn)是膠原膜交聯(lián)度低,且難以獲得均勻一致的交聯(lián)。 湖北骨膠原蛋白固體飲料氨基酸分子進(jìn)入人體后,合成膠原蛋白,較終被人體吸收。
膠原蛋白是一類蛋白質(zhì)家族,已至少發(fā)現(xiàn)了30余種膠原蛋白鏈的編碼基因,可以形成16種以上的膠原蛋白分子,根據(jù)其結(jié)構(gòu),可以分為纖維膠原、基膜膠原、微纖維膠原、錨定膠原、六邊網(wǎng)狀膠原、非纖維膠原、跨膜膠原等。根據(jù)它們?cè)隗w內(nèi)的分布和功能特點(diǎn),可以將膠原分成間質(zhì)膠原、基底膜膠原和細(xì)胞外周膠原。間質(zhì)型膠原蛋白分子占整個(gè)機(jī)體膠原的絕大部分,包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型膠原蛋白分子,Ⅰ型膠原蛋白主要分布于皮膚、肌腱等組織,也是水產(chǎn)品加工廢棄物(皮、骨和鱗)含量較多的蛋白質(zhì),占全部膠原蛋白含量的80%~90%左右,在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用較為比較廣。Ⅰ型膠原在魚類膠原中一個(gè)較明顯的的特點(diǎn)是熱穩(wěn)定性比較低,并呈現(xiàn)有魚種的特異性。Ⅱ型膠原蛋白由軟骨細(xì)胞產(chǎn)生;基底膜膠原蛋白通常是指Ⅳ型膠原蛋白,其主要分布于基底膜;細(xì)胞外周膠原蛋白通常中指Ⅴ型膠原蛋白,在結(jié)締組織中大量存在。按功能,可將膠原分為兩組,首先組是成纖維膠原,包括第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅺ、ⅩⅩⅣ和ⅩⅩⅦ型膠原;其余是第二組,非成纖維膠原。非成纖維膠原的α-鏈既含有三螺旋域(膠原域,COL),還含有非三螺旋域(非膠原域,NC),其中成纖維膠原約占膠原總數(shù)的90%。
膠原蛋白是生物高分子,動(dòng)物結(jié)締組織中的主要成分,也是哺乳動(dòng)物體內(nèi)含量較多、分布較廣的功能性蛋白,占蛋白質(zhì)總量的25%~30%,某些生物體甚至高達(dá)80%以上。 畜禽源動(dòng)物組織是人們獲取天然膠原蛋白及其膠原肽的主要途徑,但由于相關(guān)畜類疾病和某些宗教信仰限制了人們對(duì)陸生哺乳動(dòng)物膠原蛋白及其制品的使用,現(xiàn)今正在逐步轉(zhuǎn)向海洋生物中開發(fā)。歐洲食品安全局(EFSA)已證實(shí)了即使是動(dòng)物骨骼來(lái)源的膠原蛋白也不存在傳染瘋牛病和其它相關(guān)疾病的可能。膠原蛋白就好比一鍋才煮了一會(huì)兒的奶白色雞湯。
作為生物高分子,膠原的強(qiáng)度不大,有研究表明膠原蛋白的凝膠強(qiáng)度與其濃度的平方幾乎成正比關(guān)系,強(qiáng)度測(cè)定可用凝膠強(qiáng)度計(jì)。特別提示:明膠、膠原蛋白和水解膠原蛋白并不相同。明膠是膠原在高溫作用下的變性產(chǎn)物,其組成復(fù)雜,相對(duì)分子質(zhì)量分布寬,由于高溫造成膠原蛋白變性,膠原分子的3股螺旋結(jié)構(gòu)被破壞,但可能有部分α鏈的螺旋鏈還存在,因此一定濃度的明膠溶液能成凝膠狀。在食品工業(yè)、攝影和制藥業(yè)中被廣泛應(yīng)用。據(jù)報(bào)道,全世界每年生產(chǎn)的明膠產(chǎn)品中,有65%用于食品工業(yè),20%用于照相工業(yè),10%用于制藥工業(yè)。水解膠原蛋白是在較高溫度下用蛋白酶水解膠原或明膠得到的,受溫度和酶的雙重作用,使水解膠原蛋白的相對(duì)分子質(zhì)量比明膠更小,由于在較高溫度條件下,蛋白酶對(duì)膠原肽鍵的水解是隨機(jī)的,使水解得到的蛋白液組成也很復(fù)雜,是相對(duì)分子質(zhì)量從幾千到幾萬(wàn)的蛋白多肽的混合物。由于分子量小,水解膠原蛋白容易降解,所以在營(yíng)養(yǎng)保健品和日用化學(xué)品開發(fā)方面擁有一定的市場(chǎng)。水解膠原蛋白可用于生物發(fā)酵培養(yǎng)基,也可以作為一種高蛋白飼料營(yíng)養(yǎng)添加劑替代進(jìn)口魚粉用于混、配合飼料生產(chǎn)。膠原、明膠和水解膠原蛋白這3種物質(zhì)雖具有同源性,但在結(jié)構(gòu)和性能上卻有很大的區(qū)別。 采用酶法提取膠原蛋白及其多肽的研究主要是從動(dòng)物皮及其加工副產(chǎn)物中。遼寧深海鱈魚膠原蛋白液體飲品
膠原的熱穩(wěn)定性是指測(cè)定其在水系中纖維的熱收縮溫度。天津魚膠原蛋白廠家
膠原蛋白亦可用于食品,早在十二世紀(jì)Bingen的,在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里,含膠原的一些產(chǎn)品被人們認(rèn)為對(duì)關(guān)節(jié)是很有益處的。因?yàn)樗哂羞m用于食品的一些屬性:食用級(jí)通常外觀為白色,口感柔和,味道清淡,易消化??梢越档脱视腿ズ湍懝檀迹⒖梢栽龈唧w內(nèi)某些缺乏的必需微量元素使之維持在一個(gè)相對(duì)的正常范圍之內(nèi),它是一種理想的降血脂食品。此外,有研究表明,膠原蛋白可以協(xié)助排除體內(nèi)的鋁,減少鋁在體內(nèi)的聚集,降低鋁質(zhì)對(duì)人體的危害,并一定程度上促進(jìn)指甲和頭發(fā)的生長(zhǎng)。Ⅱ型膠原是關(guān)節(jié)軟骨中的主要蛋白,因而是潛在的自身抗原。口服后能誘導(dǎo)T細(xì)胞產(chǎn)生免疫耐受,從而抑制T細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫性疾病。膠原多肽是膠原或明膠經(jīng)蛋白酶等降解處理后制得的具有較高消化吸收性、分子量約為2000~30000的產(chǎn)物,不具有明膠的凝膠性能,市場(chǎng)上銷售的膠原多為膠原多肽。 天津魚膠原蛋白廠家
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