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酶解—糖基化对猪皮胶原蛋白特性的影响目录一、研究背景与目的 (1)1. 猪皮胶原蛋白特性概述 (2)2. 研究意义与应用价值 (2)二、酶解工艺及参数优化研究 (3)1. 实验材料与试剂选择 (5)1.1 猪皮来源与处理工艺 (6)1.2 酶的种类与性质选择 (6)2. 实验方法与工艺流程 (7)2.1 酶解反应条件设置与优化 (8)2.2 酶解过程中理化性质变化分析 (9)三、糖基化反应研究及其对胶原蛋白特性的影响 (10)1. 糖基化反应原理及特点介绍 (11)2. 糖基化反应条件优化探索 (12)2.1 不同糖种类与浓度筛选 (13)2.2 反应温度与pH值调控策略 (14)四、猪皮胶原蛋白酶解—糖基化反应过程研究分析 (15)一、研究背景与目的随着生物技术和食品科学领域的迅速发展，猪皮胶原蛋白作为一种重要的天然高分子生物材料，其提取、加工及应用的深入研究受到了广泛关注。
猪皮胶原蛋白因其独特的物理、化学性质以及良好的生物相容性、可降解性，在生物医学工程、化妆品、食品工业等领域具有广泛的应用前景。
酶解和糖基化是两种重要的化学修饰手段，能够显著改变猪皮胶原蛋白的结构和性质。
酶解过程通过酶的作用，使胶原蛋白分子内部的肽键断裂，产生不同长度的肽段，这不仅可以改善胶原蛋白的溶解性，还能产生一系列具有生物活性的多肽。
而糖基化反应则通过引入糖基团，改变胶原蛋白的理化性质和生物学功能，如提高其亲水性、增强与细胞的相互作用等。
本研究旨在探讨酶解和糖基化对猪皮胶原蛋白特性的影响，通过系统研究这两种化学修饰方法对猪皮胶原蛋白结构、功能性质以及生物活性的改变，有望为猪皮胶原蛋白的高值化利用提供理论支持和技术指导。
本研究还将为拓展猪皮胶原蛋白在生物医药、功能食品、化妆品等领域的应用提供科学依据。
1. 猪皮胶原蛋白特性概述优良的物理性质：猪皮胶原蛋白具有较高的分子量、良好的溶解性和稳定性，便于加工和应用。
多样的生物活性：猪皮胶原蛋白具有良好的生物活性，如促进伤口愈合、减少炎症反应、增强免疫功能等。
动物药猪肤胶原的提取工艺优化
李春楠;孙佳明;张辉
【期刊名称】《吉林中医药》
【年(卷),期】2011(031)004
【摘要】目的:对猪肤中胶原蛋白的提取和纯化进行研究,优化猪肤胶原蛋白提取工艺条件.方法:采用酶解法对猪皮胶原蛋白提取,采用电泳法对其肽链的结构和纯度进行了检测.结果:通过正交法确定了柠檬酸酶解法提取猪皮胶原蛋白最佳工艺:4℃,料液比1:20,m(酶):m(原料)=1:50,72 h.结论:采用本工艺提取的胶原蛋白方法简单,结构完整、纯度高.
【总页数】2页(P360-361)
【作者】李春楠;孙佳明;张辉
【作者单位】长春中医药大学研发中心,吉林,长春,130117;长春中医药大学研发中心,吉林,长春,130117;长春中医药大学研发中心,吉林,长春,130117
【正文语种】中文
【中图分类】R282.74
【相关文献】
1.动物药猪胆汁现代临床应用 [J], 张保国;刘庆芳
2.《伤寒论》“猪肤汤”中“猪肤”考 [J], 赵金伟;缪睿
3.猪肤胶原蛋白肽脂质体的制备及其质量评价 [J], 王芳; 谢甜甜
4.牦牛蹄筋胶原蛋白提取工艺优化 [J], 孙培利;谈花;王晓燕;曹效海;王树林
5.苗岭洁肤霜“神药”其实不是药 [J],
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第２６卷第３期２００８年９月胶体与聚合物ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｌｌｏｉｄ＆ｐｏｌｙｍｅｒＶｏｌ．２６Ｎｏ．３Ｓｅｐ．２００８胶原具有生物相容性、可生物降解性以及生物活性如低抗原性、在体内易被人体吸收、能促进细胞成活与生长、促进血小板凝结等。
胶原经特殊处理后可用于美容、烧伤和创伤治疗、矫形、组织修复、创面止血等医药卫生领域。
胶原及其降解产物与人皮肤胶原的结构相似、相容性好，存在着离子键、氢键等相互作用，由其制备的化妆品材料，可以渗透到皮肤的深层，对皮肤没有刺激作用，是一类十分有效的化妆品添加剂或原料［１］。
胶原、明胶、胶原多肽虽然都可以从动物同一组织获得，但制备工艺不同使它们具有不同的分子结构和理化性能［２］。
研究表明，胶原、明胶和水解胶原蛋白中只有胶原具有明显促进角质形成细胞生长繁殖的生理活性，并且由于胶原具有特殊的三股螺旋结构，其保湿性、吸湿性及组织修复性要优于明胶和胶原多肽［３，４］。
鉴于天然胶原的分子量非常大，难以被皮肤表皮充分吸收，而胶原及降解产物对温度较敏感。
本文探讨了活性胶原的提取及通过低温酶解得到相对分子量小、具有三股螺旋结构的活性降解产物。
１实验部分１．１主要仪器及试剂冷冻离心机，科大创新股份有限公司；冷冻干燥机，宁波新芝仪器有限公司；匀浆机，Ｗａｒｎ－ｉｎｇ，ＵＳＡ；电泳仪，北京六一电泳仪器厂；傅立叶红外（ＮｉｃｏｌｅｔＡｖａｔａｒ３７０），ＴｈｅｒｍｏＥｌｅｃｔｒｏｎｃｏｒｐｏ－ｒａｔｉｏｎ；新鲜猪皮（市售），胃蛋白酶（１∶３０００，Ｓｉｇ－ｍａ），细菌胶原酶（ＥＣ３．４．２４．３，Ｓｉｇｍａ），透析膜（截留值５０００，Ｓｉｇｍａ），市售胶原多肽粉末，其他药品均为分析纯．１．２胶原的提取［５，６］新鲜猪皮经除皮下脂肪、脱毛、切碎、盐溶液浸泡、酸／胃蛋白酶处理、过滤、盐析、离心、醋酸溶解、透析、冷冻干燥顺序提取。
１．３胶原酶解产物的制备［７］用ＮａＣｌ、ＣａＣｌ２、Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ、ｐＨ７．５配降解所需缓冲液，将胶原酶与胶原以质量比１／２０加入到降解缓冲液中，其中胶原浓度６ｍｇ／ｍｌ，置于２０℃下降解４ｈ。
胃蛋白酶法提取猪皮胶原蛋白的条件优化刘瑞;南文滨;陈红丽;郭伟云;陈红蕾;黄小芳;陈军亮;罗福星;李翠翠【期刊名称】《新乡医学院学报》【年(卷),期】2012(029)011【摘要】目的采用胃蛋白酶法从新鲜猪皮中提取胶原蛋白,以胶原蛋白提取收率及机械强度为考察指标,确定最佳酶解条件.方法胃蛋白酶解提取猪皮中胶原蛋白,扫描电镜观察胶原蛋白的表面形貌,通过傅里叶红外光谱(FTIR)法及拉力试验机分析胶原蛋白的化学结构及机械强度,通过测定胶原中羟脯氨酸的含量测定胶原提取收率,设计正交试验,探索最佳酶解条件.结果成功从新鲜猪皮中提取胶原蛋白,红外光谱测试显示提取产物具有三股螺旋结构,在酶解温度20℃,酶浓度2％,酶溶液pH 2.0,酶解时间24h时提取胶原蛋白质量最优,测得胶原得率(83.7±2.8)％,断裂强度为(0.034 ±0.003)N·mm-2.结论胃蛋白酶可以在较温和的条件下高效率地将胶原蛋白从猪皮组织中提取出来,提取工艺高效简洁.%Objective To extract and purify collagen from the fresh pigskin,and make sure the optimum preparation conditions according to yield and tensile strength for collagen by enzyme hydrolysis extraction. Methods Collagen was extract from the pigskin with pepsin. The surface morphous of collagen was observed by scanning electron microscope ( SEM) , the chemcial constitution and tensile strength of collagen protein were analyzed by Fourier transform infrared ( FTIR) and tensile testing machine. The yield of the collagen were determine by testing the hydroxyproline content in the collagen. Enzymatic condition was optimized by the orthogonal design with collagen yield and tensilestrength as indexes. Results Collagen was extracted from the pig skin successful, it forms a triple helix conformation by FTIR. The optimum extraction condition was obtained as follows:enzyme content 2% ,pH 2. 0,enzymatic hydrolyzed for 24 hours at 20 ℃. The yield of collagenwas(83.7 ± 2.8)% .breaking strength was (0.034 ±0. 003) N · mm‐2. Conclusion This method that extract and purify collagen from the pigskin by pepsin is high efficiency and terse.【总页数】3页(P821-823)【作者】刘瑞;南文滨;陈红丽;郭伟云;陈红蕾;黄小芳;陈军亮;罗福星;李翠翠【作者单位】新乡医学院三全学院生命科学技术学院,河南新乡453003;新乡医学院生命科学技术学院干细胞与生物治疗技术研究中心,河南新乡453003;新乡医学院生命科学技术学院干细胞与生物治疗技术研究中心,河南新乡453003;新乡医学院生命科学技术学院干细胞与生物治疗技术研究中心,河南新乡453003;新乡医学院三全学院生命科学技术学院,河南新乡453003;新乡医学院生命科学技术学院干细胞与生物治疗技术研究中心,河南新乡453003;新乡医学院生命科学技术学院干细胞与生物治疗技术研究中心,河南新乡453003;新乡医学院生命科学技术学院干细胞与生物治疗技术研究中心,河南新乡453003;新乡医学院生命科学技术学院干细胞与生物治疗技术研究中心,河南新乡453003【正文语种】中文【中图分类】R392.6【相关文献】1.猪皮胶原蛋白制备及其抗氧化肽水解条件优化 [J], 杨芳宁;张慧芸;康怀彬2.微波辅助提取猪皮胶原蛋白工艺优化 [J], 李兴武;李洪军3.几种酶法从猪皮中提取胶原蛋白的对比研究 [J], 王川;李燕;马志英;蓝蔚青4.不同酶法对猪皮中提取胶原蛋白的紫外线吸收对比分析 [J], 项智锋;谢红兵5.响应面法优化金线鱼胃蛋白酶提取条件的研究 [J], 陶红;赵谋明;王金水;崔春;吴晖因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
猪皮胶制备中的酶解工艺研究林瑜【摘要】以单因素分析为基础,结合正交试验,水解度和感官评分为指标,研究木瓜蛋白酶酶法制备猪皮胶的最佳工艺条件。
结果表明：在料液比3：1、pH值6.0、加酶量2.5%、酶解温度50℃、酶解时间2.5 h的条件下酶解猪皮,效果最佳,且制成品品质优良。
%Enzymolysis technology in the processing of pig skin gelatin was studied through single factor and orthogonal experiments.The affecting factors of hydrolysis were investigated.The results showed that the best conditions for the hydrolysis of pig skin were: liquid ratio 3:1,pH 6,ratio of papain 2.5%,hydrolyzing temperature 50℃ and total hydrolyzing time 2.5h.Under these conditions,the hydrolysis of pig skin could reach the best degree,and its gelatin could have good taste.【期刊名称】《龙岩学院学报》【年(卷),期】2012(030)005【总页数】6页(P83-88)【关键词】酶解;猪皮胶;水解度;感官评定【作者】林瑜【作者单位】闽西职业技术学院,福建龙岩364021【正文语种】中文【中图分类】TS251.92据统计猪皮占猪胴体质量的10%，猪皮主要成分是水和蛋白质，及少量的脂肪、纤维素和矿物质，其中水分含量为70%～75%、蛋白质为21%～23%、脂肪约为1%、灰分约为0.5%，[1]是一种低脂肪、低热量和高蛋白的健康食品。
收稿日期:20050627作者简介:胡二坤(1981),女,河南济源人,硕士;主要从事蛋白资源的研究和综合利用.文章编号:16732383(2006)01005004猪皮中胶原蛋白的提取胡二坤,郭兴凤,谭凤艳,李中皓(河南工业大学粮油食品学院,河南郑州450052)摘要:对猪皮中胶原蛋白进行提取.用枯草杆菌中性蛋白酶预处理猪皮,再用水抽提的方法提取胶原蛋白.在单因素试验的基础上,通过正交实验确定了胶原蛋白提取的最佳条件:酶处理pH 6,加酶量(E/S )400U/g ,温度35℃,处理时间2h ;水抽提时间4h ,水抽提固液比(g/m L )1∶6.对比试验结果表明:从经过酶处理和未经酶处理的猪皮中提取胶原蛋白,前者的提取率大大高于后者.关键词:胶原蛋白;酶处理;提取率中图分类号:TS20112 文献标识码:B0 前言猪皮中的蛋白质含量高达33%,其中胶原蛋白含量为8718%[1],而瘦猪肉的蛋白含量仅为18%左右.由此看来猪皮中的蛋白质含量远高于瘦猪肉,其营养价值十分可观.此外胶原蛋白具有特殊的结构与功能,并具有广泛的用途,开发胶原蛋白产品已经成为人们研究的热点[2].随着生物和高分子科学的不断发展,人们会对此有更深的了解和认识,因此开发胶原蛋白资源具有广阔的前景[2].本研究主要利用蛋白酶预处理猪皮之后采用水抽提的方法提取猪皮中的胶原蛋白.在单因素分析的基础上采用正交实验确定了胶原蛋白提取的最佳条件,是对胶原蛋白的提取进行的基础性研究工作.1 实验材料及方法111 实验材料和实验仪器11111 实验材料猪皮:购于郑州双汇肉店.枯草杆菌中性蛋白酶:无锡星达酶制剂公司,酶活40000U/g.11112 实验仪器H J —6A 数显多头恒温磁力搅拌器,电动搅拌器,旋转蒸发器,真空干燥箱,LI BROR AE L —200电子天平等.112 实验方法11211 猪皮的简单预处理[3]将皮下脂肪剔除,切成10mm ×10mm 的小块,用35℃的清水洗2次,再用4～5倍40℃温水和脱脂液(8%Na 2C O 3溶液)(2∶1,V ∶V )洗1次,10min 后滤去温水,再重复一次.最后用清水再洗2次.11212 猪皮的酶处理和水抽提称取一定量经简单预处理的皮块于烧杯中,加入相应量的酶并用缓冲溶液控制pH 值,在一定温度下搅拌一定时间,弃去酶溶液,用含NaCl 的稀盐酸溶液灭酶,至皮内残存酶全部失活[4].水洗2次,然后加入一定量蒸馏水并调节水pH 至中性,65℃水浴中搅拌一定时间[5],趁热用纱布过滤得水抽提产物.11213 水抽提物的浓缩和粉碎用旋转蒸发器将水抽提产物浓缩,在真空条件下干燥并超微粉碎.11214 蛋白质含量的测定微量凯氏定氮[6].11215 胶原蛋白提取率的计算提取率=水抽提得到的胶原蛋白的量猪皮中胶原蛋白总量×100%第27卷第1期河南工业大学学报(自然科学版)V ol.27,N o.12006年2月Journal of Henan University of T echnology (Natural Science Edition )Feb.20062 结果与讨论211 酶处理条件对胶原蛋白提取率的影响 称取一定量经简单预处理的猪皮,在不同条件下进行酶处理,之后进行水抽提,水抽提时间4h 、温度65℃、固液比1∶6.21111 酶处理pH值对胶原蛋白提取率的影响称取一定量经简单预处理的猪皮,在不同pH 的缓冲溶液体系下进行酶处理,酶处理温度35℃、酶处理时间2h 、加酶量400U/g.之后进行水抽提,实验结果见图1.图1 酶处理时pH 对提取率的影响 从图1可以看出,胶原蛋白的提取率在pH 值615时最大.而在两边区域,提取率均有所降低.这说明对于枯草杆菌中性蛋白酶而言,在pH 615时,对猪皮的处理效果最好.21112 酶处理时间对胶原蛋白提取率的影响称取一定量经简单预处理的猪皮,用酶处理不同的时间,酶处理温度35℃、pH 615、加酶量400U/g.之后进行水抽提,实验结果见图2.图2 酶处理时间对提取率的影响 从图2可以看出,胶原蛋白的提取率在酶处理时间为2h 时出现最高值.而在两边区域,提取率均有所降低,酶处理时间过短,不能充分疏松猪皮表层结构、除去非纤维蛋白中的球状蛋白、软化胶原蛋白的皮层,水抽提时也不能充分提取胶原蛋白.酶处理时间过长,猪皮中部分胶原蛋白可能溶于缓冲溶液中,导致猪皮中胶原蛋白溶失[7],胶原蛋白提取率降低.因此酶处理时间过长或过短,都会影响胶原蛋白的提取率.21113 酶处理温度对提取率的影响称取一定量经简单预处理的猪皮,在不同温度下进行酶处理,酶处理时间2h 、pH 615、加酶量400U/g.之后水抽提提取胶原蛋白,实验结果见图3.图3 酶处理温度对提取率的影响 从图3可以看出,胶原蛋白的提取率在酶处理温度40℃时出现最高值.而在两边区域,提取率均有所降低.说明枯草杆菌中性蛋白酶在40℃时酶处理效果最好,过高或者过低的温度都可能导致酶活性的降低,甚至失活,从而影响酶处理的效果.21114 加酶量对胶原蛋白提取率的影响称取一定量经简单预处理的猪皮,采用不同的加酶量对猪皮进行酶处理,酶处理温度40℃、pH 615、时间2h.之后进行水抽提,实验结果见图4.图4 加酶量对提取率的影响第1期胡二坤等:猪皮中胶原蛋白的提取51 从图4可以看出,胶原蛋白的提取率在加酶量400U ・g -1时出现最高值.而在两边区域,提取率均有所降低.这是由于枯草杆菌中性蛋白酶作为一种生物催化剂,对底物的吸附作用有一定的饱和度,随着加酶量的增加,与底物的结合是逐渐饱和的,因此提取率逐渐增加;然而,当酶用量增大到饱和值后,猪皮中一部分胶原蛋白由于受酶作用而被缓冲溶液溶解,所以导致提取率略有下降.212 水抽提条件对胶原蛋白提取率的影响 酶处理条件为加酶量(E/S )400U/g ,pH 615,酶处理温度40℃,酶处理时间2h.水抽提过程中为了最大限度的保证胶原蛋白的结构不被破坏,又有利于胶原蛋白的提取,温度选择65℃[1].21211 水抽提液固比对胶原蛋白提取率的影响不同液固比(mL/g )对胶原蛋白的提取率的影响结果见图5,其中液固比2∶1图中表示为2,依次类推.图5 水抽提液固比对提取率的影响 从图5可以看出,胶原蛋白的抽提率在5∶1之前变化很缓慢,然而在5∶1～6∶1之间迅速提高,而到6∶1之后就接近平缓.这说明本实验在液固比为5∶1之前和6∶1之后的抽提率变化不大,这是因为在水抽提胶原蛋白的过程中,由于胶原蛋白的胶体性质,溶液的粘度越来越大,自由状态下的水饱和程度越来越高,膨胀水的溶解性越来越弱[4],在水量不足的条件下,导致胶原蛋白的提取率下降,当加水量增加到一定数值,水对于胶原蛋白的溶解性会大大提高,从而导致提取率提高.当胶原蛋白基本被抽提完全后,增加水用量对胶原蛋白的提取率基本不再发生变化.21212 水抽提时间对胶原蛋白提取率的影响 不同的抽提时间对胶原蛋白提取率的影响的实验结果见图6.从图6可以看出,胶原蛋白的提取率随水抽提时间的延长而不断提高,达到4h 后,提取率变化不显著.这是由于4h 之后,猪皮中胶原蛋白已经基本被提取完全,所以提取率变化很小.图6 水抽提时间对提取率的影响213 胶原蛋白提取正交实验结果 单因素实验结果显示酶处理胶原蛋白提取率影响较大,因此选择酶处理时pH 、温度、酶处理时间进行酶处理水抽提猪皮中胶原蛋白的3因素3水平的正交实验,按L 9(34)正交表设计表(见表1).实验中水抽提胶原蛋白的实验条件为:水浴温度65℃、抽提时间4h 、抽提时液固比1∶6.正交实验结果及数据分析见表21由正交实验结果可以看出,对胶原蛋白提取率影响最大的是酶处理时的pH 值,然后依次是酶处理时间、酶处理温度.综合分析最终确定了最佳提取条件是酶处理pH 6,酶处理温度40℃,加酶量400U/g ,酶处理时间2h ;水抽提条件:固液比1∶6,水浴温度65℃,抽提时间4h.表1 因素与水平水平pH 温度/℃时间/h123610615710354045123214 对比实验 实验过程中为了验证酶处理的效果,取5g 经简单预处理过的猪皮,而不进行酶处理,直接在65℃、固液比1∶6的条件下抽提4h.结果表明胶原蛋白提取率仅为29%,低于正交实验中任何一个结果,说明水抽提之前进行酶处理可以提高胶原蛋白的提取率.在最佳条件下进行胶原蛋白提取实验,提取率为70154%,高于正交实验中任何一组的结果.52 河南工业大学学报(自然科学版)第27卷表2 正交实验结果及极差分析序号pH 温度/℃时间/h提取率/%123456789111222333123123123123231312681487010368130631755316054175511255015051125k1k2k3R68194571375110017194611165810458110311257191611685717331963 结论采用酶法预处理再用水抽提提取猪皮中胶原蛋白的最佳工艺条件是酶处理pH 610、处理温度40℃、加酶量(E/S )400U/g 、处理时间2h ;水抽提时固液比1∶6、水浴温度65℃、抽提时间4h.通过对比实验可以得出结论:用酶法预处理有利于疏松猪皮表层结构,除去非纤维蛋白中的球状蛋白,促使内容物的溶出,软化胶原蛋白的皮层,可以大大提高胶原蛋白的提取率.参考文献:[1] 李开雄,赵志远,刘霞1猪皮中胶原蛋白的提取及其应用[J ]1肉类研究,1996(4):43481[2] Lee Chi H ,SinglaAnuj ,LeeY ugyung 1Biomedical applications of C ollagen [J ]1Inter 2national Journal of Pharmaceutics ,2001,221:1-221[3] 齐玉堂1低脂胶原蛋白制取工艺的研究[J ]1肉类工业,2004(5):28301[4] 胡胜,李志强,陈敏1猪皮残存As11398酶活力的酸性抑制[J ]1中国皮革,2001,30(21):13151[5] 蒋挺大,张春萍1胶原蛋白[M].北京:化学工业出版社,20011[6] 食品卫生检验法(理化部分)[S].北京:中国标准出版社,19861[7] 杜敏,南庆贤1猪皮中胶原蛋白的制备及在食品中的应用[J ]1食品科学,1994(7):37391EXTRACTION OF CO LLAGEN PROTEIN FROM PIG SKINH U Er 2kun ,G UO X ing 2feng ,T AN Feng 2yan ,LI Zhong 2hao(School o f Bioengineering ,Henan Univer sity o f Technology ,Zhengzhou 450052,China )Abstract :The enzymatic extraction of collagen protein from pig skin was studied 1A fter the pig skin was treated withBacillus subtilis neutral proteinase ,collagen protein was extracted by water 1According to the single factors and or 2thog onal experiment the optimal extraction conditions were confirmed as that :pH610,E/S 400U/g ,tem perature 35℃,time 2h for enzymatic processing ;F or water extraction ,the extraction time 4h ,the ratio of liquid and s olid 6∶11The com paris on experiment was done and it showed that after the enzymatic treatment the yield ratio was signif 2icantly im proved 1K ey w ords :collagen protein ;enzymatic treatment ;yield ratio第1期胡二坤等:猪皮中胶原蛋白的提取53。
