胶原蛋白提取
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胶原蛋白提取工艺流程
胶原蛋白是一种重要的结构蛋白,广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。
其提取工艺流程一般包括以下几个步骤:
1. 原料准备:选择适宜的动物组织(如鱼皮、猪皮、牛皮等)作为原料,并进行清洗和消毒处理。
2. 组织切割:将原料动物组织切割成小块,以便后续的酶解和提取操作。
3. 酶解处理:将切割好的组织加入酶解液中,常用的酶有胃蛋白酶、蛋白酶等。
酶解过程中,可通过调节温度、pH值、酶的浓度和酶解时间等参数来控制胶原蛋白的酶解程度。
4. 溶液分离:将酶解后的溶液过滤离心,分离出胶原蛋白溶液。
5. 清洁和浓缩:采用冷沉淀或盐析等方法去除杂质,并对胶原蛋白溶液进行浓缩处理。
6. 精制和除杂:通过离子交换、凝胶过滤等技术对胶原蛋白进行精制和去除杂质。
7. 除菌和冷冻:对提取得到的胶原蛋白进行除菌处理,并将其冷冻保存以保持
其活性和稳定性。
8. 干燥和粉碎:将冷冻的胶原蛋白进行干燥处理,通常采用冷冻干燥或喷雾干燥等方法,然后进行粉碎或研磨,得到胶原蛋白粉末。
以上是一般胶原蛋白提取的工艺流程,具体流程和操作会根据不同的提取目的和要求有所不同。
提取胶原蛋白的工艺也在不断改进和发展,以提高胶原蛋白的纯度和产量。
一种海参胶原蛋白的提取方法
1. 海参准备
选择新鲜的海参,去除内脏,清洁表面,切成细丝状或小块状
2. 浸泡
将切好的海参浸泡在水中或酸性溶液中。
在浸泡过程中,保持温度在25-40℃之间,并不断搅拌。
浸泡的时间根据海参的大小可以在6-10小时之间。
3. 水解
从浸泡液中取出海参,将其放入酸性水解液中。
水解液通常是盐酸、硫酸、乙酸等酸性溶液。
在水解过程中,同样需要保持适宜的温度和不断搅拌。
水解时间根据酸性和海参的大小而异,通常在2-6小时之间。
4. 取得胶原蛋白提取液
将水解液进行离心分离,得到的上层溶液中便含有胶原蛋白。
分离完毕后用适量的盐酸或氢氧化钠进行中和,中和后胶原蛋白提取液的pH值约在6.5-7.5之间,最后用水或其他合适的溶液进行稀释。
5. 脱色
将提取液进行脱色处理,去除其中的色素和杂质。
一般采用活性炭、白土或聚合物等物质进行脱色处理。
6. 浓缩
用适当的方法将胶原蛋白提取液进行浓缩处理,浓缩度达到一定程度后,萃取物可以进行下一步的处理或直接进行冻干保存。
此方法可以充分利用海参中的胶原蛋白资源,获得高质量的胶原蛋白制品,适用于制备胶原蛋白药物、保健品、化妆品等各种产品。
胶原蛋白的提取方法
胶原蛋白可以从动物组织中提取,常用的提取方法包括以下几种:
1. 酸提取法:将动物组织(如皮肤、骨骼等)经过清洁和切割后浸泡在强酸(如盐酸)中,通过酸解作用将胶原蛋白从组织中溶解出来,再经过中和、过滤、浓缩等步骤得到胶原蛋白。
2. 酶解法:将动物组织通过切割和清洁后,使用特定的蛋白酶(如胰蛋白酶、精胱蛋白酶等)对组织进行酶解,使胶原蛋白从组织中分离出来,然后通过离心、过滤、浓缩等步骤得到胶原蛋白。
3. 碱提法:将动物组织经过清洁和切割后浸泡在强碱(如氢氧化钠)中,通过碱解作用将胶原蛋白从组织中溶解出来,再经过中和、过滤、浓缩等步骤得到胶原蛋白。
4. 生物发酵法:利用微生物(如大肠杆菌、酵母等)表达和分泌胶原蛋白,通过培养、收获、纯化等步骤得到胶原蛋白。
这些提取方法可以根据具体的需求进行选择和优化,以获得高纯度、高产率的胶原蛋白。
胶原蛋白的提取方法胶原蛋白的提取与纯化的目标是尽量使胶原提取的产率、纯度更高,并且使所提取的胶原能满足不同领域的要求。
迄今为止,胶原的提取方法主要有以下4种:酸法、碱法、盐法、酶法。
在实际提取过程中,不同提取方法之间往往相互结合,以取得较好的提取效果。
1、酸法提取酸法提取主要采用低离子浓度酸性条件浸渍处理原料,从而破坏分子间的盐键和希夫碱,而引起纤维膨胀、溶解。
作为溶剂使用的酸,主要有盐酸或亚硫酸、磷酸、硫酸、醋酸、柠檬酸和甲酸等。
酸法是提取胶原蛋白比较常用和有效的方法,用酸法提取的胶原最大程度地保持了其三股螺旋结构。
此法处理快速,所得产品的分子量是连续的,适用于医用生物材料及原料的制备,但产品得率低,设备腐蚀严重,污染重。
赵苍碧等采用0.3 %的醋酸溶液在 4 ℃下从牛腱中提取胶原蛋白,得到高纯度的胶原蛋白溶液。
余海等采用0.5 mol/L的醋酸溶液在4 ℃下从鼠尾肌腱胶成功提取出I型胶原蛋白。
Takeshi等胶原蛋白课题组采用0.5 mol/L的醋酸溶液从海妒鱼、鳍鱼、金枪鱼、水母等的皮中提取、分离出纯度较高的胶原蛋白,并对所提取的胶原蛋白的理化性质作了系统的研究。
2、碱法提取碱法提取胶原蛋白常用的处理剂为石灰、氢氧化钠、碳酸钠等。
如Holzer等采用1 %~1.5 %石灰水浸泡的方法提取胶原蛋白。
由于它容易造成肽键水解,因此得到的水解产物分子量比较低。
所以,若想保留胶原的三股螺旋结构,此法不可取。
3、盐法提取盐法提取胶原蛋白所用的中性盐有盐酸-三羟甲基胺基甲烷(Tris-HCl)、氯化钠、柠檬酸盐等。
在中性条件下,当盐的浓度达到一定量时,胶原溶解。
并且可采用不同浓度的氯化钠对提取的胶原蛋白进行盐析处理,可以沉淀出不同类型的胶原蛋白。
4、酶法提取酶法提取是利用蛋白酶使胶原溶解,水解条件温和,反应速率快,提取的胶原蛋白仍有完整的三股螺旋结构,蛋白纯度高,理化性质稳定,且无环境污染。
酶法提取常用的蛋白酶有:胃蛋白酶、胰蛋白酶或者复合酶。
牛皮胶原蛋白提取方法研究一、牛皮胶原蛋白的概述牛皮胶原蛋白是一种天然的多肽,由19种氨基酸组成,它们组成了胶原蛋白的高分子结构。
胶原蛋白的每一个氨基酸都有其特定的功能,它们可以帮助改善肌肤结构,改善肌肤弹性,促进新陈代谢,增强皮肤抗氧化能力,减少皱纹和细纹,改善肤色,改善皮肤状态,抗衰老,抵抗环境侵害,改善皮肤弹性,促进皮肤活性,保持肌肤湿润,改善肌肤状态,抗炎和抗病毒,促进细胞再生,并有助于保护皮肤免受外界因素的伤害。
牛皮胶原蛋白在化妆品中也有着重要的作用,它可以改善肌肤质地,使皮肤更加柔滑光滑,并减少皮肤的粗糙感,使肌肤更有弹性。
它还可以改善皮肤的细纹,使皮肤更有弹性,更有光泽,减少皱纹,使肌肤看起来更加年轻。
此外,它还可以有效保护皮肤免受紫外线伤害,抵抗氧化,减少皮肤受损,使肌肤更加健康。
牛皮胶原蛋白的作用多样,它可以帮助改善皮肤的状态,保护皮肤免受外界伤害,抵抗环境侵害,减少皱纹,改善肤色,改善肌肤弹性,增强皮肤抗氧化能力,促进新陈代谢,抗衰老,抗炎和抗病毒,促进细胞再生,以及改善皮肤的质地,使皮肤更加柔滑光滑,减少皮肤粗糙感,更有弹性,更有光泽,使肌肤看起来更加年轻。
因此,牛皮胶原蛋白是一种重要的成分,可以帮助肌肤恢复健康,保持湿润,抵抗环境侵害,抗衰老,抗炎和抗病毒,以及保护皮肤免受紫外线伤害。
二、胶原蛋白提取的原理胶原蛋白提取是一种从动物组织中提取胶原蛋白的过程,它是制备和使用胶原蛋白的基础。
胶原蛋白提取的原理是利用胶原蛋白的特殊性质,将其从动物组织中溶解出来。
胶原蛋白提取的过程可以分为三个步骤:破坏组织结构、溶解胶原蛋白、过滤胶原蛋白。
首先,要破坏动物组织的结构,使胶原蛋白能够溶解出来。
一般来说,可以使用酶、酸、碱等物质来破坏组织结构,从而释放出胶原蛋白。
例如,经过特殊处理的牛蹄骨可以用酶解法来提取胶原蛋白,这种方法可以有效地破坏牛蹄骨的结构,释放出胶原蛋白。
其次,要溶解胶原蛋白。
胶原蛋白工艺胶原蛋白是一种主要存在于动物组织中的蛋白质,拥有结构特殊和生物活性强的特点。
胶原蛋白工艺是指通过一系列的加工步骤,从动物源性原料中提取纯净的胶原蛋白,并对其进行加工和处理,以满足不同行业的需求。
本文将详细介绍胶原蛋白工艺的步骤和应用。
一、胶原蛋白提取1. 原料选择:胶原蛋白的提取通常使用鱼皮、猪皮、牛皮等动物源性原料。
根据不同的工艺要求,选择适合的原料是非常重要的。
2. 清洁处理:将选定的原料进行清洁处理,去除杂质和污染物,确保提取的胶原蛋白的质量和纯度。
3. 切割处理:将原料切割成适当大小的块状,以便后续的加工处理。
二、酸碱提取1. 酸处理:将切割处理后的原料浸泡在酸性溶液中,通过酸性条件促使胶原蛋白溶解。
2. 中和处理:通过酸处理后,使用碱性溶液进行中和,使溶液中的酸性物质达到合适的范围,以保持胶原蛋白的稳定性。
3. 过滤和浓缩:将中和处理后的溶液进行过滤,去除杂质和固体物质。
然后通过膜过滤或其他浓缩方法,将溶液浓缩,得到胶原蛋白。
1. 去色处理:通过添加活性炭等去色剂,去除胶原蛋白中的色素物质,以提高蛋白质的纯度和透明度。
2. 过滤处理:对提取的胶原蛋白溶液进行进一步的过滤处理,去除较小的杂质颗粒。
3. 冷冻干燥:将过滤后的溶液冷冻并在低压条件下干燥,以得到胶原蛋白的粉末状形态。
四、应用领域1. 医药保健品:胶原蛋白作为一种重要的生物活性物质,常用于医药保健品中,如胶原蛋白胶囊、胶原蛋白口服液等,用于促进骨骼、皮肤、关节的健康发展。
2. 食品工业:胶原蛋白可以作为食品添加剂,增加食品的营养价值和口感,如胶原蛋白冻干粉在冷冻食品中的应用。
3. 化妆品工业:由于胶原蛋白具有保湿、抗皱和抗衰老的特性,被广泛用于化妆品中,如乳液、面膜、精华液等。
4. 包装材料:胶原蛋白还可用于包装材料的制造,提高包装材料的柔韧性和耐用性。
胶原蛋白工艺是一系列步骤的加工过程,通过提取、酸碱处理和后处理等步骤,从动物源性原料中提取出纯净的胶原蛋白。
胶原蛋白肽的制备胶原蛋白肽是一种重要的蛋白质,它在人体内扮演着十分重要的角色,包括维持皮肤的弹性、保持关节的健康以及促进肌肉的生长等。
胶原蛋白肽的制备十分重要,可以通过不同的方法来获取。
一、从动物皮肤或骨骼中提取胶原蛋白是由动物的皮肤、骨骼和软骨中提取的一种蛋白质,因此从这些组织中提取胶原蛋白是一种常见且较为传统的制备方法。
将动物的皮肤或骨骼进行清洁和处理,然后通过酸、碱或酶的方法来进行提取。
将提取得到的胶原蛋白进行过滤、浓缩和纯化,最终得到胶原蛋白肽。
二、使用发酵技术利用微生物进行发酵生产胶原蛋白肽是一种现代化的制备方法。
选取适当的微生物菌株,并将其培养并发酵。
在发酵过程中,微生物会产生出具有胶原酶活性的酶类物质,这些物质可以有效地降解动物组织中的胶原蛋白,从而获得胶原蛋白肽。
值得注意的是,这一方法可以避免传统提取方法中的一些繁琐步骤,并且具有更高的产量和更好的纯度。
三、化学合成法胶原蛋白肽也可以通过化学合成法来制备。
这种方法主要是利用合成化学的原理和技术,逐步将氨基酸单元进行连接,最终构建出胶原蛋白的肽链。
化学合成法可以根据需要精确地控制肽链的长度和序列,因此具有灵活性和可定制性。
由于胶原蛋白的分子结构较为复杂,因此化学合成法的应用范围较窄。
不论采用哪种方法来制备胶原蛋白肽,都需要在制备过程中要注重一些关键的环节,以确保获得高质量和纯度的产品。
选取原料应当具有高质量和良好的原始资源,如选用新鲜皮肤或骨骼残留;在提取或生产过程中要严格控制温度、pH值和反应时间等关键参数,以保证反应过程的稳定和有效性;在提取得到的胶原蛋白肽进行加工处理时,需要采用适宜的技术和设备,如超滤、离心和凝胶层析等,以获得高纯度的胶原蛋白肽产品。
胶原蛋白肽的制备方法虽然多样,但在实际应用中应根据胶原蛋白肽的用途和特点来选择合适的制备方法。
对于用于化妆品和保健品的胶原蛋白肽,通常要求产品的纯度和活性较高,因此可以优先选择化学合成法或微生物发酵法来制备;而对于用于医药和生物医学领域的胶原蛋白肽,通常要求产品的结构和活性与人体内天然胶原蛋白相似,因此可以优先选择从动物组织中提取的方法。
胶原蛋白肽的制备胶原蛋白肽是一种重要的生物活性蛋白质,它具有多种生理功能,如促进伤口愈合、保持皮肤弹性、保护关节和软组织等。
胶原蛋白肽在医药、保健品和化妆品等领域都有着广泛的应用。
胶原蛋白肽的制备是一个复杂的过程,需要经过一系列的步骤和技术。
本文将介绍胶原蛋白肽的制备过程,并对其中涉及的关键技术进行详细的介绍。
一、原料的选择胶原蛋白是一种蛋白质,通常存在于动物的皮肤、骨骼、软骨、鱼鳞等部位。
胶原蛋白的来源对最终产品的质量有着重要的影响,因此在制备胶原蛋白肽的过程中,选择高质量的胶原蛋白原料至关重要。
一般来说,优质的胶原蛋白原料应该具有以下特点:纯度高、功能完整、无致病菌污染等。
胶原蛋白原料的来源也要符合法律法规的要求,需要进行严格的检验和筛选。
二、胶原蛋白的提取胶原蛋白通常存在于动物组织的胶原纤维中,为了获得高纯度的胶原蛋白原料,需要先将其从动物组织中提取出来。
目前,常用的胶原蛋白提取方法包括酸法提取、酶解法提取和高压法提取等。
酸法提取是一种较为常见的方法,其原理是利用酸性条件下,胶原蛋白与非胶原蛋白结合的力降低,从而使胶原纤维分解,提取出胶原蛋白。
酶解法提取是利用蛋白酶对动物组织中的蛋白质进行酶解,将胶原蛋白分离出来。
而高压法提取则是利用高压条件下,将胶原蛋白从动物组织中挤出。
在实际应用中,需要根据原料的特点和产品的要求选择合适的提取方法。
三、胶原蛋白的水解胶原蛋白水解是将胶原蛋白分子水解成小分子的胶原肽的过程。
水解可以通过酸性、酶解和酸性加酶解等方法进行。
酸性水解是利用酸性条件下,对胶原蛋白进行水解,产生胶原肽。
酶解则是利用蛋白酶对胶原蛋白进行水解。
酸性加酶解则是将酸性和酶解两种方法结合起来,进行水解。
胶原蛋白水解后,产生的胶原肽分子更小,更容易被人体吸收,具有更好的生物利用度。
四、胶原蛋白的精制胶原蛋白水解后,通常需要进行精制,以去除杂质和提高纯度。
精制的方法主要包括过滤、沉淀、离心、吸附等。
牛筋膜胶原蛋白的提取及功能特性与结构分析目录一、牛筋膜胶原蛋白的提取 (2)1.1 从牛筋中提取胶原蛋白的方法 (3)1.2 胶原蛋白的提取工艺优化 (4)1.3 提取过程中可能遇到的问题及解决方法 (5)二、牛筋膜胶原蛋白的功能特性 (7)2.1 抗氧化功能 (7)2.2 延缓衰老功能 (8)2.3 促进伤口愈合功能 (9)2.4 增强免疫力功能 (10)2.5 保湿功能 (11)三、牛筋膜胶原蛋白的结构分析 (12)3.1 胶原蛋白的分子结构 (13)3.2 胶原蛋白的二级结构 (14)3.3 胶原蛋白的三级结构 (15)3.4 胶原蛋白的四级结构 (16)3.5 胶原蛋白的空间构象 (17)四、牛筋膜胶原蛋白的应用研究 (18)4.1 在保健品领域的应用 (19)4.2 在生物医药领域的应用 (20)4.3 在食品工业领域的应用 (21)4.4 在化妆品工业领域的应用 (22)五、结论 (23)5.1 牛筋膜胶原蛋白的研究意义 (23)5.2 牛筋膜胶原蛋白的发展前景 (24)一、牛筋膜胶原蛋白的提取牛筋膜胶原蛋白,又称为型胶原蛋白,是一种在动物结缔组织中广泛存在的蛋白质。
由于其独特的物理和化学性质,以及在人体中的多种生理功能,牛筋膜胶原蛋白在医疗、生物材料和保健品等领域具有极高的应用价值。
在提取牛筋膜胶原蛋白的过程中,首先要从动物(如牛)的筋膜组织中分离出胶原蛋白。
这一步通常涉及到酶解法和酸碱法等技术的应用,酶解法利用特定的酶对筋膜组织进行水解,从而释放出胶原蛋白。
而酸碱法则通过改变溶液的pH值来破坏筋膜组织的细胞结构和蛋白质分子间的连接,进而提取胶原蛋白。
在提取过程中,还需要对提取的胶原蛋白进行纯化。
这一步可以通过离子交换色谱法、亲和色谱法或超滤法等技术来实现。
纯化后的胶原蛋白纯度更高,杂质含量更低,更易于后续的功能特性分析和结构研究。
牛筋膜胶原蛋白的提取过程需要精确控制提取条件,以确保提取的胶原蛋白具有高纯度和良好的生物活性。
毕业论文外文资料翻译学院:生物科学与工程学院专业:生物工程姓名:李秀莉学号:120302214外文出处:Food Chemistry 190(2016) 186-193附件: 1.外文资料翻译译文;2.外文原文。
指导教师评语:该同学外语水平好,翻译流畅,专业知识及汉语水平较好,翻译用心。
希望今后能更多阅读英文文献。
签名:周晓辉2016年4月28日附件1:外文资料翻译译文响应面优化蛋壳膜中胃蛋白酶溶性胶原蛋白提取工艺关键词:蛋壳膜、响应面优化法、胃蛋白酶溶性胶原蛋白摘要:本文利用响应面优化法(RSM)确定了自变量对蛋壳膜中胃蛋白酶溶性胶原蛋白(PSC)提取产率的影响。
采用中心复合设计(CCD)的实验设计和结果分析方法,选取最有可能的条件范围进行了优化实验:NaOH浓度(X1:0.4-1.2mol/L),碱处理时间(X2:6-30h),酶浓度(X3:15-75U/mg)以及水解时间(X4:12-60h)。
实验数据用适当的统计学方法通过多元线性回归分析得到一个二阶多项式方程,分析表明最佳提取条件为:NaOH浓度为0.76mol/L,碱处理时间为18h,酶浓度为50U/mg,水解时间为43.42h。
在最佳提取条件下的提取率实验值是30.049%,这与预测值30.054%高度一致。
1.前言胶原蛋白是脊椎动物的主要结构蛋白,大约占一个动物总蛋白的30%(Muyonga, Cole, & Duodo, 2004)。
胶原蛋白的分子结构由三个多肽α-链扭曲在一起形成的一个三股螺旋体。
在所有胶原蛋白的“胶原域”都发现了(Gly-X-Y)n重复。
X和Y的位置往往分别被脯氨酸和羟脯氨酸占用(Gelse, Poschl, & Aigener, 2003)。
目前,至少已有27中胶原蛋白类型已确定,其氨基酸序列、分子结构和功能明显不同(Canty & Kadler, 2005; Cheng, Hsu, Chang, Lin, & Sakata, 2009)。
胶原蛋白已被广泛用作医药、化妆品、生物医学和食品行业的材料(Cheng et al.,2009)。
一般来说,工业应用的胶原蛋白的主要来源是牛与猪的皮肤和骨头。
然而,阮病毒疾病的爆发,如海绵脑病(BSE),传染性海绵脑病(TSE)和口蹄疫(FMD),以及禽流感,导致一些消费者对从这些动物体提取的胶原蛋白和胶原蛋白产品的担忧。
此外,以猪为原料提取胶原蛋白不能被犹太人和穆斯林接收(Liu, Liang, Regenstein, & Zhou, 2012; Regenstein & Zhou, 2007)。
因此,全球对胶原蛋白的代替原料的需求增加了,如水生动物。
但是,关于胶原蛋白提取的其他来源的信息是有限的。
蛋壳作为副产品大约占了一个鸡蛋总重量(60g)的10%(Nys, Bain, & Immerseel, 2011)。
据估计每年在伊朗蛋制品工业都产生100000吨的蛋壳。
蛋壳膜存在于白色液体和固体蛋壳内表面之间。
胶原蛋白占蛋壳膜总蛋白含量的10%(MacNeil, 2006)。
在蛋壳膜中已经确定含有Ⅰ型、Ⅴ型和Ⅹ型胶原蛋白(Arias et al., 1992)。
经生化、细胞毒性与基因毒性检测,在自身免疫性风险和消费的过敏反应中蛋壳膜胶原蛋白是安全的(Ruff, Endres, Clewell, Szabo, & Schauss, 2012)。
因此,蛋壳膜加工的副产品,是胶原蛋白的重要来源,有可能取代哺乳动物来源。
通过优化提取工艺获得高收益的蛋壳膜胶原蛋白是很重要的。
乙酸和蛋白酶浓度、反应时间、PH值包括NaOH浓度、碱处理时间和提取温度都是影响胶原蛋白提取率以及提取的胶原蛋白功能性质的重要变量。
响应面法(RSM)可以用来进行提取方法的优化。
RSM是一种集数学和统计技术于一身并广泛应用于食品行业评估预测独立变量和相关变量之间关系的方法(Box & Wilson, 1951)。
RSM的主要优势是在需要评估多个变量及其交互作用时减少实验的数量,因此RSM比其他方法更省时省力(Wu, Cui, Tang, & Gu, 2007)。
关于从水生动物中提取胶原蛋白优化的研究早有报道(Wang, Yang, Du, Yang, & Liu, 2008; Woo, Yua, Cho, Lee, & Kim, 2008)。
这些研究表明,RSM在提取胶原蛋白的最佳条件的研究上是有效的。
至今还没有关于蛋壳膜胶原蛋白提取优化的报道。
因此,本工作的目的就是用RSM对蛋壳膜中酶溶性胶原蛋白(PSC)提取条件的优化。
本研究调查的是关键处理变量(NaOH浓度、碱处理时间、酶浓度和水解时间)对PSC提取率的影响,并确定从蛋壳膜中提取PSC的最佳条件。
2.材料与方法2.1.材料和化学试剂未加工的蛋壳膜来源于商业。
仔细的手动去除外膜并用蒸馏水洗净。
酶活为750U/mg的胃蛋白酶是从Sigma Aldrich Co.(St. Louis, US)购买的。
NaCl、乙酸、NaOH 和三(羟甲基)氨基甲烷是从Merck (Darmstadt, Germany)购买的。
本研究中所使用的所有试剂均为分析级。
2.2.蛋壳膜中酶溶性胶原蛋白的提取PSC是从蛋壳膜中用Kittiphattanabawon, Benjiakul, Visessanguan, Nagai, and Tanaka (2005) and Liu et al. (2012)提出的方法并稍加改进之后提取出来的。
准确称取5g的新鲜蛋壳膜。
蛋壳膜用10倍质量体积比(V/W)的碱性溶液(0.2-1.2mol/L NaOH)搅拌处理6-36h,每2h更换一次碱液,除去杂蛋白。
然后弃上清,碱处理过的样品用蒸馏水清洗直至PH成中性。
提取PSC时,将预处理的蛋壳膜浸泡在0.5mol/L的乙酸与胃蛋白酶(15-90U/mg)抽提液中搅拌处理12-72h。
胃蛋白酶的量以酶活计。
混合物用两层纱布过滤以除去未溶解的碎片。
该溶液用0.05mol/L 的Tris(PH=7.0)以及终浓度2mol/L 的NaCl 盐析。
在30000g 的离心力下5℃左右离心40min 得到沉淀;然后用10倍质量体积比的0.5mol/L 的醋酸溶解沉淀。
最终的溶液用分子量12KDa 的透析膜在4℃的冷水中透析12h ,每4h 换一次透析液。
然后将溶液用冻干机冷冻干燥(ALPHA 2-4; Christ, Harz, Germany )。
从这个角度讲提取物为胃蛋白酶溶性胶原蛋白(PSC )。
PSC 的得率是在蛋壳膜清洗后的重量基础上的百分比。
PSC 的得率计算式如下:100%g g (%)⨯=)干粉重量()提取重量(提取率PSC PSC (1) 2.3.实验设计与统计分析首先,通过改变单一因素影响PSC 的总收率来确定提取的初步范围变量:NaOH 浓度、碱处理时间、酶浓度和水解时间。
然后,用RSM 对提取参数进行优化。
为确定独立变量对反应的交互影响,做四因素五水平的中心复合设计(CCD )。
自变量的范围以及水平已由Table 1给出。
自变量及其水平的选择以初步实验的结果为基础。
提取率为因变量。
对于统计计算,变量进行编码之后根据方程:XX X X i i ∆-=0 (2) i X 是变量的编码值;i X 是变量的实际值;0X 是i X 在中心水平的实际值;X ∆是阶跃变量。
如表2所示,实验设计的CCD 的30个实验点是随机组成的(16个因子点、8个轴向点和6个中心点)。
设计中心的六次重复(处理时间25-30h )是被用来估计纯误差的平方和的。
以CCD 数据进行多元线性回归分析符合下列二次多项式:∑∑∑∑=+===+++=344141241i 0i i j j i ij i i ii i i X X X X Y ββββ (3)Y 代表因变量(胶原蛋白产量,%);0β是一个常数;i β、ii β和ij β是回归系数;i X 和jX 是自变量水平。
实验数据经线性回归可得到响应面图和等高线图的回归模型。
这些响应面和等高线图能够直观的反应每一个实验因素水平与反应之间的关系,并确定最优条件(Lu, Engelmann, Lila, & Erdman, 2008)。
Design-Expert 8.1.3 (trial version, State-Ease Inc., Minneapolis, USA)是一款用于计算二次多项式模型和优化的系数的软件。
当P 值小于0.05时认为具有统计学意义。
每个数据都要测定三次取平均值。
3.结果与讨论3.1.单因素实验结果3.1.1.NaOH浓度对胶原蛋白提取率的影响NaOH浓度对PSC提取率的影响如Fig.1a所示。
提取时其他条件一定:酶浓度45U/mg、水解时间36h、碱处理时间18h,而以NaOH浓度(0.2,0.4,0.6,0.8,1和1.2mol/L)为变量进行。
随着NaOH浓度的增加,提取率迅速增加,在0.7-0.8mol/L时达到高峰。
然后提取率显著下降(在0.8mol/l以上),可能是由于结构的破坏和PSC的分解。
因此,本文取0.8mol/L的NaOH浓度进行下一步实验。
3.1.2.碱处理时间对胶原蛋白提取率的影响碱处理时间对PSC的提取率的影响如Fig.1b所示。
碱处理时间分别被设定为6,12,18,24,30和36h;其他实验条件固定如下:NaOH浓度为0.8mol/L,酶浓度45U/mg,水解时间36h。
从Fig.1b中可以看出在6~18h内产量随碱处理时间增加而增加,紧接着随碱处理时间的增加而减少。
因此,18h时获得PSC的最大提取率。
3.1.3.酶浓度对胶原蛋白提取率的影响为了研究酶浓度对PSC提取率的影响,提取使用不同的酶浓度进行:15,30,45,60,75和90U/mg。
其他三个提取参数固定:NaOH浓度0.8mol/L,水解时间36h,碱处理时间18h(Fig.1c)。
当酶浓度从15到45U/mg增加时PSC的提取率从22.5%显著增加到30.9%,然后当酶浓度超过45U/mg后提取率智慧稍微增加。
在酶浓度为45U/mg 时PSC提取率依然很高,但是增加没弄都会导致工业提取工艺成本提高(Ye & Jiang,2011)。
所以,45-60U/mg被认为是PSC提取的最佳条件。
3.1.4.水解时间对胶原蛋白提取率的影响水解时间对胶原蛋白提取率的影响可能是当胃蛋白酶打开专门的蛋壳膜胶原蛋白肽区时时间有利于PSC暴露于抽提介质。
这一作用可以溶解胶原蛋白,并使其从材料中扩散出来。
Fig.2d显示水解时间对PSC提取率的影响。