热溶低温复性法提取鱼鳞胶原蛋白

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2条评论收藏推荐本文博客引用作者:张茂雷所属分类: 食品科技
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热溶低温复性法提取鱼鳞胶原蛋白
The method of heat dissolves and low temperature to be complex to withdraws th
e scale collogen
张茂雷
Zhang Maolei
（武汉生物工程学院生物技术协会，430415）
The biological technology association of Wuhan bio-engineering
institute,wuhan， 430,415， china
摘要：经过大量反复实验，探索出了一种鱼鳞胶原蛋白的优良提取方法，即采用80℃热初溶，95℃热溶，再经-4℃下胶原复性的方法对鱼鳞中胶原蛋白进行提取。

本方法具有生产周期短，提取率高，生产成本低，低污染的优点，从而为其工业化生产打下了基础。

关键词：鱼鳞胶原蛋白热溶复性提取率
Abstract: After massive tested repeatedly, exploresed one kind of the method f inely to withdraw scale collogen, used 80 ℃ initially to dissolve, 95 ℃ hotl y dissolved, again passed through -4 ℃ to complex collagen. The production cy cle of this method is short, the extraction rate is high, the production cost is low, the pollution merit is low, thus has built the foundation for its indu
strialization production.
Key words: scale collogen hotly-dissolves complex extraction-rate
前言
鱼鳞是鱼业加工下脚料之一，占鱼体重的2%~5%，含有丰富的蛋白质和各种矿物质，其中有机物约占41%~75%，无机物占15%~45%，有机物中胶原约占75%，另外25%左右为鱼鳞硬朊
蛋白、粘液质、色素、光鳞、脂肪等[1]。

可以看出，在鱼鳞中存在最多的物质是胶原蛋白，水产胶原蛋白具有陆生动物胶原蛋白没有的一些特点以及更高的安全性，由此以鱼鳞作为
原料提取胶原蛋白是一种很好的策略。

原胶原蛋白分子呈细棒状，长280nm，直径为1.5nm，由三股螺旋的左手螺旋多肽互相缠绕而成。

由于原胶原蛋白分子内及分子间存在氢键作用，分子间吸引力和一定的化学键交联，从而使胶原具有很高的机械强度，胶原的这一特点使它具有其他高分子材料无可比拟的生物相容性和生物降解性。

在生物医学领域，胶原作为天然高分子材料，具有极高的医疗、
营养保健、美容护肤等功效[2]。

对于胶原的研究有接近90年的历史，早在1947年欧洲霍维奇（OPEXOBNU）等人从哺乳动物中用柠檬缓冲液抽取胶原溶液，为胶原的研究工作打开了途径。

我国早在1500年前就有熬制鱼鳞胶的记载，如《名医别录》中记载[3]：“取鲤、鲫之鳞片，文火熬成胶冻，可治妇女崩中带下，并对紫癜、齿龈出血有效”。

我国传统制胶工艺就有先将鱼鳞洗净，必要时进行脱脂脱色。

然后用盐酸溶液浸泡，直至鳞片柔软透明，然后洗净后浸灰，熬制，过
滤，加工制成鱼鳞胶成品的做法[4]。

传统上提取胶原，多采用酸水解法、碱水解法、酶水解法、热溶法等，但这些方法都有各自的致命的缺点。

酸水解法迅速而彻底，但色氨酸全部被破坏，且产品得率低，设备腐蚀严重，并产生二次污染。

碱水解法迅速且彻底，但含羟基和巯基的氨基酸，全部被破坏且产生消旋作用（结构变异）。

酶水解法有其他方法无可比拟的优越性，反应速度快，时间短，无环境污染，提取的水解胶原蛋白纯度高，水溶性好，产品理化性质稳定，但酶制剂的来源,价格上还存在某些制约的因素。

热溶法，对生产要求低，操作简便，对设备要求低，无污染，有利于保护环境，但胶原分子在加热过程中，轻度变性，三股螺旋解旋而成游离多肽链。

但近年来对于蛋白质的复性有大量的研究，研究了很多蛋白质复性的方法，蛋白质的复性又称再折叠是指变性蛋白质在变性剂或一定条件下自发地从变性的热不稳定状态向热力学稳定状态转变，成有生物学功能的天然结构[5，6]。

本文利用胶原蛋白具有热溶解性和在低温下可复性的特点，综合各种提取方法的优缺点，经大量试验，探索出了一种鱼鳞胶原蛋白的优良提取方法。

在以下文中详细说明。

1材料和方法
1.1材料
原料：鱼鳞
实验器材：烘箱、高温炉、匀浆机、水浴锅、电子天平、抽滤机、PH计、722型分光光度
计、冰箱
试剂：浓盐酸（工业级）、熟石灰（工业级）、氢氧化钠、胃蛋白酶
2胶原蛋白的提取
2.1鱼鳞胶原蛋白提取工艺流程
鱼鳞片→ 清洗→ 浸碱→ 浸酸→ 浸灰→ 加热初溶→ 匀浆→ 热溶→过滤→
低温冷却→ 粗制品→ 纯化→ 精制品
2.2流程说明
2.2.1预处理
鱼鳞购置回来，清洗干净，凉干，经浸碱，浸酸，浸灰等预处理。

具体为用5%烧碱溶液浸泡10分钟，除去鱼鳞上的油脂并使鱼鳞膨胀,后用清水冲洗至不含碱味；然后用0.1mol/L 盐酸浸泡24小时，目的是为了脱钙，盐酸脱钙是利用盐酸和钙盐反应，从而将钙盐以ca2的形式溶出，清水清洗，再放在0.4%的石灰水中浸泡10天，浸灰后清洗。

2.2.2加热初溶、匀浆
将预处理好的鱼鳞片以质量计算，加5倍的水，于80℃下热初溶1小时,后用匀浆机进行匀
浆，得到鱼鳞稠浆。

2.2.3热溶低温复性法
将2.2.2所得鱼鳞稠浆，于95℃下热溶提取，至胶体溶液比较粘稠；趁热过滤，后迅速移
到-4℃冰箱内冷却复性。

2.2.4初制品的制得
经2.2.1，2.2.2，2.2.3操作后，可于39℃内烘箱内干燥，得鱼鳞胶原蛋白粗制品。

2.2.5鱼鳞胶原蛋白的纯化
由于不同行业对胶原蛋白的类型、生物功能的要求不同，在生产过程中可以调整条件，对上述胶原粗制品进行不同要求的纯化，以获取不同功能的目的产物。

上述制备得到的粗制品胶原蛋白含有不同类型的胶原蛋白以及其他杂蛋白等，本文对其分离纯化的方法进行了
概括。

2.2.5.1不同类型的胶原蛋白分离
制备的粗制品胶原蛋白，含有多种类型的胶原蛋白，针对此，可采用热胶化法和变性法将不同类型的胶原蛋白进行分离。

热胶化分离法指在37℃的条件下处理混合胶原4小时~16小时，其中Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型胶原被胶化，当温度降低后，形成沉淀，而Ⅳ型、Ⅴ型胶原仍在上清液中，从而使其分离。

变性分离是利用含双硫键的分子在变性后的变性，比不含双硫键的分子的复性要快得多这一性质，使Ⅰ型、Ⅲ型胶原得以分离[7]。

2.2.5.2胶原蛋白与杂蛋白的分离
同样粗制胶原蛋白中含有其他杂蛋白，非蛋白杂质，可用等电点沉淀、凝胶过滤等常规方
法进行分离。

总之，得到了粗制品胶原蛋白后，再进行分离纯化，方法众多。

根据人们对胶原的应用不同，可采取不同分离纯化手段，从而做到既经济又快速地得到目的产物。

3小结
本文通过对鱼鳞胶原蛋白的众多提取方法的比较，取长避短，结合大量经验，为鱼鳞胶原蛋白的提取探索出一条有效途径，即热溶低温复性法，采用80℃热初溶，95℃热溶，再经-4℃下低温复性的方法对鱼鳞中胶原蛋白进行提取，本方法具有生产周期短，提取率高，生产成本低，低污染的优点，从而为其工业化生产打下了基础。

参考文献
[1]鸿巢章二，桥本周久．水产利用化学[M]．郭晓风，
邹胜祥，译．北京：农业出版社，1992．271～272．
[2]王守兰，朴玉．胶原蛋白质食用品质改良研
究[J]．食品工业科技，1999，(2)：21．
[3]刘庆慧，王彩理，刘从力鱼鳞提取物延缓衰老作用研究[J]．海洋水产研究，1999，2（1）
75～79．
[4]王彩理．鱼鳞制胶及其综合应用[J]．齐鲁渔业，2002，19(3)：40～41．
[5]蒋挺大，张春萍．胶原蛋白[M]北京：化学工业版社，2001．
[6] 杜敏，南庆贤．猪皮胶原蛋白的制备及其在食品中应用[J]．食品科学，1994，(7)：3
6。

[7] 戴红，张宗才，张新申．胶原蛋白的制备、分离纯化和鉴表征[J] ．教育部骨干教师
基金资助项目，编号：教技师[2000]143号。