鱼皮中胶原蛋白的提取

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新鲜鲫鱼（曲靖沃尔玛超市）、乙酸（天津市恒兴化学试剂制造有限公司）、氯化钠（天津市鼎盛鑫化工有限公司）、盐酸（福州痕量分析生物科技有限公司）、透析袋（南京乐进生物实验器材商城）。
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DK-8AB电热恒温水浴锅（上海-恒科学仪器有限公司）、CP214电子天平（奥豪斯仪器上海有限公司）、DHG9123型恒温烘箱（上海精密科学仪器有限公司）、80-2台式低速离心机(上海医疗器械（集团）有限公司手术器械厂)、SK3200LHC超声波清洗仪(上海科导超声仪器有限公司)，其他为实验室常用仪器设备。
鱼皮中胶原蛋白的提取
摘要
胶原蛋白是构成动物支持组织的结构蛋白质,其提取制品已广泛应用于医药、保健、食品加工、化妆品等众多领域,迄今其制品主要是从一些陆生哺乳动物如牛、鱼等的皮肤提取。但近年来，科学家对鱼皮中胶原蛋白的提取也没有止步，“鱼皮”含有丰富的蛋白质和多种微量元素，其蛋白质主要是大分子的胶原蛋白及粘多糖的成分，是女士养颜护肤美容保健佳品，也是滋补佳品。提取方法主要有聚能式脉冲逆流超声辅助法、中性盐萃取法、酶法、酸法、碱法，而这些方法都尚未获得较高的提取率，但其中酶法提取对胶原蛋白破坏性小，能更好、更完全地得到活性胶原蛋白，具有反应速度快、时间短、无环境污染等优点。超声波提取因其空穴效应、污染小、节能、环保等优越性能在当今的生产、生活和科学研究中被广泛使用。所以本论文以新鲜鲫鱼皮为原料，以胶原蛋白提取率为目标参数，采用超声波提取法对鱼皮中胶原蛋白提取，从而进一步提高鱼皮的药用、食用价值。选取提取时间、料液比、提取功率3个影响因子进行单因素实验。在单因素实验设计的基础上利用正交试验，得鱼皮中胶原蛋白提取的最佳工艺条件。结果表明，当提取时间为55min、料液比为1:45、提取功率为100%时候提取率最高为
关键字：鲫鱼皮；超声波提取法；胶原蛋白；正交试验
Optimization Of Extractionof collagen from skin
Abstract :Protein collagen is animal support organization structure, its products have been widely used in medicine, health care, food processing, cosmetics and many other fields, so far its products mainly from terrestrial mammals such as cows, pigs and other skin extract. But in recent years, scientists on the extraction of collagen from skin did not stop, "skin" is rich in proteins and other trace elements, proteins are large molecules of collagen and glycosaminoglycan constituents, it is beauty skin care and beauty-care to share, and tonic. Extraction methods have shaped Pulse counter ultrasound-assisted, neutral salt extraction, enzymatic method, acid, alkali, all of which have not been high extraction rate, but less damaging enzymatic extraction of collagen protein, can provide better, more fully active collagen, high response speed, time is short, no environmental pollution and so on. Ultrasonic wave extraction from the hole effect, pollution, energy saving, environmental protection and other advantages in today's production and daily life and is widely used in scientific research. Fresh fish as raw material this thesis, aimed at collagen extraction rate parameters, extracted by ultrasonic wave extraction of collagen in the skin, so as to further enhance the value of medicinal, edible skin. Select time, solid-liquid ratio, extraction power 3 factors of single factors. Single factors based on orthogonal test design, optimum conditions of extracting of collagen in the skin. Results show that, when the time is 55min, solid-liquid ratio is 1:45, the power is 100% when the extraction rates of up to
Key words :CARPskins, ultrasonic extraction of collagen protein; by orthogonal test
4结论9
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1.1
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胶原蛋白是哺乳动物体内含量最为丰富的动物蛋白，也是细胞外基质的结构蛋白质,其结构由3条а链多肽组成，每一条胶原链都是左手螺旋构型，3条左手螺旋链又相互缠绕成右手螺旋结构,即超螺旋结构[11]。胶原蛋白可作为细胞、组织乃至器官正常功能的支持, 对创伤修复具有重要的作用。此外, 胶原蛋白还具有抗衰老、美容、增强体质等功效 [12]。近年来, 胶原蛋白已被广泛应用于食品、医药、美容、保健品等行业 [13]。在食品领域,但需要注意的是，胶原蛋白不能通过直接食用动物的皮或肉所得到，必须经过加工处理，才能够更大程度的实现其价值。在食品加工中, 直接吸收，另外，胶原蛋白还可作为食品添加剂、饮料澄清剂、食品包装材料等应用于食品中[14-17]；在医药方面，胶原蛋白以其天然的低毒性、低抗原性、低免疫性、能抑制上皮组织细胞的迁移、能引导细胞再生和与人体相容性好等优点[10]，而广泛应用于生物医学材料和临床医疗[11-14]。在美容、保健领域，由于胶原蛋白富含除色氨酸和半胱氨酸外的18种氨基酸,可用作优质化妆品的新型原料及近代医学美容中皮肤组织理想的填充物[15-18],胶原蛋白具有输送钙并结合在骨骼中沉淀起到增加骨量，增强骨密度的明显作用，不仅能增强和维持肌肤良好的弹性,强化肌肤的韧性,延缓肌体的衰老,同时还可强筋健骨,增强体质[19-20]。从根本上来说，胶原蛋白的来源来自于动物的皮骨中，但由于现阶段群体养殖，卫生方面服务不到位，导致出现的各种各样得在动物间传播的疾病。例如禽流感-H7N9，疯牛病等等，同时由于各地信奉的宗教不同，例如我国回族不吃猪肉，印度人不吃牛肉等，导致这种来源广阔，快捷的动物提取胶原蛋白很难真正意义的进入市场,因此作为猪、牛的替代原料，“鱼”这个人们都爱的食品逐渐的在胶原蛋白提取这个行业的重要性越来越突出，人们吃鱼不仅能促进身体发育，还能有效的降低胆固醇。因此深入开展胶原蛋白研究，对发展和创制新药及功能性保健食品，以及对资源的合理开发利用和环境的保护都具有重要学术意义和直接或潜在的社会经济价值。
经过反复阅读大量文献，超声波的强烈、振动、空化作用再辅以搅拌可以有效破坏细胞结构，加速有效物质的溶出，不仅可以提高提取效率，而且可以大大缩短时间，节省能源。目前，超声波提取胶原蛋白研究中，杨萌萌[22]等人在用超声波提取牛蹄筋胶原蛋白取得较为严谨和好的成果。近年来很多科研工作者在皮胶原蛋白提取工艺方面进行了研究，。刁雪洋[24]分别采用振荡、微波、超高压和超声波几种辅助提取方法对胶原蛋白进行提取，为鱼皮的开发利用奠定了基础。
（2）鱼皮胶原蛋白的价值
相对于从陆生动物中提取的胶原蛋白，鱼皮中提取的在美容和抗衰老方面更优。由于鱼类属于变温动物，因此鱼皮胶原蛋白与哺乳动物皮胶原蛋白相比，首先得区别在于胶原蛋白活性激发温度，从陆生动物中提取的胶原蛋白要在35度以上才能完全激发胶原蛋白活性，而鱼的胶原蛋白活性激活温度就要低的多，只需要适度就可以，如果要进行美容，外敷的话，鱼皮胶原蛋白是最好的选择，在直接食用方面，鱼皮胶原蛋白的胶原纤维束更粗。
1.4
近年来，随着生物化学、分子生物化学和细胞生物化学的不断发展，人们对胶原蛋白的认识不断深入。特别是20世纪末“绿色化学”概念的提出，使得利用天然生物质资源，采用环境友好的技术，开发高附加值的环境友好型产品意义更为重大。胶原蛋白作为优质天然高分子的应用也必将越来越广泛。但由于其高昂的价格(特别是特殊类型的胶原蛋白的价格)难以让人们普遍接受，应用超声辅助提取手段,在不影响其生物活性的条件下，提高其产量,进行工业化应用，对降低产品的成本有积极的意义。因此本论文采用超声提取对鱼皮胶原蛋白的提取工艺,有一定的学术价值和应用价值。选题的意义和价值体现在以下三方面：
1.3
穿透能力强，能够更好、更便捷的获得声能一直是超声波优于其他提取技术的特点。当涉及到超声波在介质中的传播时, 由于超声波与介质之间的相互作用, 介质中的物理化学变化, 其结果是机械效应、空化效应、热效应、4种超声波作用的化学作用。高的加速度、乳化、扩散、击碎和搅拌作用等多级效应，增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，从而加速目标成分进入溶剂，促进提取的进行。其中对超声波辅助提取起作用的是机械效应和空化作用。超声波辅助萃取可大大促进溶剂提取天然成分的过程。传统的提取方法是为了提取原材料中的某种成分，选取相对应的溶剂，同时加上多层级的辅助方法—搅拌，加热等。超声波的空化效应、高频振动效应和混和效应，形成膨胀和压缩的全过程，在空化场的作用下，在萃取溶剂中，因为膨胀从而形成负压，如果在实验条件允许的情况下尽可能的加大超声功率，膨胀的整个过程就会在溶液中生成气泡或将溶液击碎成很多很小的的小孔。这些小孔立马就会自行密封，在密封过程时产生高达3000MPa的瞬间压力，达到提取内容物的目的[21]。