胶原蛋白的提取工艺研究

实验21 胶原蛋白的提取工艺研究

一、实验目的

1．掌握胶原提取与分离的工艺方法。

2．掌握冷冻离心机的使用。

3．了解胶原提取的实验原理。

二、实验原理

胶原是生物体内一种纤维蛋白，主要存在于皮肤、骨、软骨及肌腱等组织中，占人体或其他动物体总蛋白含量的25～33%。胶原分为可溶性胶原和不溶性胶原。随着年龄的增长，胶原分子间出现共价键架桥。这些架桥大多位于胶原分子N及c端的非胶原性肽(端肽)部分，因而易被蛋白酶切断。在酸性条件下，以胃蛋白酶处理(底物﹕酶＝20～100﹕1)或中性条件下经木瓜蛋白酶处理，被切除部分端肽的胶原分子便变为可溶性。本实验采用胃蛋白酶消化法从猪皮或肌腱中提取胶原蛋白。

三、主要仪器与试剂

1．主要仪器

控温磁力搅拌器，高速组织捣碎机，酸度计（或pH试纸），高速冷冻离心机。

2．试剂

猪皮或肌腱，胃蛋白酶，醋酸，硫酸铜，硫酸钾，氢氧化钠，硫酸，硼酸，盐酸。

四、实验步骤

安全预防：醋酸具有刺激性气味，需要在通风橱中进行。

1．原料前处理

将新鲜猪皮或肌腱去脂肪、筋膜后，切成5 mm以下的薄片，越少越有利于提取胶原蛋白。然后除血，脱脂，再用蒸馏水漂洗干净，晾干备用。前处理时必须充分去除脂肪组织，胶原中一旦有脂质混入，无论是进行中性，还是酸性沉淀溶解都是不能去除的，最后只能得到乳浊状的胶原溶液。

2．胶原蛋白的提取

将上述预处理好的猪皮或肌腱称重后放入三角烧瓶中，分别加入一定量的酶和一定浓度的乙酸溶液进行水解，控制温度4 ℃左右缓慢搅拌3 d，然后用高速冷冻离心机以4000 r·min －1离心，取上清溶液，即可得粗提胶原蛋白溶液。

3．胶原蛋白提纯

在粗提胶原蛋白溶液缓慢加入6mol·L－1氢氧化钠溶液调节pH值到7，冷冻离心除掉沉淀物，在剩余的溶液中加入氯化钠固体研细粉末，缓慢搅拌，4 ℃静置过夜保存。离心取沉淀，用稀醋酸再次溶解，将溶解液装入透析袋中，用质量分数分别为0.1%的乙酸溶液透析1 d，再用蒸馏水透析，最后得到的是纯度较高的胶原蛋白水溶液。

4．蛋白质含量的测定

凯氏定氮法。

五、思考题

1．原料前处理时，为什么必须充分去除脂肪组织？

2．胶原蛋白提纯过程中，在剩余溶液中加入氯化钠的作用是什么？

3．酶解时，对提取温度和pH值有何要求？

参考文献

[1] 李儿凤. 胶原蛋白提取工艺研究[J]. 食品工艺, 2006, 27(3): 64-66

[2] 李漾, 朱永义. 燕麦胶的功能与提取方法[J]. 粮食与饮料业, 2001, (12): 40-41

[3] 路雪雅. 抗坏血酸和硫酸亚铁诱导鼠肝线粒体损伤的实验研究[J]. 生物化学与生物物理进展, 1989, 16(5): 327-332

（林晓艳）