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高效酶提取鸡肺明胶及其结构与性质的研究(二)

来源:时间:2025-04-21 21:23:05

2.3 圓二色譜(CD)

通常,高效构性膠原在CD光譜圖中會表現出典型的酶提三股螺旋結構的分子特征,即在220~230nm和200nm處分別出現正吸收峰和負吸收峰。取鸡其结由圖2可見,肺明超聲輔助酶提明膠在201nm波長處存在負吸收峰,胶及在223nm波長出現了一定程度的研究正吸收峰。220~230nm波段的高效构性正值吸收對應蛋白質α-螺旋,胃蛋白酶切斷膠原分子的酶提N及C端的非膠原性肽,對膠原的取鸡其结三螺旋結構無明顯影響,但會導致儀鏈的肺明降解,導致正吸收峰不明顯。胶及有研究表明,研究負峰強度越大,高效构性無規則卷曲程度越大,酶提圖2中胃蛋白酶提取的取鸡其结明膠的負峰強度明顯小於常規熱水提取的明膠,膠原的三螺旋結構較為完好,與鄭雅爻等的測試結果相符。利用胃蛋白酶提取的明膠形成類膠原三股螺旋結構,天然膠原的儀一螺旋部分解鏈,但仍維持著膠原的三螺旋結構,說明超聲輔助酶提明膠的二級結構更加有序。

2.4 SDS-PAGE分析

采用SDS-PAGE檢測明膠樣品的亞基組成與相對分子質量分布,明膠分子包含α1、α2、β這3條鏈,相對分子質量在130000~250000之間。雞肺膠原轉變為明膠的過程涉及次級鍵的斷裂,隨機斷裂的鍵造成了膠原水解產物組分的多樣化,明膠分子既可能是單鏈,也可能是α鏈片段的共價交聯體。如圖3,電泳條帶2顯示,常規熱水提取的雞肺明膠組分包括αl、α2鏈,以及不清晰的小分子片段,與李越在SDS-PAGE圖譜中觀察到的市售明膠類似。雞肺胃蛋白酶提取的明膠電泳條帶1沒有明顯的α1、α2、β這3條鏈對應的電泳條帶中出現45000~95000之間的一些占絕大部分的蛋白降解條帶,沒有明顯的α1、α2、β這3條鏈對應的電泳條帶。在酸性條件下用胃蛋白酶處理可切斷膠原分子N及C端的非膠原性肽,導致α、α2鏈的展開。超聲波可以對雞肺膠原的三螺旋結構造成輕微降解,氫鍵的斷裂使得肽鏈變得鬆散,利於後期酸性pH條件下的酶處理。隨著酶解時問的延長,加熱過程中膠原的肽端受到破壞,分子問的共價鍵斷裂,高分子組分更容易降解,明膠分子遊離出來。孫藝等在提取大目金槍魚皮明膠中的發現,內源性蛋白酶的存在使明膠降解為小分子,電泳條帶1中出現了低於45000的幾條模糊的小分子蛋白條帶,可能是由於進一步的酶解,明膠斷裂為更小的分子。也可能是在酸性條件下浸提使明膠發生了熱降解,溶脹的膠原由於其疏鬆的結構在熱水提取時更容易降解。

2.5 紫外吸收光譜圖

明膠中由於存在C=0、CONH2、-C00H等發色基團,紫外特征吸收峰通常出現在220nm波長左右,結果見圖4。與圖中曲線吸收峰(229nm)吻合,證明明膠肽鏈分子中存在酰胺鍵,雞肺明膠溶液的紫外吸收光譜與Chandra等的結果類似。大多數蛋白質中存在的一些芳香族氨基酸殘基在波長270~280nm處存在紫外吸收峰,在一般經純化的明膠中不會出現,超聲輔助酶提明膠與常規熱水提取的明膠在280nm處有微量吸收,說明明膠樣品中隻含有少量芳香族氨基酸,可以初步判斷試驗提取的雞肺明膠具有較高的純度。超聲輔助酶提明膠的雜峰較常規熱水提取的明膠雜峰更明顯。

2.6 粒徑分布

由圖5可知,超聲輔助胃蛋白酶提取的明膠平均粒徑為396nm,小於常規熱水提取。超聲波處理會改變明膠的二級結構,Yu等的研究表明超聲波處理過的明膠,其平均粒徑顯著下降。可能是由於超聲波的物理效應對分子問靜電作用的破壞以及氣穴效應產生的強剪切力,使得後續酶解過程中膠原的三螺旋結構解鏈程度較高,分子間的交聯鍵斷裂更為徹底,大分子蛋白進一步降解得到明膠亞基,與SDS-PAGE分析所得結果一致。

2.7 掃描電鏡(SEM)

雞肺明膠的微觀結構利用SEM觀察,與常規熱水提取的雞肺明膠(圖6(b))相比,經過超聲輔助酶提取的明膠化膠原(圖6(a)),表麵有較大程度的破碎,甚至出現較多的孔洞,這一變化與陳書霖等研究的不同酸預處理下鰱魚皮明膠的表觀類似。在酸性條件下膠原分子問的排斥力會增強,結果導致膠原在乙酸浸泡過程中逐漸發生溶脹.膠原表觀被明顯破壞。超聲波對明膠的分子結構起到疏鬆的效果,雞肺膠原蛋白問原本緊密的交聯變得鬆散,有利於後期在酸性條件下進行的酶解,使分子間的共價交聯和非共價鍵斷裂,大分子的膠原蛋白絕大多數被降解為小分子的膠原亞基,可能導致分子間疏水基團的暴露,明膠化膠原呈無規則卷曲狀。超聲輔助酶提明膠具有疏鬆孔洞的結構特點,在糖果工業中,可作為攪打劑應用於軟糖的生產,起吸水、增大體積、維持形態的作用。

2.8 乳化性

明膠作為一種親水、親油的表麵活性劑,肽鏈的疏水基因使其具有一定的乳化性,可以阻止晶體或離子的聚集,穩定非均相懸浮液。高速勻漿機的分散作用使得明膠分子與油滴界麵接觸的數量增多,溶液中的明膠蛋白覆在油滴表麵形成水包油的狀態。製備的兩種明膠的乳化活性無明顯差異,其中超聲輔助酶提明膠的乳化穩定性((139.92±9.8)min)略低於常規熱水提取明膠((148.72±11.3)min),但仍顯著高於鯰魚皮明膠網(<60min)。乳液中分子間的吸引力與運動碰撞形成了較大的液滴,其表麵的解吸附作用使得液滴變得不穩定,均質後的明膠會出現一些較大的乳液液滴。明膠分子與油滴界麵問的疏水平衡隨著明膠溶解度的降低而被破壞,超聲輔助酶提明膠的乳化穩定性南於乳液粒徑的增大而出現下降,可通過添加表麵活性劑或修飾側鏈基團對酶提明膠進行改性。

3 結語

以雞肺為原料提取明膠,通過分析其結構和乳化性,探究超聲輔助酶法的影響。研究發現,在超聲波和胃蛋白酶的作用下,雞肺明膠的相對分子質量降低,表麵微觀結構疏鬆破碎,平均粒徑減小13.7%。試驗結果表明,雞肺明膠具有較高的純度,與常規熱水法相比,超聲輔助酶提明膠的生產周期顯著縮短,得率顯著提高,具有良好的熱穩定性與乳化穩定性,二級結構更為有序,可作為魚源明膠的替代品。

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