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高效酶提取鸡肺明胶及其结构与性质的研究(一)

来源:时间:2025-04-22 02:58:55

2017年,高效构性中國的酶提雞肉產量為1200萬噸,雞肺產量約為8.5萬噸,取鸡其结但其高值化產品的肺明開發與綜合利用卻沒有很好地進行。雞肺難以清洗,胶及故不為人類食用。研究目前,高效构性雞肺基本以贈送的酶提方式外包給養殖戶作為狐狸和貂等的動物飼料或直接棄置於環境中,造成副產物資源浪費以及環境汙染。取鸡其结雞肺幹物質中蛋白質質量分數高達70%,肺明但現有文獻對雞肺的胶及研究極少。李小勇、研究王春煥等對豬肺及牛肺中的高效构性膠原蛋白進行了提取和純化,為從動物肺中提取蛋白質提供了可行性參考,酶提但有關雞肺膠原蛋白的取鸡其结理化性質研究並未見報道。明膠是一種從豬、牛、魚等動物性食品副產物中提取的天然高分子化合物,是膠原在酸、堿、酶或高溫下的水解變性產物,可廣泛應用於食品工業中。

膠原明膠化的過程涉及膠原三螺旋結構的共價交聯的維係和穩定及非共價鍵的破壞,三螺旋結構從而展開,非螺旋結晶區的破壞使得膠原亞基分子遊離出來。製備明膠預處理的方法主要包括酸法、堿法、酶法、超高壓法等,目前,廣泛應用於生產的隻有傳統的酸堿法,而對於酶法製膠的理論研究較少。伴隨著常規酸堿法產率低、生產周期長及廢液汙染等問題,Singh等比較了酸和胃蛋白酶預處理的明膠得率和特性,發現酶法提取率高,且對膠原的三螺旋結構無明顯影響。超聲波產生的空化效應、機械效應等多重效應不但能加快化學反應的進行,促進蛋白質溶出,還能打開膠原的纖維結構促進酶解。Kim等發現超聲輔助乙酸提取鱸魚皮膠原的得率較高。Li等發現超聲輔助胃蛋白酶提取的膠原與單一酶法比較,得率較高且生產周期縮短。

作者采用超聲輔助酶解法從雞肺中提取明膠,研究超聲輔助酶提明膠的效果及在食品體係中的應用,為肉雞副產物的高值化利用與綜合開發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

雞肺:常州市立華牧業有限公司提供:胃蛋白酶(USP級):上海源葉生物科技有限公司提供。

超聲波細胞粉碎機(SCIENTZ-IID):寧波新芝生物科技股份有限公司產品;磁力加熱攪拌器(78-1):常州國華電器有限公司產品;循環水式多用真空泵(SHB-Ⅲ):南京科爾儀器設備有限公司產品;CHRIST冷凍幹燥機(Alpha1-2LDplu):北京五洲東方科技發展有限公司產品;差示掃描量熱儀(STA-449C):德國NETZSCH公司產品;圓二色譜儀(Jasco-715):日本Jasco公司產品;掃描電子顯微鏡(EV0-LSl0):德國ZEISSE0berkochen公司產品;紫外分光光度儀(UV-6100):上海美普達儀器有限公司產品;馬爾文激光粒度分析(ZetasizerNanoZs90):英國Malvern儀器有限公司產品;分散均質機T25:德國IKA公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 雞肺除雜

雞肺雜蛋白質去除參照李越的方法,並加以修改。

1.2.2 常規熱水提取雞肺明膠

參考張思琦的方法提取明膠,並作改進。

1.2.3 超聲輔助酶解提取雞肺明膠

取10g脫雜雞肺,溶於0.5mol/L乙酸,200W超聲處理10min,超聲處理器工作2s,停歇3s。隨後於42℃恒溫水浴鍋中150r/min磁力攪拌,加胃蛋白酶1mL,酶提4h,反應結束後100℃滅酶10min。放置室溫,再將樣品通過真空抽濾瓶抽濾,收集濾液,倒入幹淨的表麵皿,於-40℃冰箱冷凍,最後冷凍幹燥24h,收集樣品。

1.2.4明膠得率的計算

明膠的得率根據Nagarajan等報道的方法測定,以去雜原料與製得樣品經冷凍幹燥後的質量的比值計。

1.2.5熱穩定性

明膠的玻璃轉化溫度用差示掃描量熱(DSC)儀測定,參考汲聰玲的方法。精準稱量8mg樣品蛋白於鋁坩堝中,加蓋密封,設置溫度的掃描範同為20~200℃,升溫速率為2℃/min。以空鋁坩堝為參比。

1.2.6圓二色譜(CD)

明膠溶液的近紫外圓二光譜變化通過網二色譜儀測定。將製備的樣品配製成質量濃度為0.1mg/mL蛋白溶液,注入1mm厚的樣品池。設置掃描範同為190~260nm,掃描速度為50nm/min.光譜間隔為1.0nm。CD數據以平均橢圓率表示、采用CDPro軟件分析明膠的二級結構。

1.2.7聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)分析

配製分離膠(12g/dL)和濃縮膠(5g/dL),明膠的亞基組分測定參照汲聰玲的方法並作改進。將明膠溶液與DH8.8的0.06mol/LTris-HCl緩衝液、質量分數25%甘油、2%SDS、0.1%溴酚藍、5%β-巰基乙醇混合,沸水煮10min後10000g離心3min,取10μL上清液上樣。用相對分子質量為11000~135000的蛋白Markers做對照。加入電泳緩衝液(質量分數0.1%SDS、0.192m01/L甘氨酸、0.025mol/LTris-HCl),在16mA電流下進行30min電泳後,調節電流強度為32mA繼續進行1.5h。電泳結束後,取用R-250考馬斯亮藍對其染色30min,然後用混合液(體積分數20%乙醇與80%蒸餾水)脫色至能辨清條帶為止。

2 結果與分析

2.1 明膠得率和效率

明膠的得率為幹燥後明膠幹質量(g)與脫雜雞肺幹質量(g)的比例。本試驗中,胃蛋白提取的雞肺明膠得率為30.08%,比常規熱水提取的雞肺明膠得率(8.77%)提高了2.43倍。通常,魚皮明膠的得率為50%左右,雞肺中的雜蛋白較多,並且雞肺的韌性及分子內與分子問的交聯程度較高,導致雞肺明膠的提取率較低,僅高於經常規熱水提取法製得的軍曹魚(13.8%)、舌鰨(10.3%)、羅非魚魚鱗(7.08%)等少數魚源明膠。

2.2 熱穩定性

熱穩定性明膠的熱變性溫度通過差示量熱掃描(DSC)法進行測定。加熱過程的DSC曲線中的吸熱峰所對應的轉變斜線中點即為明膠的熱變性溫度,它表示明膠分子的結構由螺旋向卷曲轉變憫。圖1顯示,明膠胃蛋白酶提取的熱變性溫度為90.22℃,略低於常規熱水提取,這一結果與陳日春的研究相符,通常酸法提取的膠原蛋白變性溫度稍高於酶法提取的膠原蛋白。明膠分子的交聯作用越多,其變性溫度越高,表明胃蛋白酶提取的明膠分子間的交聯程度較高。試驗提取的雞肺明膠的熱變性溫度高於一般的魚類明膠,如黃華雙提取的魚鱗明膠(27℃)以及劉全嬌提取的羅非魚皮明膠(76.36℃)。因此雞肺明膠具有熱變性溫度高的優勢,可通過複合改性製備可食性膜用於食品的天然包裝中,因為其既不會因為溫度的升高在保存期內熔化,又方便產品的運輸。此外也可作為穩定劑和增稠劑添加至對溫度敏感的冷品,如冰淇淋、酸奶等食品中,能更好地抑製結晶,降低熔化速度,使產品組織更堅實細膩。

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