一种保留胶原天然结构的新型生物表面活性剂的性能表征

研究了一种保留胶原天然结构的生物表面活性剂的表面张力等基本物化性能。由红外光谱和凝胶电泳分析表明改性后的胶原仍保留天然胶原的三股螺旋结构,但分子量相对于天然胶原稍有增加。改性胶原的临界胶束浓度(CMC)为5.0×10-3mg/m L,在CMC时表面张力为50.5 m N/m,具有良好的表面活性。改性胶原的等电点由天然胶原的7.06下降到5.26,具有水溶性。其变性温度比天然胶原提高了7℃。原子力显微镜观察改性胶原仍具有天然胶原的纤维结构,但纤维直径略有增大。     

酰化修饰对牦牛乳酪蛋白结构及理化性质的影响

以丁二酸酐、丁二酸、乙酸酐为酰化试剂对牦牛乳酪蛋白进行酰化修饰,研究了酪蛋白空间结构、缓冲性能、钙镁磷含量、色度的变化。结果显示,丁二酸酐、乙酸酐、丁二酸酰化程度分别为90.0%、87.9%、18.5%。酰化修饰后,牦牛乳酪蛋白二级结构以转角和β-折叠的含量为主;丁二酸酐酰化促使酪蛋白形成少量规则的α-螺旋结构,含量为9.4%,其他样品中未检出。丁二酸酐酰化使其三级结构变化程度最大,丁二酸最小。酰化修饰后,牦牛乳酪蛋白最大荧光强度降低,除了乙酸酐修饰酪蛋白之外,其他样品最大发射波长红移;丁二酸修饰酪蛋白三级结构变化较小。酰化修饰后,酪蛋白缓冲性能增强。经酰化修饰后,牦牛乳酪蛋白中的钙、镁、磷含量均降低,但其色泽均变白。研究结果可为牦牛乳酪蛋白的改性及构效关系研究提供参考依据。     

酶解工艺对Ⅱ型胶原蛋白分子结构及提取率的影响

以鸡胸软骨为原料制备Ⅱ型胶原蛋白,在酸性条件下添加胃蛋白酶酶解鸡胸软骨Ⅱ型胶原三股螺旋链的端肽,采用园二色谱研究酶解时间、温度及胃蛋白酶浓度对Ⅱ型胶原二级结构及提取率的影响,从而确定酶解工艺,并通过原子力显微镜及红外光谱对Ⅱ型胶原的分子结构进行表征。结果表明,酶解时间、温度对Ⅱ型胶原二级结构有显著影响,在胃蛋白酶作用温度为20℃,反应时间为32h,浓度为1%时,Ⅱ型胶原保持着比较完整的三股螺旋结构和较高的提取率。     

不同沉淀剂对离子液体中再生胶原结构和性能的影响

分别以去离子水、乙醇和丙酮作为沉淀剂,研究了不同沉淀剂对离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑醋酸([BMIM]Ac))中再生胶原的三股螺旋结构和细胞相容性的影响。结果表明:去离子水再生胶原的红外光谱(FT-IR)中I_(1240/1450)值最大(0.97),圆二色谱(CD)的正负吸收峰的强度比值(Rpn)最高(0.148),差示扫描量热仪(VP-DSC)的吸热峰值(Td)达38.3℃,3种结构表征方法均表明去离子水再生胶原的三股螺旋结构的保留度最高,而丙酮再生胶原最低;原子力显微镜(AFM)观察发现:3种再生胶原都显示出了互相交织成网的纤维结构,表明[BMIM]Ac溶解胶原的过程并没有破坏胶原的三股螺旋结构,但丙酮再生的纤维结构较为稀疏凌乱;细胞相容性试验表明:3种再生胶原均具有促进成纤维细胞增殖的能力,而去离子水再生胶原细胞的相容性最好,成纤维细胞的纺锤形最为典型,表明去离子水是离子液体[BMIM]Ac中胶原再生的最佳溶剂。     

[EMIM][AC]溶剂对Ⅰ型胶原结构的影响

研究了Ⅰ型胶原在含量50%1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐离子液体([EMIM][AC])中的溶解特性,发现其最大溶解投入百分比为75.57%,并探讨了低含量离子液体溶剂对胶原结构的影响。采用凝胶电泳、红外光谱分析再生胶原结构的完整性,结果表明再生胶原的三股螺旋结构基本上得以完整保留。超灵敏差式扫描量热仪分析结果表明再生胶原的热变性温度有不同程度的降低。经原子力显微镜观察发现再生胶原的纤维排布变得更加疏松。     

胶原与明胶的结构研究:方法、结果与分析

胶原与其变性产物明胶虽然具有同源性,但两者在结构和性能上却有明显的差异。本文采用紫外光谱法(UV)、傅立叶变换红外光谱法(FT-IR)、圆二色谱法(CD)、超灵敏差示扫描量热法(US-DSC)、Zeta电位仪和原子力显微镜(AFM),研究了从牛跟腱中提取的I型胶原及其加热变性产物明胶的结构,并对各种方法所得结果进行了对比分析。结果表明,UV光谱不适于胶原和明胶的结构鉴定;FT-IR可以反映出胶原特征的三股螺旋结构,明胶因不存在完整的三股螺旋结构而不具有同样典型的图谱特征;CD是区分胶原和明胶构象的直接手段;US-DSC能灵敏地监测胶原的热变性转变过程,而明胶因不存在三股螺旋到无规卷曲的相变过程故没有吸热峰出现;Zeta电位方法还有待于进一步研究;AFM图像可以直接地观测胶原的纤维结构,其与明胶的形貌结构有明显不同。     

猪皮Ⅰ型胶原蛋白的提取及其结构表征

采用酸膨胀-胃蛋白酶降解的新方法,从猪皮中提取Ⅰ型胶原蛋白。用原子力显微镜(AFM)观察了所提取的Ⅰ型胶原蛋白的形貌结构,用SDS-PAGE方法测得所提取的Ⅰ型胶原的相对分子质量为295kDa。结合紫外、红外检测和DSC分析,与市售SigmaⅠ型胶原对比,证实了提取物为Ⅰ型胶原蛋白,且很好的保持了Ⅰ型胶原的3股螺旋结构。     

超声波对溶液中胶原蛋白聚集体和三股螺旋结构的影响

圆二色光谱法(CD)是表征胶原蛋白三股螺旋结构的常规方法,实验通过比较醋酸溶液中胶原蛋白热变性过程摩尔椭圆率(Em)和旋光度值(α)的变化,发现胶原溶液旋光度值的改变可以显示胶原的变性过程以及胶原聚集体和三股螺旋结构的情况.据此,研究表明在40 KHz、120 W的超声条件下,超声波的空化作用不足以破坏胶原蛋白的三股螺旋结构,只是使溶液中胶原的聚集体变得松散.超灵敏差示扫描量热法(US-DSC)的检测结果也证实了超声波对胶原溶液的这一作用.     

琥珀酰化改性鱼胶原的制备及性质研究

为了拓展鱼胶原的应用范围,研究了采用琥珀酸酐酰化改性制备水溶性鱼胶原,并结合氨基酰化率测定、凝胶电泳、红外光谱、差示扫描量热、表面张力分析、等电点和溶解性测试等手段考察了改性对鱼胶原结构性质的影响。结果表明:当琥珀酸酐的用量为0.2(质量比)时,胶原的氨基酰化率达到约80%,之后酰化率增长缓慢;随着胶原酰化程度的提高,改性胶原的相对分子质量增加,但其热稳定性和等电点逐渐降低;改性前后胶原的红外光谱与表面活性都没有明显变化;当酰化率大于70%时,改性鱼胶原的等电点约为4,在中性条件下具有良好的水溶性。     

鸡骨明胶的凝胶化研究

本研究采用差示扫描量热法(DSC)、红外光谱(FT-IR)、圆二色谱(CD)、荧光光谱、原子力显微镜(AMF)等手段研究鸡骨明胶溶液胶凝化过程.原子力显微镜观察到,随着明胶溶液中分子数目的增多,分子链逐渐聚集缔合形成网络结构.圆二色谱显示,明胶凝胶的交联点为类似胶原的三股螺旋结构.明胶溶液胶凝时,体系的荧光强度显著增大,红外光谱可见O-H和C=O伸缩振动增加.由此推断,明胶的凝胶化是明胶分子借助氢键力作用形成三股螺旋交联点的网络结构,同时疏水相互作用促进凝胶形成.     

青钱柳多糖的乙酰化修饰及抗氧化活性

以青钱柳多糖为原料,使用乙酸酐法制备得到乙酰化青钱柳多糖样品。以乙酰化多糖取代度为评价指标,采用正交试验考察乙酸酐-多糖比例、反应时间、反应温度对乙酰化修饰的影响。在此基础上,选择取代度为0.681的乙酰化多糖样品进行1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH）自由基清除实验。结果表明,青钱柳多糖乙酰化最优反应条件为：m（多糖）∶V（乙酸酐）＝1∶60、反应时间2 h、反应温度40 ℃,同时,乙酰化修饰可以显著提高青钱柳多糖的DPPH自由基清除活性,乙酰化修饰可作为青钱柳多糖改性的方法之一,为青钱柳资源的进一步开发利用提供新的方向。     

香菇柄多糖乙酰化修饰及其抗氧化活性

以香菇柄为原料,采用乙酸酐法制备乙酰化香菇柄多糖,考察不同乙酸酐用量在NaOH体系和甲酰胺体系中对多糖乙酰化修饰取代度以及多糖结构特性的影响,并对多糖及其乙酰化多糖的抗氧化活性进行评价。结果表明,在NaOH体系和甲酰胺体系中,香菇柄多糖乙酰化修饰取代度与乙酸酐用量均呈正相关,在乙酸酐用量为5 mL时,取代度分别为0.31和0.14。红外光谱表明,乙酰化修饰香菇柄多糖除具有多糖特征峰外,还出现了乙酰基的特征吸收峰,说明香菇柄多糖的乙酰化修饰成功。NaOH体系乙酰化修饰后多糖仍然具有三螺旋结构,而甲酰胺体系乙酰化修饰后多糖的三螺旋结构被破坏。抗氧化结果表明,香菇柄多糖乙酰化修饰前后均具有一定的抗氧化能力,并呈现一定的量效关系,且NaOH体系乙酰化多糖的抗氧化活性强于香菇柄多糖和甲酰胺体系乙酰化多糖,宜采用NaOH体系对香菇柄多糖进行乙酰化修饰。     

响应面试验优化龙眼肉多糖乙酰化工艺及其抗氧化活性

对龙眼肉多糖进行乙酰化修饰最佳工艺研究,采用乙酸酐法制备乙酰化龙眼肉多糖,以取代度为指标,采用响应面法对工艺条件进行优化,并研究乙酰化龙眼肉多糖的体外抗氧化活性。结果显示,龙眼肉多糖的最佳乙酰化条件为：乙酸酐-多糖物质的量比（投料比）10.2∶1、反应温度42 ℃、反应时间30 min。该工艺条件下龙眼肉多糖乙酰化取代度达到0.443。乙酰化龙眼肉多糖能够清除羟自由基、抑制脂质过氧化以及H2O2诱导的红细胞溶血,半数抑制浓度（IC50）分别为702.41、646.04 μg/mL和380.11 μg/mL,表现出比未修饰龙眼肉多糖更强的抗氧化活性。     

响应面法优化小刺青霉16-7产纤维素酶液体发酵工艺

在单因素试验的基础上,采用Plackett-Burman试验设计及响应面分析,利用Minitab软件,对纤维素酶高产菌小刺青霉（Penicillium spinulosum）16-7进行发酵工艺条件的优化。通过Plackett-Burman试验筛选出影响产酶的3 个主要因素,即稻草-麸皮（碳源）添加量、培养温度和培养时间。在此基础上通过最陡爬坡试验和响应面分析法进行回归分析。结果表明：当稻草-麸皮添加量为3.45 g/100 mL、培养温度为27.11 ℃和培养时间为146.27 h时,酶活力最高,此条件下滤纸酶酶活力预测值为132.53 U/mL。经过修正,选择稻草-麸皮添加量3.45 g/100 mL、培养温度27 ℃、培养时间146 h,此条件下测得羧甲基纤维素酶酶活力为387.58 U/mL、滤纸酶酶活力为128.86 U/mL,滤纸酶酶活力比优化前提高49.07%。     

丁二酸纤维素酯合成过程取代度的预测模型

为了有效监控丁二酸纤维素酯的合成过程中产物取代度（degree of substitution,DS）变化,研究丁二酸纤维素酯均相合成的反应参数（反应时间、反应温度和丁二酸酐/纤维素物质的量比）对产物取代度的变化趋势,探索纤维素酯合成中主要参数的影响,并建立了产物DS预测模型,即：DS = h× ln（1＋k0×e－i/T ×R×t）。结果表明：在本实验条件下,该模型可有效预测反应过程中丁二酸纤维素酯的DS变化（R2 = 0.945 4）,它可为纤维素酯化反应合成丁二酸纤维素酯的生产实践提供很好的指导。     

过氧化氢诱导的罗非鱼皮胶原纤维降解行为（Ⅰ）——降解过程中底物力学性质与聚集态结构的变化

分析过氧化氢诱导罗非鱼皮粗胶原纤维降解过程中,底物的力学性质、超显微结构、红外光谱及X射线衍射谱的变化。结果表明：在过氧化氢存在下,鱼皮胶原纤维的抗穿刺强度随加热时间呈指数下降,其力学变化规律可用指数函数Y=851.0e－0.001x（R2=0.996）拟合,拟合性好。扫描电子显微镜说明了鱼皮胶原纤维降解经过纤维束外膜层破坏溶化、纤维束松散断裂、微纤维解旋暴露3 个阶段。通过红外光谱和X射线衍射谱检测,说明加热使胶原分子内部作用力减弱,但未溶解物仍保持胶原的三股螺旋结构。     

响应面法优化二色补血草多糖的乙酰化工艺

采用响应面试验研究合成乙酰化二色补血草多糖的最优工艺条件,以乙酰化多糖取代度为评价指标,考察反应时间、乙酸酐与多糖的物质的量比和反应温度对乙酰化多糖取代度的影响。结果表明,通过响应面试验得到的最优工艺条件为：反应时间2.6 h、乙酸酐与多糖的物质的量比3.3∶1、反应温度65 ℃。在此条件下,二色补血草乙酰化多糖取代度为0.409。初步的抗氧化性实验表明,乙酰化后的二色补血草多糖的抗氧化性能有了明显提高。     

Functional Properties of Acylated Pea Protein Isolates

Pea protein isolates were acylated with succinic and acetic anhydride at 1.0, 3.0, and 5.0 mmol anhydride/g protein. The chemically modified isolates showed increased emulsifying capacity, emulsion stability, foam capacity and stability, and water adsorption compared to untreated pea protein isolate. In general, the greater the extent of acylation, the greater the improvement in emulsification properties compared to the untreated protein isolate; however, improvement at greater than 3.0 mmol anhydride/g protein was slight. Acetylation at 3 mmol/g increased foam capacity to the greatest extent. Water adsorption was enhanced to the greatest extent in protein isolates acetylated at 5 mmol/g. Acylation lowered the isoelectric point of protein isolates compared to untreated isolate. In vitro enzyme hydrolysis of the protein isolates, as determined by a multienzyme system of trypsin, chymotrypsin and peptidase, was not impaired by acylation.     

鸭心苹果酸脱氢酶功能基团的研究

分别用对氯汞苯甲酸、苯甲基磺酰氟、N-溴代琥珀酰亚胺、琥珀酸酐、乙酰丙酮、溴代乙酸、N-乙酰咪唑、二巯基苏糖醇、氯胺-T等化学修饰剂对鸭心苹果酸脱氢酶进行修饰。结果表明：半胱氨酸巯基、色氨酸侧链吲哚基和丝氨酸羟基是鸭心细胞质苹果酸脱氢酶和线粒体苹果酸脱氢酶发挥活性的必需基团;而甲硫氨酸的硫醚基、组氨酸的咪唑基、精氨酸胍基、二硫键、酪氨酸的酚羟基、赖氨酸的ε-氨基与鸭心苹果酸脱氢酶活性不直接相关,不是酶活性中心的必需基团。     

草鱼皮胶原的体外自组装动力学研究

体外自组装是天然胶原的重要分子行为特征之一,并对胶原基产品性能产生显著影响。以草鱼皮酶溶性胶原蛋白为研究对象,重点开展胶原体外自组装动力学行为、影响因素、组装纤维的微观结构及其热稳定性能研究。浊度实验和自组装程度分析的结果表明,草鱼皮胶原蛋白具备体外自组装能力,其自组装进程受胶原质量浓度、pH值、离子强度、温度等因素的影响。在pH 7～8、胶原质量浓度3～5 mg/mL、体系温度25～30 ℃以及NaCl浓度0～200 mmol/L条件下胶原自组装进程较快、自组装程度较高;组装动力学分析的结果表明,在较高的离子强度（NaCl浓度300 mmol/L）和较低的组装温度（20 ℃）时,胶原组装进程表现为：成核、组装和平衡3 个阶段,而在较高组装温度（25～30 ℃）和较低离子强度时（NaCl浓度0～200 mmol/L）,胶原组装进程表现为：快速组装段、低速组装段和平衡段;胶原纤维形态学观察结果表明,草鱼皮胶原组装纤维具有典型的D周期特征但D周期长度值（64.6 nm）小于哺乳动物胶原纤维（约67 nm）;示差扫描量热法（differential scanning calorimetry,DSC）分析结果表明,经纤维重组后,草鱼皮胶原蛋白的热稳定性得到明显提升。