超高压作用时间影响胶原蛋白明胶化的分子机制

本文以猪皮胶原蛋白为原料,采用超高压协同稀盐酸诱导胶原明胶化。重点研究了不同诱导时间对胶原蛋白明胶化的分子机制的影响。处理时间5 min至30 min范围内,胶原的热变性温度Tm和热焓值H均呈先下降后升高趋势,与明胶得率变化趋势一致。红外光谱(FT-IR)结果表明:超高压协同酸处理后大部分三螺旋结构被破坏,15 min处理对二级结构破坏最为严重,与得率变化趋势一致,说明胶原二级结构破坏程度与明胶得率相关。SDS-PAGE分析表明:超高压协同酸处理过程会降解胶原的亚基组分,不同处理时间对亚基组分破坏程度差别不明显,比较明胶化胶原和对应明胶的亚基组分含量,发现后期热处理后亚基组分降解程度很低,说明超高压协同酸处理抑制了热处理过程中亚基组分的过度降解。     

大目金枪鱼皮胶原明胶化过程中酸碱浓度对明胶理化性质的影响

以大目金枪鱼皮为原料,考察了碱溶液浓度和酸溶液浓度对胶原明胶化的影响,研究表明,碱液质量分数为0.8%,酸溶液质量分数为2.0%时,明胶得率和凝胶强度均较优;傅里叶转换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)结果表明,碱处理打破了胶原原有的氢键平衡,使三螺旋结构松散;不同质量分数的酸处理使得胶原原有的结构被破坏,三螺旋结构有所展开,二级结构向无序化转变,这些变化使热提胶过程中亚基更易释放;明胶化胶原的电镜扫描结果显示,碱处理可以对胶原蛋白的结构造成轻微的降解,继续进行酸处理过后,明胶化胶原降解程度明显,逐渐成无规则卷曲状,比较各处理组明胶化胶原表面结构状态后发现,碱处理质量分数为0.8%和酸处理质量分数为2.0%时,胶原表观破坏更明显,与得率结果一致;明胶电泳分析表明,碱处理质量分数较低时,明胶中高分子组分含量较低,而小分子组分含量较高于其他组,随着碱处理质量分数增加,明胶中α链含量增大,碱浓度至2.3%时,明胶中β链含量增高因而α链含量相对降低,导致凝胶强度降低。酸处理组中,质量分数在0.5%~1.5%范围内,酸处理质量分数在1.5%时,明胶中高分子质量组分较多,此时明胶凝胶强度最大。当酸处理质量分数高于2.0%后,所得明胶中的小分子组分含量逐渐增大,在酸处理质量分数达到2.5%后,明胶电泳条带中小分子组分的含量明显增加,造成凝胶强度逐渐降低。     

兔皮胶原快速明胶化分子机制

通过YASARA软件对酸诱导兔皮胶原蛋白明胶化过程进行动力学模拟,解析兔皮胶原快速明胶化的分子机制。均方根偏差结果表明,酸处理使胶原蛋白分子的非螺旋区亚基组分分离,但对其中单个亚基的构象影响较小。酸处理初期,兔皮胶原三螺旋区的氢键在短时间内被迅速破坏,模拟50 ns后,氢键数量保持相对稳定,与实际研究结果一致。三螺旋结构在酸处理初期伴随着氢键的破坏并向其他二级结构转化,随着模拟时间的延长,α-螺旋与β-折叠相对含量之和呈先增加后减少趋势。当α-螺旋和β-折叠相对含量之和达到最大时,明胶化程度最佳。     

超高压时间对胶原明胶化及成品明胶品质的影响

以1%(w/v)HCl溶液为传压介质,研究不同时间(0~45min)的超高压(300MPa)处理对胶原的热稳定性及成品明胶的分子量分布、凝胶强度、流变学特性等的影响,以分析超高压时间在胶原明胶化过程中的作用及其对明胶品质的影响。结果显示:经5~45min的超高压处理的明胶化胶原的热稳定性高于传统酸处理组,但是低于未处理组(超高压时间为0min);结合前期工艺研究结果,可以发现超高压处理组胶原的热稳定性较低、明胶提取率较高,说明超高压处理能够破坏链间氢键、松散胶原三螺旋结构,有利于胶原明胶化;且超高压组明胶的亚基组分(α、β)得到很好的保留,而传统酸法明胶亚基组分相对含量很低(小于10%),超高压明胶中高分子量组分(亚基组分)使超高压明胶组明胶具有较好的胶凝特性和粘弹性能。     

真鳕鱼骨明胶的提取工艺及性质研究

以真鳕鱼骨为原料对其明胶的提取工艺进行了研究。在单因素实验基础上,通过正交实验探讨HCl浓度、酸处理时间、提取温度和提取时间对鱼骨明胶得率的影响。结果表明:HCl浓度4%,酸处理时间18 h,提取温度70℃,提取时间8 h,明胶提取率最高,达98.02%。明胶在235 nm处有最大吸收。在上述提取条件下,得到的明胶经红外光谱检测失去三螺旋结构,在扫描电镜观察下明胶具有多孔的网状结构。     

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.     

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。     

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.     

酸预处理时间对鲢鱼皮明胶理化性质的影响

本文探究了酸预处理时间对鲢鱼皮明胶理化性质的影响。结果发现,当酸预处理时间从10 min增加到80 min,鲢鱼皮的结构变得疏松,在热水浸提中β肽链等胶原高分子组分易发生降解,提取的明胶其羟脯氨酸含量从61个残基下降到43个残基/1000个氨基酸。不管酸预处理时间多长,提取的鲢鱼皮明胶其等电点均在p H 9.2附近,但长时间的酸处理会使明胶的黏度、凝胶性能和成膜性能下降。当酸预处理时间为10 min时,制备的明胶凝胶强度、膜的抗拉伸强度和断裂延伸率分别为242.67 g、28.24 MPa和65.52%。根据圆二色光谱扫描的结果,发现酸预处理时间对明胶二级结构没有明显的影响,但酸预处理时间越长,提取的明胶在干燥过程中越不易复性形成三股螺旋结构,结果导致成膜性能下降。     

不同干燥方式对明胶特性的影响

系统研究了不同干燥方式(热风干燥,真空冷冻干燥和喷雾干燥)对明胶性质的影响,包括得率、色差、十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)、凝胶强度、凝胶持水力、疏水性以及傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)。结果表明,由于贴壁行为和涡旋分离损失的影响,使得喷雾干燥明胶的得率明显较低(P<0.05)。喷雾干燥和真空冷冻干燥可减轻不良色泽的产生,并且降低干燥过程中明胶的氧化和降解,保留更多的高分子亚基,进而增加了明胶的凝胶强度和凝胶持水力。此外,喷雾干燥的明胶由于疏水基团的暴露以及较多的亚基组分可能含有更多的疏水基团,显示出最高的疏水性(P<0.05),冷冻干燥的明胶次之,热风干燥的明胶最低。红外结果表明,热风干燥和真空冷冻干燥破坏了明胶的构象,而喷雾干燥更有利于明胶在凝胶过程中,形成类三螺旋结构。该文可为绿色明胶的干燥方法和工业化应用提供理论依据和指导意义。     

Effects of acid concentration and the UHP pretreatment on the gelatinisation of collagen and the properties of extracted gelatins

An ultra‐high‐pressure (UHP) transmission medium with HCl was applied as a pretreatment to extract gelatin. The effects of the acid concentration (0–1% (w/v)) on the gelatinisation of collagen and the properties of gelatin were investigated. An increase in the acid concentration decreased the thermostability of collagen and increased the yield of gelatin (from 64% increased to 80%). The content of the subunit components in the pretreated collagen and the gelatin declined slightly as the acid concentration was increased, resulted in slight decrease (P > 0.05) in the gel strength (from 435 g decreased to 408 g). The analysis of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) spectra showed that the triple‐helical structure, secondary structures of the collagen and covalent cross‐linking in the collagenous fibres were damaged gradually as the acid concentration was increased. The scanning electron microscopy (SEM) images showed that the smooth surface of collagen was partly disrupted with microvoids after UHP/1% HCl pretreatment, which may be related to the damage on the covalent cross‐linking.     

黄变对大米酸水解的影响

本文通过对正常大米和黄变米(Postharvest yellowing of rice,PHY)进行硫酸水解处理,分别用0.1、0.5、1.0 mol/L的硫酸溶液浸泡样品72 h,并测定酸水解前后样品的热力学性质、结晶性质以及表观结构特性,研究样品之间结构的差异。结果显示,黄变过程导致大米酸水解后的热特性发生改变,表现为糊化温度范围的减小,在1 mol/L硫酸条件下,籼米黄变米的糊化温度范围为45.64 ℃,籼米正常米的糊化温度范围是61.26 ℃,粳米黄变米的糊化温度范围为47.46 ℃,粳米正常米的糊化温度范围为50.95 ℃;X射线衍射(XRD)和小角X射线散射(SAXS)的结果表明,硫酸水解大米之后,大米内部直链淀粉无定形背景区和支链淀粉非晶层均被破坏,且酸溶液浓度越高,大米内部的无定形区被破坏的越明显。在1.0 mol/L的硫酸溶液处理时,黄变样品的结晶层发生重排,结构趋于有序化;观察表观结构表明黄变米在经过酸水解后,比普通大米相比具有更松散的结构形态。     

预处理对酶解过程中胶原ACE抑制肽释放的影响

本文探究了酸、碱、热、超声、超高压五种预处理方式对胶原蛋白制备ACE抑制肽的影响。胶原蛋白经预处理后采用碱性蛋白酶酶解制备水解液,对水解液的水解度、ACE抑制率和分子量分布情况进行测定,结果显示碱和超声处理组水解液的水解度、ACE抑制率均高于未处理组,表明这两种预处理方式可能利于胶原三螺旋区位点的暴露;DSC和红外分析预处理后的胶原蛋白结构显示,碱处理改变了胶原蛋白构象特点,影响非共价键的平衡,胶原三螺旋区域的位点被充分暴露,但保持了亚基的完整性,超声处理破坏了胶原螺旋区的共价交联,暴露出更多疏水性位点,利于碱性蛋白酶酶解;而酸、热和超高压处理主要影响胶原非螺旋区,无法在酶解过程中促进胶原ACE抑制活性肽段的释放。     

Giant squid skin gelatin: Chemical composition and biophysical characterization

Gelatin was extracted from the skin of giant squid (Dosidicus gigas) with a yield of 7.5% on a wet weight basis through a novel cold maturation process and it was chemical, physicochemical and structurally characterized. Squid skin gelatin (SSG) had high protein content (89%) with an amino acid profile similar to that of interstitial collagen. Infrared spectroscopy and circular dichroism confirmed the existence of specific bands of collagen and gelatin which are modified during their thermal transition. Amino acids present in SSG were revealed by NMR signals. Fluorescence spectroscopy revealed emission due to pyridinoline cross-links. Differential scanning calorimetry confirmed that SSG is a weak thermo-reversible gel. Scanning electron microscopy showed porous components within the SSG structure which agree with the viscosity and water holding capacity values obtained. These results led to a better understanding on the molecular structure of SSG which accounts for its well known rheological and physicochemical properties.     

尖吻鲈鱼鳞和鱼皮胶原蛋白的提取及其理化特性分析

以尖吻鲈鱼鳞和鱼皮为原料,提取并分离纯化酶溶性胶原蛋白,通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶 电泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electropheresis,SDS-PAGE）、氨基酸组成分析、差示扫描量热 （differential scanning calorimetry,DSC）、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和Zeta电位以及溶解度研究,分析 和比较了其主要理化性质。冷冻干燥后鱼鳞和鱼皮胶原蛋白得率（干质量）分别为2.3 g/100 g和47.3 g/100 g; SDS-PAGE结果显示两种胶原蛋白构型均为[α1(Ⅰ)]2α2(Ⅰ),初步判断属于Ⅰ型胶原蛋白;DSC结果显示鱼鳞和鱼 皮胶原蛋白热变性温度（Td）分别为37.54 ℃和36.74 ℃;傅里叶变换红外光谱和X射线衍射结果显示胶原蛋白经 胃蛋白酶处理后仍能保持其完整的三股螺旋结构;Zeta电位结果显示鱼鳞和鱼皮胶原蛋白等电点分别为pH 6.40和 pH 6.64;溶解度研究结果显示两种胶原蛋白在酸性条件和低NaCl质量浓度下均表现出良好的溶解性。     

低温等离子体对糙米蒸煮品质和物化特性的影响

本文以糙米为原料,探究了低温等离子体对糙米的营养成分、蒸煮品质、感官品质、质构特性、糊化特性、微观结构、结晶度和近红外图谱的影响。结果表明,相比较于对照组糙米,低温等离子体处理后糙米的加热吸水率、体积膨胀率和固形物损失率显著增加到236.10%、268.25%和19.18 mg/g (P<0.05);直链淀粉、蛋白质、膳食纤维和非必需氨基酸的含量也有一定程度的增加。低温等离子体处理改善了糙米饭的糊化特性、质构特性和感官品质,有利于糙米饭品质的提升。通过对低温等离子体处理后糙米皮层微观结构的观察分析,糙米皮层遭到破坏,表面出现凹陷和裂缝;X射线衍射和近红外数据分析得出,糙米经低温等离子体处理后亲水基团增加,结晶度降低,淀粉的晶体结构被破坏,从而有助于吸水速率提升。综上,低温等离子体可以有效地改善糙米的蒸煮和食用品质,研究结果可为低温等离子在糙米生产中提供参数指导。     

H_2O_2在鸡骨明胶提取中的应用

对明胶传统提取工艺进行改良,在骨素吸水膨胀阶段添加微量H2 O2 并直接加热提取明胶,结果表明,骨素中添加0 2 %的H2 O2 ,明胶的提取率提高近3倍,同时明胶的色泽浅,抗菌性好,但明胶的粘度与凝胶强度有所降低。改良的提取工艺极大地缩短了明胶生产时间,减少能耗。通过氨基酸和粘均分子质量的测定结果表明,由于H2 O2 对芳香族氨基酸的破坏,加速胶原链的断裂解聚,因而使明胶的提取率提高,明胶粘均分子质量略有下降。红外光谱显示,该法提取的明胶不存在螺旋结构。