胶原蛋白的研究进展【文献综述】.doc

毕业论文文献综述 食品质量与安全 胶原蛋白的研究进展 摘要：胶原蛋白具有较高的营养价值和经济价值，近年来已经越来越多的被应用到生活的各个领域，如在生物学材料、化妆品，日用品等领域都有应用。于是，人们不断的开发胶原蛋白的来源，并不断优化胶原蛋白的提取方法，以提高胶原蛋白的提取率。本文对胶原蛋白的提取和功能作了论述，希望为将来在胶原蛋白方面的研究提供依据。 关键词：胶原蛋白；提取工艺；应用 所有的多细胞生物都含有胶原，哺乳动物身上所有蛋白质中约30%是胶原蛋白。胶原是皮肤、骨、腱、软骨、血管和牙齿的主要纤维成分，而细胞骨架的重要成分也是胶原，因此，胶原不同程度地存在于一切器官中，除了在成熟的组织中起结构的作用外，胶原对发育中组织有定向作用。胶原的独特性质是能形成高强度的不溶性纤维，此外，胶原的分子结构可被修饰以适应特定组织的功能需求[1]。 1 胶原蛋白的结构与分类 胶原蛋白实际上是一个非常庞大的家族，到目前为止，人们已发现25种[2]不同类型的胶原，根据它们在体内的分布和功能特点，目前将胶原分成间质胶原、基底膜胶原和细胞外周胶原。间质型胶原蛋白分子占整个机体胶原的绝大部分，包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原蛋白分子，其主要分布于皮肤、肌腱等组织，其中Ⅱ型胶原蛋白由软骨细胞产生；基底膜胶原蛋白通常是指Ⅳ型胶原蛋白，其主要分布于基底膜；细胞外周胶原蛋白通常中指Ⅴ型胶原蛋白，在结缔组织中大量存在。胶原蛋白是细胞外基质的结构蛋白质，其分子细胞外基质中聚集为超分子结构，主要含有α-氨基酸、脯氨酸、羟氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸等。尽管各种胶原蛋白的结构差异很大，但它们具有共同的特征：都是由3条α肽链以右手螺旋方式形成蛋白质，这样的三股螺旋区域被称为胶原区域。每一个α肽链在分子结构上都是由重复出现的Gly-X-Y肽段构成左手螺旋，3条链在氨基酸残基的相互作用下，以同一轴为中心，以右手螺旋方式形成稳定的三股螺旋结构。 2 胶原蛋白的提取 根据提取介质的不同，可将胶原蛋白的提取方法简单地划分为：热水提取、盐提取、酸提取、碱提取以及酶提取。其基本原理都是依据胶原蛋白的特性改变蛋白质存在的外部环境，将其从其它蛋白质中分离出来。在实际操作中，往往可以将几种方法结合起来提取胶原蛋白。 2.1 热水提取 热水法提取：原料经过前处理后，在一定条件下用热水浸煮，从而得到水溶性胶原蛋白。刘晓宁等[3]在70℃从鲤鱼鳞中得到了I型胶原蛋白，提取率达到6.95%；刘石生等[4]在100℃、pH6.0的条件下，利用热水法从罗非鱼鱼鳞中提取2h，胶原蛋白得率为265.3mg/g；曾名勇等[5]研究发现，热水法提取鳙鱼、鲈鱼、鲫鱼鱼皮中胶原蛋白的热变性温度分别为30℃、25℃、27℃，得到的鱼胶原蛋白符合标准的Ⅰ型胶原蛋白的氨基酸组成特征；Mizuta等在40℃水浴条件下提取热水溶性胶原蛋白，鲤鱼肉中胶原蛋白提取得率为8.4%，而虾肉中胶原蛋白提取得率非常低，随着温度的升高，可得到不同温度下的热水溶性胶原蛋白，提取率也有所提高[6]。 2.2 盐法提取 盐法提取盐溶性胶原蛋白所使用的盐主要的有氯化钠、氯化钾、乙酸钠等。秦玉青等[7]研究报导了在0℃,15% NaCl的条件下处理鱿鱼皮24h，得其得率(以干物质计, %)为63.8% ,产品中羟脯氨酸占干物质含量为5.05%。 2.3 酸法提取 酸法提取即利用酸在一定的外界环境条件下提取胶原蛋白，使用的酸多为乙酸，此外还有盐酸、柠檬酸、乳酸、磷酸等。样品经前处理后，匀浆，在低温下用酸浸提，离心即可得到酸溶性胶原蛋白。王信苏等[8]采用酸法提取草鱼鱼鳞中的胶原蛋白，作者通过对醋酸、柠檬酸、乳酸提取胶原蛋白的效率比较发现，柠檬酸提取胶原蛋白的得率较高，达到74.34%。户业丽等[9]以乳酸作提取剂，采用1:5的固液比从鲟鱼中提取胶原蛋白，在20℃下提取72h, 其提取率最高为86.18%。蒋予箭等[10]利用2%的盐酸，在90℃下酸解鱿鱼鱼皮2h，得到了凝胶效果明显的明胶。 2.4 碱法提取 碱法提取胶原蛋白的报道相对较少，杨萍等[11]以青鳞鱼下脚料为原料，采用碱萃取(pH9)、蛋白酶水解、浓缩、喷雾干燥等手段，制得水解鱼胶原蛋白，萃取率达90%以上。陈武勇等对[12] CaO提取铬鞣革屑中的胶原蛋白,提胶率达到50%以上，胶原蛋白产品颜色为淡黄色，灰分低于2%，铬含量低于10mg/kg。据王杏珠[13]报道，日本曾以蛙鱼皮为原料经碱液处理后，用中性热水抽提出明胶。碱法提取由于工艺生产较为复杂，且水解过程使氨基酸大多螺旋，还产生有毒物质，无生物利用价值，因此不宜采用[14]。 2.5 酶法提取 酶法提取，即利用各种不同的酶在一定的外界环境条件下提取胶原蛋白，通常使用的酶有中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶等。原料采用不同的前