猪骨胶原肽及其螯合钙的制备与特性研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:simplyblue
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本研究以新鲜猪骨为原料制备猪骨胶原多肽螯合钙。以钙螯合率为主要指标筛选酶解猪骨效果较好的蛋白酶,通过单因素试验优化单酶酶解条件,并考察双酶复合酶解效果,确定猪骨胶原多肽的酶法制备工艺;以猪骨胶原肽和氯化钙为原料,通过单因素试验和响应面试验优化了肽钙螯合工艺条件,并利用紫外扫描分析、傅里叶变换红外光谱扫描、荧光光谱分析、圆二光谱分析和扫描电镜对制备的胶原肽和肽钙螯合物进行结构对比分析,研究了肽钙螯合物的热稳定性、酸碱稳定性及模拟消化稳定性;建立Caco-2细胞单层模型,研究了猪骨胶原肽及肽钙螯合物的促钙吸收作用;对猪骨胶原肽进行磷酸化修饰,通过单因素试验和正交试验优化磷酸化条件,并对胶原肽、磷酸化胶原肽及磷酸化胶原肽钙进行结构对比分析;考察胶原肽(Collegen peptide,CP)、胶原肽钙(Collagen peptide-calcium chelate,CP-Ca)、磷酸化胶原肽(Phosphorylated collagen peptide,PCP)和磷酸化胶原肽钙(Phosphorylated collagen peptide-calcium chelate,PCP-Ca)对前成骨细胞MC3T3-E1的增殖、分化和矿化的影响。主要研究结果如下:(1)考察了不同脱脂剂、脱钙剂和除杂蛋白试剂对猪骨前处理的影响,确定猪骨前处理工艺为:猪骨经正己烷浸泡24 h脱脂,10%柠檬酸溶液浸泡24 h脱钙,最后经0.08 mol/L Na OH和4%Na Cl混合溶液浸泡24 h除去非胶原蛋白质。选取五种蛋白酶对经前处理得到的猪骨粉进行酶解,筛选出碱性蛋白酶和中性蛋白酶水解效果较优,单因素试验确定两酶的最佳酶解条件分别为:底物浓度6%,加酶量6000 u/g骨粉,温度45°C,p H 9,水解时间5 h(碱性蛋白酶);底物浓度8%,加酶量8000 u/g骨粉,温度50°C,p H 7.5,水解时间4 h(中性蛋白酶),此时水解产物钙螯合率分别为56.49%和42.06%。比较双酶同步水解、分步水解及单酶水解效果,发现双酶组合水解效果均优于单酶,且同步水解效果优于分步水解,其钙螯合率分别为70.24%和67.02%,因此最终确定的猪骨双酶同步水解条件为:底物浓度8%,加酶量8000u/g骨粉(两种酶活力比1:1),p H 7.5,温度50°C酶解4 h,在此条件下,水解产物的钙螯合率为70.24%。(2)通过单因素试验考察了肽钙质量比、温度、p H和反应时间对钙螯合率的影响,并通过响应面试验确定肽钙螯合反应的最佳条件为:肽钙质量比4.5:1,温度50°C,p H 9,反应时间40 min,在此条件下多肽钙螯合率为78.38%。通过紫外扫描分析、荧光光谱分析、傅里叶变换红外光谱扫描及圆二光谱对肽钙螯合物的结构进行初步鉴定,结果表明多肽与钙螯合后二级结构发生显著变化,可能通过羧基氧和氨基氮与钙离子结合,形成一种新的物质。扫描电镜结果表明多肽与钙螯合后表面由光滑结构变成紧密球状聚集体,证明形成了羧酸盐和铵盐。对肽钙螯合物进行稳定性分析发现,螯合物在碱性环境下较稳定,在酸性条件下稳定性显著降低;50-90°C加热处理后钙保留率略有降低,但都保持在85%以上,说明其有良好的高温耐受性;模拟胃肠道消化结果表明,螯合物的稳定性受胃蛋白酶影响不大,但对p H值较敏感。(3)建立Caco-2细胞单层模型并评价其完整性,结果表明Caco-2细胞在Trans WellTM膜中培养21 d后已经形成了完整的单细胞层,极化现象明显且通透性符合要求,可以用于钙转运实验。促钙吸收试验表明:分子量?30 Ku的三个多肽组分(10-30 Ku、5-10 Ku、?5 Ku)在240 min试验范围内均能显著增加钙转运量,其中,?5 Ku的组分与对照组相比,钙转运量分别在30 min、60 min、120 min、180 min和240 min增加约0.71、2.02、2.07、2.04和1.80倍。肽钙螯合物也能显著促进肠道钙的吸收,且在维生素D存在下,Ca Cl2组的钙转运显著增加,但肽钙螯合物组变化不显著。在磷酸盐和植酸盐存在下,Ca Cl2组在240 min时的钙转运分别减少约31.07%和63.88%,当肽钙螯合物存在时能显著改善抑制作用。(4)通过单因素试验和正交试验,考察了多肽浓度、三聚磷酸钠(Sodium tripolyphosphate,STP)添加量、p H、反应温度和时间对多肽磷酸化程度和钙螯合率的影响,得到最佳工艺条件为:多肽浓度5%,STP添加量8%、p H 9.0、反应温度40°C和反应时间2 h,此条件下磷酸化程度为12.11 mg/g,钙螯合率为88.09%。考察了微波辅助条件下微波功率和微波时间对多肽磷酸化程度和钙螯合率的影响,优化条件为:微波功率700 W,微波时间3 min,在此条件下磷酸化程度为11.47 mg/g,钙螯合率为86.73%。紫外光谱、荧光光谱和红外光谱结果表明磷酸化多肽中存在磷酸根,且磷酸肽通过羧基氧、氨基氮和磷酸根与钙离子结合形成磷酸化肽钙螯合物。(5)通过CCK-8法和碱性磷酸酶检测法测定CP、PCP、CP-Ca和PCP-Ca对MC3T3-E1细胞的增值和分化的影响;通过茜素红染色法探究CP、PCP、CP-Ca和PCP-Ca对成骨细胞的矿化作用;通过RT-PCR测定成骨细胞中ALP、Runx2、OCN、OPN和ColⅠm RNA的表达量,Western Blotting测定成骨细胞中Runx2和β-Catenin蛋白表达量。结果表明,CP、PCP、CP-Ca和PCP-Ca均能显著促进MC3T3-E1细胞增殖、提高细胞ALP活性,并使分化标志物ALP、Runx2、OCN、OPN和ColⅠm RNA的表达量以及Runx2和β-Catenin的蛋白表达水平上调。茜素红染色鉴定矿化结节结果表明,CP、PCP、CP-Ca和PCP-Ca能促进矿化结节的形成,且PCP-Ca效果最好。
其他文献
米粉等凝胶制品是一种重要的米制品主食,深受广大消费者喜欢,然而凝胶的加工和保藏过程不易复水,弹性差,口感差,容易滋长微生物,影响凝胶的食用口感,在凝胶中添加淀粉可以控制凝胶的弹性和质地等,进而克服目前大米制品弹性差,不易复水,存放不稳定等问题。本研究采用添加马铃薯淀粉制备复合凝胶,提高凝胶的复水性,进而调节大米凝胶制品的弹性和透明度等;采用热力、臭氧和热力+臭氧不同的减菌方式,对凝胶在不同的贮藏方
学位
许多研究表明,癌症、病毒入侵等的发生都伴随着肠道屏障的损伤。苦瓜籽蛋白MAP30是从苦瓜籽中分离得到的一种核糖体失活蛋白,具有显著的抗病毒和抗癌活性。目前对MAP30的研究大多集中在抗癌抗病毒活性评价方面,而对癌症患者及病毒感染者的肠道屏障损伤方面的研究还未见报道。本文从苦瓜籽中分离得到高纯度MAP30蛋白,证明其具有显著的抗癌活性,在此基础上,从肠道紧密连接的角度探究MAP30对肠道屏障损伤的改
学位
随着计算机技术和数值计算方法的高速发展,计算流体力学方法(CFD)在各行业领域中发挥着巨大作用。其中复杂构件多体相对运动的数值模拟是一类常见的问题。在这类问题中,复杂构件网格生成不易,且当部件存在相对运动时,一般的方法难以处理。嵌套网格技术具有高效的处理动态运动问题的能力,降低了复杂构件网格生成难度,并且能保持较高的网格质量,得到了广泛的应用。本文主要工作是对嵌套网格技术中关键方法展开深入研究,并
学位
拉伸状零部件在轨道交通等领域已取得了广泛应用,这类零部件目前采用机械铣削、磨削的方式进行加工。然而由于在加工时零件硬度高、主要工作面由复杂曲面构成以及长度大等特点往往存在加工效率低、刀具磨损严重且在加工后容易出现导致疲劳裂纹的白层,这些现象将直接提高加工成本、降低工件使用寿命。电解加工具有成形效率高、可加工任意硬度的金属材料且无刀具磨损、表面质量好等特点,应用电解加工技术对拉伸件外廓型面进行加工,
学位
芒果是我国产量最大的热带水果之一,年产量正逐年增加。芒果营养丰富,口感独特,市场上鲜果备受消费者青睐。但是芒果在运输和储藏过程中的损坏率达到20%以上,因此通过加工改善这一状况显得尤为重要。益生菌发酵果蔬汁是近年来食品科学工作者研究的热点,发现使用益生菌发酵果蔬汁对人体健康大有裨益,例如具有抗氧化、抗癌、抗心血管疾病等功效,但是国内外学者关于芒果汁发酵研究较少。本课题以海南澳芒为主要材料,研究了发
学位
人字齿轮凭借其承载能力大、可消除斜齿轮产生的轴向力等特点,从而被广泛应用于航空发动机、车辆工程、船舶推进器等重型机械传动行业。现代工业体系的不断发展使得人们对机械传动系统提出了更高的要求,人字齿轮传动系统就是其中之一。为了更加契合现代工业生产要求,构建人字齿轮传动系统的科学振动模型,可以在设计阶段就能预测其动态性能,有效降低其传动噪声,对人字齿轮传动系统的设计工作有着重要意义。本文对人字齿轮传动系
学位
目的探讨以动脉蒂远端作为回流静脉的改良踇趾腓侧皮瓣修复手指远节创面的临床效果。方法 2018年6月—2020年1月收治15例手指远节缺损患者,其中男12例,女3例;年龄24~56岁,平均40.2岁。均为机器挤压伤所致。拇指2例,示指6例,中指3例,环指3例,小指1例;均为远节指腹部分或全部缺损,伴骨、肌腱外露。手指创面缺损范围为1.7 cm×1.3 cm~3.0 cm×2.0 cm。受伤至入院时间
期刊
咸蛋是我国的传统蛋制品,有较大的消费市场,咸蛋加工方式较多,但目前仍以传统加工方式草木灰包裹法为主,此方法所得咸蛋品质好,出油率高,深受消费者喜爱,但草木灰包裹法这种加工方式步骤繁琐,易造成生产环境污染,产品品质不稳定,不符合现代食品环境友好型的加工特点。为了得到一种既能保持原有草木灰包裹法咸蛋品质还能弥补传统草木灰包裹缺点的加工方式,本研究首先对稻秸灰原料进行浸提,得到水溶性浸提物,并将水浸提物
学位
白鲢鱼分布广成本低,具备高蛋白低脂肪等优点,由白鲢鱼制成的鱼糜已成为我国鱼糜制品行业最常用的原料之一。利用外源添加物对鱼糜凝胶性能及风味进行改善的研究经常被报道,而谷氨酸钠和乙醇的调味功能也已经被应用到许多的食品加工中。谷氨酸钠和乙醇作为食品加工中的调味品,可增鲜提味,去除或者掩盖食品中存在的不良气味,改善产品的风味,使口感更加浓郁圆润。目前,国内对淡水鱼的鱼腥味等气味的研究主要集中在水产养殖、食
学位
在环境污染和石油能源短缺等问题日益严重的今天,羧甲基淀粉凭借其优良的成膜性和生物相容性,在包装材料领域具有潜在的应用前景。但羧甲基淀粉膜存在力学性能不足、阻水性能差等缺点,因此极大限制了其在食品包装领域的应用。为解决这一问题,本研究以柚皮渣为原料制备出柚皮纳米微晶纤维素,以羧甲基淀粉为成膜基质,通过共混的方式制备复合膜以期改进原有不足。进一步通过对柚皮纳米微晶纤维素/羧甲基淀粉复合膜的成膜性、结构
学位