鸡胸软骨Ⅱ型胶原蛋白制备及其理化特性和功能特性研究

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bailiankk
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食品工业在屠宰过程中会产生大量的废弃物(副产品),如骨头(软骨和硬骨)、肌腱、血液、内脏和毛皮。这些副产品是肉的非食用部分,在加工肉制品中通常被废弃,进而造成环境污染。然而,有效利用副产品不仅可以减少环境污染,对经济发展也起着重要作用。副产品因可被加工成高价值产品而具有宝贵的利用潜力。软骨是肉类加工工业的主要副产品,通常被作为提取胶原蛋白的原料。本研究以鸡胸软骨(CSC)为原料提取Ⅱ型胶原蛋白,旨在探究超声处理时间对胶原蛋白理化特性及功能性质的影响,可为开发高价值畜禽功能产品提供技术和理论支撑。本文以鸡胸软骨为原料,采用不同超声处理时间(0、6、12、24、36min)分别提取酸溶性和胃蛋白酶溶性Ⅱ型胶原蛋白,并研究了超声波和空化能对胶原产率、功能和理化性质的影响。实验表明,预处理对原料鸡胸软骨有积极影响,并且预处理的鸡胸软骨和提取的II型胶原蛋白的组成得到明显改善。本试验通过对原料鸡胸软骨进行超声处理制备Ⅱ型胶原蛋白,并计算了不同超声处理时间下Ⅱ型胶原蛋白的得率(分别以蛋白干基、湿基计),分别为UASCⅡ0、UASCⅡ6、UASCⅡ12、UASCⅡ24和UASCⅡ36。结果显示,超声处理36min后,酸溶性Ⅱ型胶原蛋白的最高产率为84.14%。经SDS-PAGE鉴定,提取蛋白为II型胶原,三螺旋结构保持不变。但当超声处理时间延长(≥36min),其结构二级结构产生一定变化。此外,随着超声处理时间的延长,II型胶原蛋白氨基酸含量增加,且表现较高的热稳定性。为探究不同超声处理时间对Ⅱ型胶原蛋白理化特性以及功能特性的影响,本文利用扫描电镜(SEM)对其结构完整性进行了观察,并对其流变性(弹性模量(G?)和粘性模量(G?))以及持水性、吸水性和吸油性等指标进行了测定。结果表明,经超声波处理后,酸溶性Ⅱ型胶原蛋白的乳化和起泡性能得到了显著改善,这对工业应用具有重要意义。此外,变性温度(Td)随着超声处理时间和粘度的增加亦呈现升高趋势。超声波处理是从陆地动物副产品中提取酸溶性Ⅱ型胶原蛋白的有效方法。此外,本文探究了不同胃蛋白酶添加量和超声处理时间对Ⅱ型胶原蛋白性质的影响。研究表明,胃蛋白酶联合超声波处理法可显著提高Ⅱ型胶原蛋白的提取率。与无超声波处理、胃蛋白酶添加量为1.73g的条件相比,当超声处理时间为36min、胃蛋白酶添加量为3.37g时,获得的胃蛋白酶溶性Ⅱ型胶原蛋白产量最高。并且,随超声时间的延长,胃蛋白酶溶性Ⅱ型胶原蛋白的氨基酸含量呈现上升趋势。差示扫描量热法(DSC)结果表明,超声处理后UPSC的溶解温度和变形温度均显著升高(p<0.05)。此外,经过超声处理,胃蛋白酶溶性Ⅱ型胶原蛋白的二级结构随着超声时间的延长而产生部分改变。与非超声处理的Ⅱ型胶原蛋白和超声处理的酸可溶性Ⅱ型胶原蛋白相比,超声处理的胃蛋白酶可溶性Ⅱ型胶原蛋白具有更好的功能特性。本研究表明,利用超声波提取酸和胃蛋白酶溶性Ⅱ型胶原蛋白是一种很好的潜在技术,可实现胶原蛋白的工业化应用。该研究可为生产高附加值产品提供技术支持,并可促进鸡源性胶原蛋白的商业化利用。家禽鸡胸软骨作为陆地动物Ⅱ型胶原蛋白的潜在来源,可进一步满足日益增长的工业需求。
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