胶原蛋白的提取及其多孔材料的制备与性能研究

发布时间：2017-08-08 06:27

  本文关键词：胶原蛋白的提取及其多孔材料的制备与性能研究

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【摘要】：胶原(Collagen)是哺乳动物体内重要的结构蛋白之一,约占总蛋白质含量的80%。作为一种天然高分子材料,与其他生物质材料相比,天然获取的胶原表现出独特的理化性质和生物活性——良好的生物相容性、生物可降解性和低抗原性等。因此,在不同领域及行业具有广泛应用。本文以猪皮为原料,首先对猪皮进行脱脂处理。根据相似相容原理,采用异丙醇和乙酸乙酯的混合溶剂对猪皮颗粒进行脱脂,以脱脂率为指标,确定最佳脱脂工艺。然后采用醋酸和胃蛋白酶结合方法对猪皮进行酶解,获得具有天然三股螺旋结构和生物活性的胶原提取物,再在低温、真空条件下对提取物进行冷冻干燥,制得具有三维孔状结构的多孔材料,通过红外、紫外、等电点、变性温度和特性粘度等分析方法对胶原提取物的理化特性进行表征。最后采用新型生物交联剂京尼平对制备的胶原蛋白多孔材料进行交联,并分别对交联前后多孔材料的孔径结构、力学性能和吸液保液性能等进行表征。主要研究结果如下:1、通过单因素实验,初步判断脱脂温度、脱脂时间、料液比及异丙醇和乙酸乙酯体积比对脱脂率的影响,参照单因素实验结果,以脱脂温度(A)、脱脂时间(B)和料液比(C)为主要影响因素,以脱脂率为指标,通过L9(34)正交法确定猪皮最佳脱脂工艺:脱脂温度为35℃,脱脂时间为4h,料液比为1:4,在最佳脱脂条件下,猪皮脱脂率可达到90.32%。2、实验采用醋酸和胃蛋白酶相结合方法对猪皮进行酶解提取胶原,先选定酶用量、酶解温度及酶解时间为实验单因素,判定它们对胶原提取率的影响,参照单因素实验结果,以酶用量(A)、酶解温度(B)和酶解时间(C)为实验主要影响因素,以提取率为指标,通过L9(34)正交法确定最佳提取工艺,最佳工艺:在酶解温度为35℃条件下,胃蛋白酶添加量为15.0mg/g,对猪皮进行酶解60h,在最佳酶解条件下,胶原蛋白提取率可达到18.87%。通过红外、紫外、等电点、变性温度和特性粘度等方法对提取物的理化特性进行表征,实验结果表明提取物为I型胶原。3、实验采用京尼平作为交联剂,通过单因素实验,初步判断京尼平浓度、交联时间、交联温度及溶液pH值对交联度的影响,参照单因素实验结果,以京尼平浓度(A)、交联时间(B)和交联温度(C)为实验主要影响因素,以所得胶原材料颜色和交联度为指标,通过L9(34)正交法确定最佳交联工艺,最佳工艺:在交联温度为35℃,京尼平浓度为0.05%条件下,对胶原多孔材料进行交联24h,在此工艺下,交联度可达到30.6%。
【关键词】：胶原蛋白 多孔材料 酶解法提取 京尼平交联 性能研究
【学位授予单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-18
• 1.1 胶原蛋白的结构及性能11-13
• 1.1.1 胶原蛋白的结构11-12
• 1.1.2 胶原蛋白的性能12-13
• 1.2 胶原蛋白的应用13-15
• 1.2.1 食品方面的应用13
• 1.2.2 化妆品方面的应用13
• 1.2.3 医用材料领域方面的应用13-14
• 1.2.4 胶原蛋白材料的研究现状14-15
• 1.3 胶原蛋白材料的改性15-16
• 1.4 本课题的意义及主要研究内容16-18
• 2 胶原蛋白的提取及理化性能研究18-34
• 2.1 实验部分18-23
• 2.1.1 实验材料及设备18-19
• 2.1.2 脱脂处理19-20
• 2.1.3 胶原蛋白纯化20-21
• 2.1.4 脱脂率计算21-22
• 2.1.5 胶原提取率计算22
• 2.1.6 紫外光谱（UV）测试22
• 2.1.7 等电点(pI)测试22
• 2.1.8 变性温度（Td）测定22-23
• 2.1.9 特性黏度[η]测定23
• 2.2 实验结果及讨论23-33
• 2.2.1 脱脂率影响因素分析23-26
• 2.2.2 提取率影响因素分析26-29
• 2.2.3 胶原盐析29-30
• 2.2.4 紫外光谱（UV）分析30
• 2.2.5 等电点（pI）分析30-32
• 2.2.6 变性温度分析32
• 2.2.7 特性黏度32-33
• 2.3 本章小结33-34
• 3 胶原蛋白多孔材料的制备及性能研究34-42
• 3.1 实验部分34-36
• 3.1.1 实验材料及设备34
• 3.1.2 胶原蛋白多孔材料的制备34
• 3.1.3 表观形貌表征34-35
• 3.1.4 桌面电镜表征35
• 3.1.5 孔隙率测试35
• 3.1.6 吸液率测试35
• 3.1.7 保液率测试35-36
• 3.1.8 红外（FT-IR）表征36
• 3.1.9 力学性能测试36
• 3.2 实验结果及讨论36-41
• 3.2.1 表观形貌分析36-37
• 3.2.2 桌面电镜分析37-38
• 3.2.3 孔隙率分析38-39
• 3.2.4 吸液率分析39
• 3.2.5 保液率分析39-40
• 3.2.6 红外（FT-IR）表征40-41
• 3.2.7 力学性能分析41
• 3.3 本章小结41-42
• 4 交联胶原蛋白多孔材料的制备及性能研究42-56
• 4.1 实验部分42-45
• 4.1.1 实验材料及主要设备42
• 4.1.2 交联胶原蛋白多孔材料的制备42-43
• 4.1.3 表观形貌表征43
• 4.1.4 桌面电镜表征43-44
• 4.1.5 红外光谱（FT-IR）测试44
• 4.1.6 吸液率测试44
• 4.1.7 保液率测试44
• 4.1.8 热稳定性测试44
• 4.1.9 力学性能测试44
• 4.1.10 交联度测试44-45
• 4.2 实验结果及讨论45-54
• 4.2.1 交联度影响因素分析45-48
• 4.2.2 表观形貌分析48-49
• 4.2.3 桌面电镜分析49-50
• 4.2.4 红外光谱（FT-IR）分析50-51
• 4.2.5 吸液率分析51-52
• 4.2.6 保液率分析52
• 4.2.7 热稳定性分析52-54
• 4.2.8 机械性能分析54
• 4.3 本章小结54-56
• 5 结论56-58
• 5.1 脱脂56
• 5.2 酶解56
• 5.3 分离纯化56
• 5.4 增塑56-57
• 5.5 改性57
• 5.6 尚待解决的问题57-58
• 参考文献58-64
• 附录64-65
• 致谢65

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本文编号：638620