热辅助离子液体调控鱼鳞胶原蛋白聚集行为及功能特性研究
发布时间：2021-03-05 11:06
鱼鳞中含有丰富的胶原蛋白,从鱼鳞中提取胶原蛋白,可以解决胶原蛋白来源和环境污染问题,具有重要的研究意义。然而,天然胶原蛋白由于形成了高分子量聚集体,溶解性差,无法表现出较好的功能特性。因此,本研究拟从鱼鳞中提取胶原蛋白,利用不同方法辅助离子液体对胶原蛋白进行改性处理,分析改性胶原蛋白聚集体结构与功能特性之间的关系,从而为各种功能易于调控的蛋白质大分子的制备提供理论依据。主要研究结果如下:（1）以罗非鱼鱼鳞为原料,通过SDS-PAGE和X射线衍射等技术分析不同方法所得胶原蛋白的结构,并测定其乳化特性。结果表明:超声和酶法对胶原蛋白的提取率较大,其值分别为79.53%和82.23%;超声提取法没有明显改变胶原蛋白的亚基组成,而高温和酶法提取的胶原蛋白降解严重;X射线衍射显示各种提取方法使胶原蛋白的聚集结构发生一定改变;酸法和超声法所得胶原蛋白的乳化活性和稳定性都相对较好,乳液也不容易分层。（2）比较了不同离子液体单独作用、超声/热辅助离子液体等方式对胶原蛋白聚集行为的影响,并深入分析再生胶原蛋白的聚集结构。结果表明:离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐和1-丁基-2.3-二甲基咪唑氯盐在5%...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Ⅰ型胶原蛋白结构模型（注：a，Ⅰ型胶原蛋白结构模拟图；b，胶原蛋白三螺旋片
江苏大学硕士学位论文91.4热处理对蛋白质聚集行为的影响1.4.1蛋白质的聚集行为蛋白质通过疏水相互作用、氢键、离子键、范德华力以及肽链内的二硫键形成特定的空间结构，因此具有了生物学活性和功能。在一定的条件下，蛋白质受到一定的作用力时会发生去折叠现象，结构舒展的蛋白质分子间或分子内又会相互碰撞缠结，又能重新聚集成新的聚集体，这就是蛋白质的聚集行为[64]。研究发现，蛋白质可遵循不同的机理和途径形成不同类型的聚集[65]，Roberts团队提出了Lumry-Eyring成核聚合模型，这个理论表明蛋白分子要历经五个阶段组装生成聚集体，从宏观上阐释了蛋白质或多肽链的聚集过程[66-68]。蛋白质的这种解离和重聚集过程具有可逆性，为蛋白聚集态的潜在应用提供了良好的可控性。图1.2蛋白质聚集模型[69]Fig.1.2Modelofproteinaggregation近年来，研究者们使用不同的技术对不同来源的蛋白质进行调控，改变其聚集状态，形成了不同结构的新的聚集体（图1.2），进而改善其功能特性。目前已报道的蛋白质聚集状态高效调控方式主要包括温度、压强、光敏感、pH和离子强度等类型。新形成的聚集体与天然蛋白质结构不同，可能会丧失其原有的功能性质或产生毒性，也有可能产生新的功能特性，这为研究蛋白质聚集状态的调控提供了新思路。很多天然蛋白质在加工过程中由于变性往往无法充分发挥其功能特性，若能通过研究和调控不同种类蛋白质的聚集状态，将有利于定向制备各种功能特性的蛋白产品。
热辅助离子液体调控鱼鳞胶原蛋白聚集行为及功能特性研究202.4.2提取方法对胶原蛋白的性状的影响图2.3为不同方法制备的样品照片图，样品均为原始冻干成品，未经研磨。可见，未经提取处理的对照鱼鳞粉为粉末状，中间夹杂着坚硬的颗粒，颜色呈灰色；超声提取的样品为较硬的块状，颜色比对照组偏白；高温法提取的胶原蛋白为疏松多孔的粉末，颜色为白色；而热水提取到的胶原蛋白样品为片状，质地硬，类似超声提取的样品，颜色偏灰白色；酸法提取的样品也为疏松多孔的粉末，白色；酶法提取的样品为松散的淡黄色且细腻的粉末。图2.3不同方法所得鱼鳞胶原蛋白样品的照片图（注：a、b、c、d、e、f、g分别为对照、超声、高温、热水、酸法、酶法）Fig.2.3SamplesofcollagenfromTilapiascalesbydifferentextractionmethods（Note:awascontrol;b,c,d,e,f,gwereextractedbyultrasound,hightemperature,hotwater,acid,andenzyme）2.4.3不同方法对胶原蛋白提取率的影响不同方法提取鱼鳞中的胶原蛋白的提取率如图2.4所示。可见，超声、高温、酶法提取胶原蛋白的提取率相对都比较高，其中超声和酶法的提取率较大，其值分别为79.53%和82.23%，二者差异性不显著（P>0.05）。这可能是由于超声的空化作用使得胶原蛋白的结构充分得到展开，促使更多胶原蛋白溶出；高温法是由于在高温高压的条件下处理，胶原蛋白结构变得松散，易溶于水，所以其提取率较高；酶法提取率较高是由于胶原蛋白可被木瓜蛋白酶酶解，破坏了不溶性胶原蛋白的共价键，使胶原蛋白的溶解度得以增强。提取率最低的为热水提取，热
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于荧光光谱技术研究胶原蛋白溶液中分子的聚集行为[J]. 李从虎,吴彦,马兴红,方一帆,张颖,李文娟,田荟琳. 光谱学与光谱分析. 2019(07)
[2]以南极磷虾蛋白为原料的冰激凌配方优化研究[J]. 于成硕,陈玉新,齐祥明. 农产品加工. 2019(06)
[3]常见哺乳动物源胶原蛋白的提取及其性能表征[J]. 刘霞,张中勋,伍铭慧,毛渊泽,刘杨,邓林红. 功能材料. 2019(01)
[4]鲫鱼鱼鳞抗菌多肽的制备纯化及其抑菌活性[J]. 顾晨涛,黄洒,王雪燕,李明岩,施永清. 食品科学. 2019(22)
[5]罗非鱼鱼鳞胶原蛋白的研究进展[J]. 刘雨萱,陈媛,李美良,刘书亮. 食品工业科技. 2019(06)
[6]鱼鳞胶原蛋白的研究进展[J]. 李保强,王利强,丁建虹,李昊津,孙任凯. 包装工程. 2018(17)
[7]糖化改性对胶原蛋白乳化性能的影响[J]. 申璇,袁久刚,王强,王平,范雪荣,徐进. 生物学杂志. 2017(05)
[8]离子液体溶解胶原蛋白的研究进展[J]. 吕爱会,邓橙,朱孟府,邓宇. 杭州化工. 2017 (03)
[9]大豆分离蛋白和浓缩蛋白乳液体系稳定性的比较[J]. 李慧娜,田少君,章绍兵. 河南工业大学学报(自然科学版). 2017(04)
[10]基于不同提取方法的鮰鱼皮胶原蛋白理化性质的比较研究[J]. 温慧芳,陈丽丽,白春清,赵利,袁美兰,杜雨芊. 食品科学. 2016(01)
博士论文
[1]大豆蛋白热聚集行为及界面、乳化性质研究[D]. 王金梅.华南理工大学 2012
[2]大豆蛋白热聚集行为控制及其结构表征的研究[D]. 郭健.华南理工大学 2012
硕士论文
[1]离子液体与蛋白质相互作用的研究[D]. 刘梦琳.东北大学 2011
[2]鲢鱼鱼鳞明胶的制备及其性质研究[D]. 潘杨.江南大学 2008
本文编号：3065094
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Ⅰ型胶原蛋白结构模型（注：a，Ⅰ型胶原蛋白结构模拟图；b，胶原蛋白三螺旋片
江苏大学硕士学位论文91.4热处理对蛋白质聚集行为的影响1.4.1蛋白质的聚集行为蛋白质通过疏水相互作用、氢键、离子键、范德华力以及肽链内的二硫键形成特定的空间结构，因此具有了生物学活性和功能。在一定的条件下，蛋白质受到一定的作用力时会发生去折叠现象，结构舒展的蛋白质分子间或分子内又会相互碰撞缠结，又能重新聚集成新的聚集体，这就是蛋白质的聚集行为[64]。研究发现，蛋白质可遵循不同的机理和途径形成不同类型的聚集[65]，Roberts团队提出了Lumry-Eyring成核聚合模型，这个理论表明蛋白分子要历经五个阶段组装生成聚集体，从宏观上阐释了蛋白质或多肽链的聚集过程[66-68]。蛋白质的这种解离和重聚集过程具有可逆性，为蛋白聚集态的潜在应用提供了良好的可控性。图1.2蛋白质聚集模型[69]Fig.1.2Modelofproteinaggregation近年来，研究者们使用不同的技术对不同来源的蛋白质进行调控，改变其聚集状态，形成了不同结构的新的聚集体（图1.2），进而改善其功能特性。目前已报道的蛋白质聚集状态高效调控方式主要包括温度、压强、光敏感、pH和离子强度等类型。新形成的聚集体与天然蛋白质结构不同，可能会丧失其原有的功能性质或产生毒性，也有可能产生新的功能特性，这为研究蛋白质聚集状态的调控提供了新思路。很多天然蛋白质在加工过程中由于变性往往无法充分发挥其功能特性，若能通过研究和调控不同种类蛋白质的聚集状态，将有利于定向制备各种功能特性的蛋白产品。
热辅助离子液体调控鱼鳞胶原蛋白聚集行为及功能特性研究202.4.2提取方法对胶原蛋白的性状的影响图2.3为不同方法制备的样品照片图，样品均为原始冻干成品，未经研磨。可见，未经提取处理的对照鱼鳞粉为粉末状，中间夹杂着坚硬的颗粒，颜色呈灰色；超声提取的样品为较硬的块状，颜色比对照组偏白；高温法提取的胶原蛋白为疏松多孔的粉末，颜色为白色；而热水提取到的胶原蛋白样品为片状，质地硬，类似超声提取的样品，颜色偏灰白色；酸法提取的样品也为疏松多孔的粉末，白色；酶法提取的样品为松散的淡黄色且细腻的粉末。图2.3不同方法所得鱼鳞胶原蛋白样品的照片图（注：a、b、c、d、e、f、g分别为对照、超声、高温、热水、酸法、酶法）Fig.2.3SamplesofcollagenfromTilapiascalesbydifferentextractionmethods（Note:awascontrol;b,c,d,e,f,gwereextractedbyultrasound,hightemperature,hotwater,acid,andenzyme）2.4.3不同方法对胶原蛋白提取率的影响不同方法提取鱼鳞中的胶原蛋白的提取率如图2.4所示。可见，超声、高温、酶法提取胶原蛋白的提取率相对都比较高，其中超声和酶法的提取率较大，其值分别为79.53%和82.23%，二者差异性不显著（P>0.05）。这可能是由于超声的空化作用使得胶原蛋白的结构充分得到展开，促使更多胶原蛋白溶出；高温法是由于在高温高压的条件下处理，胶原蛋白结构变得松散，易溶于水，所以其提取率较高；酶法提取率较高是由于胶原蛋白可被木瓜蛋白酶酶解，破坏了不溶性胶原蛋白的共价键，使胶原蛋白的溶解度得以增强。提取率最低的为热水提取，热
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于荧光光谱技术研究胶原蛋白溶液中分子的聚集行为[J]. 李从虎,吴彦,马兴红,方一帆,张颖,李文娟,田荟琳. 光谱学与光谱分析. 2019(07)
[2]以南极磷虾蛋白为原料的冰激凌配方优化研究[J]. 于成硕,陈玉新,齐祥明. 农产品加工. 2019(06)
[3]常见哺乳动物源胶原蛋白的提取及其性能表征[J]. 刘霞,张中勋,伍铭慧,毛渊泽,刘杨,邓林红. 功能材料. 2019(01)
[4]鲫鱼鱼鳞抗菌多肽的制备纯化及其抑菌活性[J]. 顾晨涛,黄洒,王雪燕,李明岩,施永清. 食品科学. 2019(22)
[5]罗非鱼鱼鳞胶原蛋白的研究进展[J]. 刘雨萱,陈媛,李美良,刘书亮. 食品工业科技. 2019(06)
[6]鱼鳞胶原蛋白的研究进展[J]. 李保强,王利强,丁建虹,李昊津,孙任凯. 包装工程. 2018(17)
[7]糖化改性对胶原蛋白乳化性能的影响[J]. 申璇,袁久刚,王强,王平,范雪荣,徐进. 生物学杂志. 2017(05)
[8]离子液体溶解胶原蛋白的研究进展[J]. 吕爱会,邓橙,朱孟府,邓宇. 杭州化工. 2017 (03)
[9]大豆分离蛋白和浓缩蛋白乳液体系稳定性的比较[J]. 李慧娜,田少君,章绍兵. 河南工业大学学报(自然科学版). 2017(04)
[10]基于不同提取方法的鮰鱼皮胶原蛋白理化性质的比较研究[J]. 温慧芳,陈丽丽,白春清,赵利,袁美兰,杜雨芊. 食品科学. 2016(01)
博士论文
[1]大豆蛋白热聚集行为及界面、乳化性质研究[D]. 王金梅.华南理工大学 2012
[2]大豆蛋白热聚集行为控制及其结构表征的研究[D]. 郭健.华南理工大学 2012
硕士论文
[1]离子液体与蛋白质相互作用的研究[D]. 刘梦琳.东北大学 2011
[2]鲢鱼鱼鳞明胶的制备及其性质研究[D]. 潘杨.江南大学 2008
本文编号：3065094
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