不同提取方法對(duì)鰈魚皮膠原蛋白結(jié)構(gòu)特征和功能性質(zhì)的影響

蔡路昀，馬帥，李秀霞，呂艷芳，趙元暉，林洪，勵(lì)建榮*

1(渤海大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 錦州，121013) 2(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715)3(中國(guó)海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島，266100)

不同提取方法對(duì)鰈魚皮膠原蛋白結(jié)構(gòu)特征和功能性質(zhì)的影響

蔡路昀1, 2，馬帥1，李秀霞1，呂艷芳1，趙元暉3，林洪3，勵(lì)建榮1, 2*

1(渤海大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 錦州，121013) 2(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715)3(中國(guó)海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島，266100)

為揭示不同提取方法對(duì)鰈魚皮膠原蛋白結(jié)構(gòu)特征和功能性質(zhì)的影響，以新鮮鰈魚皮為研究對(duì)象，采用酸法和酶法從其中提取膠原蛋白，得到酸溶性膠原蛋白(ASC)和酶促溶性膠原蛋白(PSC)，并對(duì)這2種膠原蛋白的結(jié)構(gòu)特征和功能性質(zhì)進(jìn)行比較研究。紫外光譜掃描結(jié)果表明，ASC和PSC在230 nm處均有強(qiáng)吸收峰，在280 nm處無(wú)明顯的吸收峰，均符合膠原蛋白的結(jié)構(gòu)特征；傅里葉紅外光譜掃描結(jié)果顯示ASC和PSC都存在酰胺A、酰胺B、酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ、酰胺Ⅲ，均保持了膠原蛋白三維螺旋結(jié)構(gòu)的完整性；SDS-PAGE凝膠電泳證實(shí)了ASC和PSC均為Ⅰ型膠原蛋白。吸濕性和保濕性結(jié)果表明，隨著時(shí)間的變化，ASC和PSC的吸濕率呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)，而其保濕率呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)；濁度及聚集特性結(jié)果表明，ASC和PSC溶液的聚集動(dòng)力學(xué)曲線均呈現(xiàn)S型趨勢(shì)，且在整個(gè)過(guò)程中ASC的聚集能力大于PSC的聚集能力；吸水性和吸油性結(jié)果顯示，ASC和PSC均有一定的吸水性和吸油性，且兩者的吸油性均大于各自的吸水性。以上結(jié)果表明，不同提取方法對(duì)鰈魚皮膠原蛋白結(jié)構(gòu)特征和功能性質(zhì)有一定的影響。

鰈魚皮；提取方法；膠原蛋白；結(jié)構(gòu)特征；功能性質(zhì)

鰈魚(Pleuronichthyscoconuts)又稱比目魚(Pleuronectiformes)，是我國(guó)海水魚養(yǎng)殖種類中重要的組成部分。其肉質(zhì)鮮美、營(yíng)養(yǎng)豐富，具有較高的食用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1-3]。在鰈魚加工過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生諸如魚頭、魚皮、魚骨、魚鱗和魚內(nèi)臟等加工副產(chǎn)物，這些加工副產(chǎn)物富含蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)、氨基酸和膠原蛋白等物質(zhì)，具有較高的利用價(jià)值。

膠原蛋白(collagen)是動(dòng)物體內(nèi)分布最廣、含量最多的一種糖蛋白，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞、支撐器官和保護(hù)機(jī)體的作用[4-5]。人們已從哺乳動(dòng)物體內(nèi)分離出28種不同遺傳類型的膠原蛋白分子[6]，膠原蛋白在食品、化妝品及醫(yī)學(xué)材料等行業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用[7-13]。傳統(tǒng)上，膠原蛋白主要來(lái)源于豬、牛等陸生動(dòng)物的皮和骨骼[14-15]，然而，近年來(lái)牛海綿狀腦病(BSE)、傳染性海綿狀腦病(TSE)及口蹄病(FMD)的爆發(fā)引起了人們對(duì)牲畜來(lái)源生產(chǎn)的膠原蛋白及其衍生產(chǎn)品安全性的擔(dān)憂[16]。因此，急于尋找一種新的富含膠原蛋白的原料來(lái)替代從陸源動(dòng)物中提取的膠原蛋白。近年來(lái)，魚膠原蛋白因其來(lái)源廣、低抗原性、低過(guò)敏性和使用安全等特點(diǎn)深受研究者的廣泛重視。魚膠原蛋白逐漸替代了傳統(tǒng)的膠原蛋白，為魚類加工副產(chǎn)物的高值化利用提供了一條新的途徑。

膠原蛋白的提取方法可分為：熱水提取法、酸法、堿法、酶法及中性鹽提取法[17]。不同的提取方法對(duì)所提取的膠原蛋白結(jié)構(gòu)特征和功能性質(zhì)存在著不同程度的影響[18]。本文以新鮮的鰈魚皮為原料，采用酸法和酶法從其中提取膠原蛋白，得到ASC和PSC，并對(duì)這2種膠原蛋白的結(jié)構(gòu)特征和功能性質(zhì)進(jìn)行比較研究。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮鰈魚于2016年5月2日，由大連天寶綠色食品股份有限公司提供，規(guī)格一致，每條魚質(zhì)量為(1 000±50) g；胃蛋白酶(50萬(wàn) U/g)，吉寶(青島)生物科技有限公司；NaOH、正丁醇、冰乙酸、NaCl、KBr、十二烷基硫酸鈉(SDS)、丙烯酰胺(Acr)、四甲基乙二胺(TEMED)、三羥甲基氨基甲烷(Tris)、N, N’-甲叉雙丙烯酰胺(Bis)、β-巰基乙醇、過(guò)硫酸銨(APS)、甘氨酸(Glycine)、溴酚藍(lán)(BPB)和考馬斯亮藍(lán)R-250等均為優(yōu)級(jí)純，購(gòu)于錦州國(guó)藥器化玻有限公司；標(biāo)準(zhǔn)蛋白(分子質(zhì)量10 k～200 ku)，購(gòu)于加拿大Fermentas公司。

1.2 儀器與設(shè)備

PL602-L電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；Free Zone2.5真空冷凍干燥機(jī)，美國(guó)Labconco公司；Milli-Q超純水系統(tǒng)，美國(guó)Millipore公司；Biofuge stratos臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，美國(guó)Thermo公司；UV-2550型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，尤尼柯(上海)儀器有限公司；Scimitar 2000傅里葉變換紅外光譜儀，美國(guó)Agilent公司；Mini Protean 3凝膠電泳儀，美國(guó)Bio-Rad公司；ZD-9556脫色搖床，常州市凱航儀器有限公司；GS-800拍照系統(tǒng)，美國(guó)Bio-Rad公司；HTC-100恒溫恒濕培養(yǎng)箱，上海三騰儀器有限公司；SZ-1快速混勻器，江蘇金壇市金城國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 鰈魚皮的制備

將新鮮的鰈魚采用擊暈處死→在冰上取下魚皮，剔除魚皮上殘留的魚鱗和碎肉等雜質(zhì)，再用超純水沖洗干凈，剪成0.5 cm×0.5 cm大小，在-20 ℃下貯藏、備用。

1.3.2 鰈魚皮的預(yù)處理

參考MATMAROH[6]等的方法略作修改，取一定量的魚皮，先用超純水沖洗3次，除去魚皮上殘留的雜質(zhì)。在4 ℃下，以料液比1∶20(g∶mL)加入0.1 mol/L的NaOH溶液攪拌浸泡24 h，每6 h更換1次NaOH溶液，以除去魚皮中的非膠原蛋白和色素，然后用超純水沖洗魚皮至中性，充分瀝干后，以料液比1∶30(g∶mL)加入10%正丁醇攪拌浸泡24 h，每6 h更換1次正丁醇溶液，以除去脂肪，然后用超純水沖洗魚皮至中性，充分瀝干，備用。

1.3.3 酸法提取鰈魚皮膠原蛋白的工藝流程

參考WU[4]等的方法略作修改，取適量的預(yù)處理魚皮，以料液比1∶30(g∶mL)加入0.5 mol/L的冰乙酸溶液，在4℃低速攪拌24 h，在4℃條件下10 000 r/min離心15 min，取上清液，然后將未提取徹底的魚皮再次用等量的0.5 mol/L冰乙酸溶液提取，反復(fù)提取3次后，混合上清液，再向上清液中加入一定量的氯化鈉攪拌，至最終鹽濃度為0.9 mol/L，靜置12 h；在4℃條件下5 000 r/min離心20 min后棄上清液，再將沉淀溶于0.5 mol/L冰乙酸溶液，以8 000 r/min離心20 min除去不溶性雜質(zhì)，經(jīng)3次鹽析后，將沉淀先用0.1 mol/L的冰乙酸溶液透析12 h，每6 h換1次透析液，再用超純水進(jìn)行透析，每6 h換1次超純水。直到透析液中不存在銀離子時(shí)，停止透析，最后對(duì)透析過(guò)的膠原蛋白溶液進(jìn)行冷凍干燥，得到ASC。

1.3.4 酶法提取鰈魚皮膠原蛋白的工藝流程

參考WANG[19]等的方法略作修改，取經(jīng)過(guò)前處理的鰈魚皮，放入30倍的超純水中，用0.5 mol/L冰乙酸溶液調(diào)節(jié)pH值為1.9左右，加入鰈魚皮質(zhì)量4%的胃蛋白酶，在4℃低速攪拌24 h，在4℃條件下10 000 r/min離心15 min，取上清液，然后將未提取徹底的魚皮用同樣的方法重提一次，合并2次離心后的上清液，先加入NaOH溶液使溶液pH值至8.0以上，使酶失去活性，后續(xù)方法同1.3.3，最后對(duì)透析過(guò)的膠原蛋白溶液進(jìn)行冷凍干燥，得到PSC。

1.3.5 ASC和PSC的紫外全波長(zhǎng)掃描(UV)

參考JEEVITHAN[20]等的方法稍作修改，分別取適量干燥的ASC和PSC樣品溶于0.5 mol/L的冰乙酸溶液中，配制成0.5 mg/mL的膠原蛋白溶液，以0.5 mol/L的冰乙酸溶液作空白對(duì)照。在190～400 nm近紫外光區(qū)以2 nm/s的速度對(duì)膠原蛋白溶液進(jìn)行掃描，分辨率為0.5 nm。

1.3.6 ASC和PSC的紅外光譜掃描(FT-IR)

參考CHEN[21]等的方法稍作修改，分別取適量干燥的ASC和PSC樣品與干燥的KBr于瑪瑙研缽中研磨均勻，裝樣，手動(dòng)壓片，取出樣品迅速小心放入樣品室，用Scimitar 2000傅里葉變換紅外光譜儀在4 000～500 cm-1范圍內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)，分辨率為0.5 cm-1。

1.3.7 ASC和PSC的SDS-PAGE電泳分析

參考LAEMMLI等[22]的方法稍作修改，分別將ASC和PSC樣品溶于0.1 mol/L的冰乙酸溶液中配制成1 mg/mL的膠原蛋白溶液，以體積比1∶2的比例與上樣緩沖液(250 mmol/L Tris-HCl pH 6.8、10%SDS、0.5%BPB、50%甘油)混合，之后以體積比1∶2的比例加入10%β-巰基乙醇，用移液槍混勻后沸水蒸煮3 min，電泳采用12%分離膠和4%濃縮膠，與蛋白質(zhì)Marker一起上樣，采用直流穩(wěn)定電源，濃縮膠電壓為80 V，進(jìn)入分離膠之后電壓加至120 V，結(jié)束后取出電泳膠后將膠片轉(zhuǎn)移到染色盒中，加入染色液(0.25%考馬斯亮藍(lán)+10%冰乙酸+40%乙醇)，在搖床上染色40 min，隨后采用乙醇-冰乙酸脫色40 min，最后采用凝膠成像系統(tǒng)進(jìn)行拍照。

1.3.8 ASC和PSC的吸濕性和保濕性

吸濕性測(cè)定：精確稱取干燥的ASC和PSC樣品各0.500 g，分別置于稱量瓶中，放入密閉恒溫恒濕箱(溫度30 ℃，濕度60%)中，每隔一段時(shí)間精確測(cè)定樣品的重量，同時(shí)用甘油作對(duì)照，做3次平行試驗(yàn)，計(jì)算樣品和甘油的吸濕率，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，吸濕率為縱坐標(biāo)作吸濕曲線[23-24]。按公式(1)計(jì)算吸濕率：

(1)

式中：X為吸濕率；mt為t小時(shí)后樣品或甘油的質(zhì)量,g；m0為試驗(yàn)開始時(shí)樣品或甘油的質(zhì)量,g。

保濕性測(cè)定：精確稱取ASC和PSC樣品各0.500 g，分別置于稱量瓶中，同時(shí)在各稱量瓶中加入樣品質(zhì)量10%的超純水，將稱量瓶放入干燥器中，每隔一段時(shí)間測(cè)定每個(gè)樣品重量，同時(shí)以甘油作對(duì)照，做3次平行試驗(yàn)，計(jì)算樣品和甘油的保濕率，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，保濕率為縱坐標(biāo)作保濕曲線[23-24]。按公式(2)計(jì)算保濕率：

(2)

式中：Y為保濕率；m0為試驗(yàn)開始時(shí)樣品或甘油的含水量,g；mt為t小時(shí)后樣品或甘油的含水量,g。

1.3.9 ASC和PSC的濁度與聚集特性測(cè)定

參考COBOS等[25]的方法稍作修改，取適量干燥的ASC和PSC樣品溶于濃度為0.2 mol/L磷酸鹽緩沖溶液(pH 6.8)中，配制成質(zhì)量濃度為5 mg/mL的膠原蛋白溶液，后置于30 ℃水浴中，以0.2 mol/L的磷酸鹽緩沖溶液作空白對(duì)照。每隔2 h，采用UV-2550型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定其在300 nm波長(zhǎng)處的吸光度值，以表征溶液中膠原蛋白是否聚集。

1.3.10 ASC和PSC的吸水性和吸油性

吸水性(water absorption capacity, WAC)測(cè)定參考閆明艷[26]的方法稍作修改，分別精確稱取0.020 g ASC和PSC樣品與25 mL(V0)的超純水混合，然后在SZ-1型快速混勻器上盡快混合30 s，在室溫(22℃)下靜置0.5 h，然后以5 000×g離心0.5 h，記錄上清液的體積(V1)。按照公式(3)計(jì)算吸水性：

(3)

式中：V0為加入超純水的體積(25 mL)；V1為離心后上清液的體積，mL；m為加入ASC的樣品質(zhì)量，g。

吸油性(oil absorption capacity, OAC)測(cè)定參考閆明艷[26]的方法稍作修改，分別精確稱取0.020 g ASC和PSC樣品與25 mL(Vh)的花生油混合，然后在SZ-1型快速混勻器上盡快混合30 s，在室溫(22℃)下靜置0.5 h，然后以5000×g離心0.5 h，記錄上清液的體積(Vs)。按照公式(4)計(jì)算吸油性：

(4)

式中：Vh為加入花生油的體積(25 mL)；Vs為離心后上清液的體積，mL；m為加入ASC的樣品質(zhì)量，g。

1.4 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次，采用Excel 2003軟件及Orign 8.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析與作圖；采用SPSS statistics 19.0分析顯著性差異(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 ASC和PSC的紫外光譜掃描分析結(jié)果

一般來(lái)說(shuō)，大多數(shù)蛋白質(zhì)均含有色氨酸、苯丙氨酸等氨基酸，在280 nm處一般有特征吸收峰，然而膠原蛋白基本上不含以上氨基酸，因此在280 nm處不會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)吸收峰。又由于膠原蛋白含有脯氨酸和羥脯氨酸，在230 nm左右有強(qiáng)的吸收峰，這一特點(diǎn)可以作為鑒定膠原蛋白的一個(gè)方法[27]。鰈魚皮ASC和PSC紫外吸收?qǐng)D譜如圖1所示。

圖1 鰈魚皮ASC和PSC的紫外吸收光譜Fig.1 The ultraviolet absorption spectroscopy of ASC and PSC from flounder skin

2.2 ASC和PSC的紅外光譜掃描分析結(jié)果

酰胺A與N—H基團(tuán)的伸縮振動(dòng)有關(guān)，其中在紅外光譜中N—H基團(tuán)伸縮振動(dòng)所產(chǎn)生的酰胺A的吸收峰往往在3 400～3 440 cm-1，然而，當(dāng)含有N—H基團(tuán)的分子肽段參與氫鍵的形成時(shí)，N—H的伸縮振動(dòng)會(huì)向低頻率移動(dòng)，使N—H的伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的吸收峰減低到3 300 cm-1左右[30]。由表1和圖2可知，ASC 和PSC的酰胺A的吸收峰分別位于3 334、3 325 cm-1，均符合酰胺A的特征吸收，說(shuō)明了PSC有更多的N—H基團(tuán)參與氫鍵的形成；而由于蛋白質(zhì)分子的亞甲基基團(tuán)會(huì)發(fā)生不對(duì)稱的伸縮振動(dòng)，使得ASC 和PSC的酰胺B的吸收峰分別位于2 926 cm-1、2 929 cm-1；由于羰基的伸縮振動(dòng)導(dǎo)致了酰胺Ⅰ和酰胺Ⅱ的存在，這與肽鏈之間的交聯(lián)程度有關(guān)，振動(dòng)頻率越大說(shuō)明肽鏈結(jié)合越緊密，ASC 和PSC的酰胺Ⅰ的吸收峰分別位于1 643、1 631 cm-1，酰胺B的吸收峰分別位于1 531、1 537 cm-1，說(shuō)明 PSC比ASC的3條α-肽鏈結(jié)合得更緊密；一般來(lái)說(shuō)，酰胺Ⅲ的存在可以說(shuō)明膠原蛋白的三維螺旋結(jié)構(gòu)能否保持完整，且其吸收峰往往在1 200～1 300 cm-1處。從表1和圖2中可知，ASC和PSC分別在1 240、1 242 cm-1處有明顯的吸收峰，這表明ASC和PSC均存在酰胺Ⅲ帶，說(shuō)明酸法和酶法提取膠原蛋白保持了膠原蛋白三螺旋結(jié)構(gòu)的完整性。

表1 鰈魚皮ASC和PSC紅外光譜出峰位置及圖譜解析

圖2 鰈魚皮ASC和PSC的紅外光譜圖Fig.2 The infrared spectra of ASC and PSC from flounder skin

2.3 ASC和PSC的SDS-PAGE電泳圖譜分析

鰈魚皮ASC和PSC的SDS-PAGE圖譜如圖3所示。

圖3 鰈魚皮ASC和PSC的SDS-PAGE電泳圖譜Fig.3 SDS-PAGE electrophoresis pattern of ASC and PSC from flounder skin

從圖3可以看出,鰈魚皮ASC和PSC中均存在α、β和γ組分，其中2種膠原蛋白均含有2條α鏈，分別為α1和α2鏈，分子質(zhì)量在116.0 ku附近，且比例接近2∶1，這符合Ⅰ型膠原蛋白的特征[31]。在分子質(zhì)量200.0 ku附近出現(xiàn)β鏈，說(shuō)明膠原蛋白分子中存在分子內(nèi)和分子間的交聯(lián)作用。相比于ASC，PSC中的β和γ鏈的含量有所降低，α鏈含量有所升高，這可能是由于胃蛋白酶的作用使部分膠原蛋白降解成小分子造成的[32]。

2.4 ASC和PSC的吸濕性和保濕性

膠原蛋白作為一種重要的化妝品原材料，其吸水性和保濕性是護(hù)膚化妝品的關(guān)鍵指標(biāo)，這2個(gè)指標(biāo)的測(cè)定可以為鰈魚皮ASC和PSC在化妝品的應(yīng)用提供一定的科學(xué)依據(jù)，同時(shí)對(duì)ASC和PSC吸濕性和保濕性的差異進(jìn)行分析研究，可以更好地指導(dǎo)人們選擇更適合的膠原蛋白產(chǎn)品。從圖4-A可以看出，隨著時(shí)間的變化，酸法和酶法提取的膠原蛋白的吸濕率變化曲線類似，均呈隨著時(shí)間的延長(zhǎng)其吸濕率逐漸增大的趨勢(shì)，由于提取方法的不同，導(dǎo)致了ASC和PSC暴露的親水集團(tuán)也存在差異，造成了膠原蛋白的吸濕性呈現(xiàn)PSC>ASC；由圖4-B可知，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其ASC和PSC的保濕性均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，保濕性也與樣品的結(jié)構(gòu)和暴露的親水基團(tuán)有關(guān)，從圖4-B可以看出，甘油的保濕效果最好，PSC保濕效果相對(duì)優(yōu)于ASC。

圖4 鰈魚皮ASC、PSC和甘油的吸水性(A)和保濕性(B)曲線Fig.4 The curve of water absorption (A) and moisture (B) aboutASC and PSC from flounder skin and glycerol

2.5 鰈魚皮ASC和PSC的濁度及聚集特性分析

HUELIN等[33]研究表明，在體外，膠原蛋白能夠在25～37 ℃和近中性條件下發(fā)生聚集。從理論上講膠原蛋白溶液在紫外可見(jiàn)范圍的吸光度值可以作為膠原蛋白樣品溶液中顆粒直徑和濃度的測(cè)定指標(biāo)，因此，測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中膠原蛋白溶液的吸光度值，可以動(dòng)態(tài)地跟蹤聚集過(guò)程中聚集體的濃度和大小的變化趨勢(shì)。鰈魚皮ASC和PSC溶液的聚集動(dòng)力學(xué)曲線如圖5所示，由圖5可知，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，ASC和PSC溶液的聚集動(dòng)力學(xué)曲線均呈現(xiàn)S型趨勢(shì)，且在整個(gè)過(guò)程中ASC的聚集能力大于PSC的聚集能力，這可能是因?yàn)槲傅鞍酌傅淖饔檬蛊洳糠帜z原蛋白水解成多肽所致，這與Na等[34]的研究結(jié)果相類似。

圖5 鰈魚皮ASC和PSC的聚集動(dòng)力學(xué)曲線Fig.5 Aggregation kinetic curves of ASC and PSC from flounder skin

2.6 ASC和PSC的吸水性和吸油性

鰈魚皮ASC和PSC的吸水性和吸油性測(cè)定結(jié)果如圖6所示。

圖6 鰈魚皮ASC和PSC的吸水性和吸油性Fig.6 Water and oil absorption capacity of ASC and PSC from flounder skin

由圖6可知，ASC和PSC均有一定的吸水性和吸油性，且兩者的吸油性均大于各自的吸水性，又PSC的吸水性((3.970±0.280) mL/g)和吸油性((5.030±0.380) mL/g)均略高于ASC的吸水性[(2.500±0.068) mL/g]和吸油性[(4.003±0.089) mL/g]，這可能是因?yàn)槊阜ㄌ崛》ㄖ苽涞哪z原蛋白含有較多的親水基團(tuán)和疏水集團(tuán)導(dǎo)致其吸水性和吸油性增大[35]。這與曾慶祝等[36]的研究結(jié)果相一致。

3 結(jié) 論

本文以新鮮鰈魚皮為研究對(duì)象，采用酸法和酶法從其中提取膠原蛋白，得到ASC和PSC，并研究了ASC和PSC的結(jié)構(gòu)特征及功能性質(zhì)。

(1)紫外掃描光譜結(jié)果發(fā)現(xiàn)，ASC和PSC在230 nm左右有較強(qiáng)的吸收峰，在280 nm處無(wú)明顯的吸收峰，ASC和PSC的特征吸收峰相差不明顯，由此證明ASC和PSC的一級(jí)結(jié)構(gòu)有一定的相似性；

(2)紅外光譜掃描結(jié)果發(fā)現(xiàn)，ASC和PSC分別在1 240、1 242 cm-1處有明顯的吸收峰，這表明ASC和PSC均存在酰胺Ⅲ帶，說(shuō)明酸法和酶法提取膠原蛋白保持了膠原蛋白三螺旋結(jié)構(gòu)的完整性；

(3)SDS-PAGE電泳圖譜表明，ASC和PSC中均存在α、β和γ組分，其中這2種膠原蛋白均含有兩條α鏈，分別為α1和α2鏈，分子質(zhì)量在116.0 ku附近，且比例接近2∶1，這符合Ⅰ型膠原蛋白的特征，相比于ASC，PSC中的β和γ鏈的含量有所降低，α鏈含量有所升高；

(4)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，ASC和PSC溶液的聚集動(dòng)力學(xué)曲線均呈現(xiàn)S型趨勢(shì)，且在整個(gè)過(guò)程中ASC的聚集能力大于PSC的聚集能力；ASC和PSC均有一定的吸水性、吸油性和吸濕性、保濕性。

綜上所述，ASC和PSC的結(jié)構(gòu)特征和功能性質(zhì)略有差異，可以根據(jù)這2種膠原蛋白不同的結(jié)構(gòu)特征和功能性質(zhì)應(yīng)用在不同領(lǐng)域，以期為鰈魚皮綜合利用以及高值化產(chǎn)品的開發(fā)提供一定的理論基礎(chǔ)和科研依據(jù)。

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Effects of different extraction methods on structure characteristics and functional properties of collagen from the skin of flounder (Pleuronichthyscornutus)

CAI Lu-yun1,2, MA Shuai1, LI Xiu-xia1, LYU Yan-fang1, ZHAO Yuan-hui3,LIN Hong3, LI Jian-rong1, 2*

1(College of Food Science and Engineering of Bohai University, National & Local Joint Engineering Research Center of Storage,Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products, Food Safety Key Lab of Liaoning Province,Jinzhou 121013, China) 2(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China) 3(College of Food Science and Engineering, Qingdao 266100, China)

To reveal the effects of different extraction methods on structure characteristics and functional properties of collagen from flounder skin, ASC and PSC were extracted from the skin of flounder and the structure characteristics and functional properties were compared and studied. Ultraviolet spectrum scanning revealed that ASC and PSC had a strong absorption peak at 230 nm, and there was not a strong absorption peak at 280 nm, which demonstrated the two kinds of proteins were in accordance with the characteristics of the collagen. The ASC and PSC proved the existences of amide A, amide B, amideⅠ, amideⅡ, amideⅢ, revealing that ASC and PSC were very similar in their protein secondary structures. SDS-PAGE profiles confirmed that both ASC and PSC were type I collagen. Moisture retention and hygroscopicity indicated that moisture absorption rate of PSC was significantly higher than ASC (P<0.05). However, there was not significant difference for ASC and PSC in moisture-retention ability (P>0.05). With the extension of time, the aggregation kinetics curves of ASC and PSC showed a S trend, and the aggregation ability of ASC was higher than that of PSC in the whole process. Water absorption capacity (WAC) and oil absorption capacity (OAC) indicated that both ASC and PSC had a certain water absorption and oil absorption capacity, suggesting that the WAC and OAC of PSC were higher than that of ASC. These results described above showed that different extraction methods had certain effects on structure characteristics and functional properties of collagen from flounder skin.

Pleuronichthyscornutus; fish skin; extraction methods; collagen; structure characteristics; functional properties

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201705039

博士，副教授(勵(lì)建榮教授為通訊作者，E-mail: li34008@126.com)。

國(guó)家自然科學(xué)基金(31401478)；中國(guó)博士后基金面上項(xiàng)目(2015M570760)；遼寧省自然科學(xué)基金(20170540006)；重慶市博士后特別資助項(xiàng)目(Xm2015021)

2016-07-01，改回日期：2016-08-02