鱼鳞胶原蛋白的提取与应用研究进展

2017-02-27重庆师范大学生命科学学院郑雪丽王林玲

河北农机 2017年12期

重庆师范大学生命科学学院郑雪丽王林玲

我国拥有着全世界较为丰富的淡水资源，是长海岸线的临海国家，渔业生产已经成为了国民农业经济的重要组成部分。本文从鱼鳞胶原蛋白的提取工艺与应用现状上进行了梳理与总结，以期为鱼鳞胶原蛋白的开发利用提供理论综述，从而为我国渔业资源的深度开发提供参考。

1 鱼鳞胶原蛋白的提取方法

大多数鱼类的鱼鳞为鱼的真皮层部分经过骨质化而形成的骨鳞，主要由蛋白质组成，其分为鱼鳞角蛋白和胶原蛋白两种[1]。作为结缔组织中的重要成分，胶原白蛋的结构呈现为蛋白质的超二级结构，该超二级结构是由三股多肽形成稳定的螺旋结构。因而在其提取的过程中不易被破坏，但也增强了相应的提取难度。

1.1 水提取工艺

水提取法为目前价格最为低廉、可大批量提取鱼鳞中胶原蛋白的方法。一般情况下，水提法提取的胶原蛋白在20%～30%之间，而加入了盐酸或醋酸后的提取率将大为增加，但是强酸与强碱会破坏胶原蛋白分子的化学键形成，从而破坏了其原有的结构，因而只能适当加入部分酸或碱。研究表明酸的种类与提取率没有关系，而加入的酸浓度达2%时提取效果为最好[2]。该方法目前是工业生产中最为常用的方法。

1.2 热提取工艺

热提取法即热力法提取，其在水提法或酸提法的情况下加热提取，以保证组织提取过程中胶原蛋白成分的充分释放。以草鱼鱼鳞胶原蛋白的提取为例，研究表明酸的种类与提取率没有关系，而料液比1：20、温度121℃提取15分钟的提取工艺为最佳，能达到45%以上的提取率[3]。热提取法以温度的变量因素在压强变高中促进了胶原蛋白溶于水的溶解度，从而大大增加了提取率。尽管提取率有所增加，但其可能在压力与温度的变化下导致胶原蛋白本身理化性质的改变，从而不利于后期的处理使用。

1.3 酶提取工艺

酶法提取工艺是当今整个胶原蛋白提取中最为高效的方法，其在加入碱性蛋白酶的基础上较为干净地去除了杂质，从而致使提取率大大提升。以草鱼为例，钱曼等人研究发现：在提取温度、酶试剂的添加量等对于胶原蛋白的提取均具有很大的影响，其中加酶量为0.14mL、60℃水解 4h、料液比 1：20最佳[3]。通常情况下，酶解法的效率极佳为60%～70%，其虽然成本昂贵，但提取出来的胶原白蛋的水解率很低，已成为了实验室提取鱼鳞胶原蛋白、研究其理化特征或后续改性的重要手段。

2 鱼鳞胶原蛋白的应用现状

自然界中水生动物的胶原蛋白含量要远远高于陆生动物，但是其胶原白蛋的开发应用却相对晚很多。近年来随着提取技术日渐成熟，其带动了更多的研究者将鱼鳞胶原蛋白应用到现实生产生活当中，下面就以其在医学、美容与食品中的应用做一些简单介绍。

2.1 医学应用现状

由于胶原蛋白本身就作为了人体四大组织中结缔组织的重要组成部分，且钙质的吸收也需要胶原蛋白的辅助才能实现，因而其经常在手术缝合线、人工骨骼的制作中使用到。相关研究表明，鱼鳞胶原蛋白的成分可以很好地促进皮肤的烫伤愈合，其作为一种新型皮肤修护剂比传统的中草药等具有更好的疗效[4]。

2.2 美容应用现状

现代美容已经跨越性别成为了时代需求，而胶原蛋白也在这个方面发挥了重要作用。鱼鳞胶原蛋白具备了多个化学残基，这些化学残基的存在很好地拮抗了皮肤中自由基的生成，达到了延缓衰老的功效。之前的研究表明鱼鳞胶原蛋白具有良好的清除羟基自由基等方面的良好性能[3]。此外水解胶原蛋白后发现，其产生的胶原蛋白多肽具备良好的保湿效果，并且可以抵抗皮肤中黑色素的沉积[5]，相信不久的将来鱼鳞胶原蛋白会在美容领域大放异彩。