钙螯合羊骨胶原多肽的制备及表征分析

为制备肽钙螯合物并探明肽钙螯合机理,对羊骨胶原多肽与CaCl2的螯合工艺进行优化并对肽钙螯合物进行表征分析。采用Box-Behnken中心组合设计及响应面分析法,确定了最佳螯合参数:肽钙质量比2∶1,pH值7.66,53℃螯合50 min,螯合率达67.24%。红外光谱、电镜分析及能谱扫描结果表明胶原多肽与Ca2+分别在多肽内部的C=O处及肽链末端的-NH2和-COOH处发生螯合,形成了铵盐和羧酸盐;多肽与Ca2+螯合后由疏松的片状结构变成了致密的小颗粒聚集体结构。红外光谱及能谱扫描同时也证实所制备的胶原多肽中有部分钙螯合肽的存在,说明酶解可使钙由羟基磷灰石形式转变为可溶性离子钙。研究结果可为新型钙制剂生产及畜骨的高值利用提供了参考。

碱性蛋白酶制备高水解度羊骨胶原肽的工艺研究

为改善骨胶原的营养和生理功能,优化羊骨粉的碱性蛋白酶水解工艺,制备高水解度的胶原多肽,以邻苯二甲醛法测定水解度,在单因素试验基础上,采用响应面分析法,建立了水解度与料水比(X1)、温度(X2)、时间(X3)、加酶量(X4)的二次多项回归数学模型,方差分析结果表明此模型拟合度高。对模型最优解适当调整,X1、X2、X3、X4分别为9%(W/V)、45℃、325min和4.25%(E/S),pH9条件下酶解,测得水解度为28.12%,接近预测值28.39%,进一步说明所建模型可靠,可对不同条件下的水解度进行预测,为羊骨的高值化、安全化利用提供理论依据。

复合蛋白酶和风味蛋白酶双酶水解羊骨粉的研究

为了进一步提高水解程度,以复合蛋白酶和风味蛋白酶双酶水解羊骨粉,比较同步水解和顺序水解效果,确定较优水解方式和条件。结果表明两种酶的顺序水解效果不及同步水解。双酶同步水解整体上优于单酶水解,且底物浓度9%、pH7.5时各指标均高于底物浓度12%、pH6时的水解效果。本研究确定的这两种酶水解羊骨粉的方式为同步水解,条件为:骨粉添加量9%、复合蛋白酶添加量5%(E/S)、风味蛋白酶添加量为4.25%(E/S)、调节起始pH值为7.5,50℃水解315min,此时的水解度为29.21%、氨基态氮含量为27.29%、多肽生成量为87.13mg·g-1、短肽得率为57.24%,其中多肽生成量和短肽得率极显著地高于单酶水解的67.75mg·g-1和43.39%(p<0.01)。

羊骨粉碱性蛋白酶水解各指标的相关性分析

水解可大幅提高羊骨的营养价值和生物活性,水解程度越高,生物利用度越高,其抗氧化、促免疫等活性亦越强。本研究以碱性蛋白酶水解羊骨粉,探讨反映水解程度的水解度、短肽得率、氨基态氮含量、多肽生成量4个指标间的相关性,为水解效果评价提供最优指标。结果表明,单因素试验过程中,除温度外,各指标达到最大值时均具有相同的底物浓度(8%)、酶添加量(4%)、酶解时间(4h)和起始pH值(9),4个指标中,多肽生成量受各因素影响最大。相关性分析结果表明各指标之间均呈显著相关(P<0.01),与水解度的相关性(r值)依次为短肽得率(0.981)、氨基酸态氮(0.801)、多肽生成量(0.641),因此在优化羊骨酶解工艺时,水解度和短肽得率为优选指标,胶原肽经进一步分离纯化或直接干燥后,可广泛应用于饲料、食品、医药、化妆品等领域。

风味蛋白酶水解羊骨粉制备胶原多肽的工艺研究

利用风味蛋白酶水解羊骨粉,并对4个水解指标做相关性分析。各指标之间均显著相关,与水解度的相关性依次为短肽得率(0.926)>多肽生成量(0.805)>氨基酸态氮(0.680)。响应面优化羊骨粉水解工艺时,以水解度为指标,得出最优水解条件,即料水比为3∶25(W/V)、水解温度为55℃、水解时间为315 min、加酶量为3.48%(E/S)、p H为7.5,在此条件下水解度为20.38%,与预测值(20.72%)相比,相对误差较小,响应面法所得的优化工艺参数准确可靠,具有实用价值。

单酶水解羊骨粉效果比较及水解指标相关性分析

以羊骨粉为底物,对7种蛋白酶的水解效果进行比较并对4种水解指标进行相关性分析,确定制备羊骨胶原肽的最佳用酶及最优指标,为生产实际提供参考,有利于羊骨的高值利用及养羊产业链的延伸。各种蛋白酶在单因素试验所确定的较优条件下水解,结果表明碱性蛋白酶效果最好,其次为复合蛋白酶和风味蛋白酶,这3种酶的水解度、短肽得率、多肽生成量及氨基态氮均显著高于其他4种酶。各指标间的相关性分析结果表明,所有蛋白酶的短肽得率与水解度之间的相关性最强,r值位于0.926-0.983之间,且4个指标间均呈极显著相关（P〈0.01）。对于水解度和短肽得率较低的胃蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶,多肽生成量和氨基态氮得率之间r〉0.90。所以水解羊骨粉,制备胶原肽时,碱性蛋白酶、复合蛋白酶和风味蛋白酶是最适工具酶,水解度或短肽得率是判断水解程度的最优指标。

羊骨粉复合蛋白酶水解工艺

采用响应面法对复合蛋白酶水解羊骨粉的工艺进行优化,建立了水解度与四个因素之间的数学模型,从而确定了pH 7.5时的最佳水解工艺:底物质量浓度为90 g/L、水解温度为55℃、水解时间为300 min、加酶量为5%(E/S),在此条件下,实际水解度为28.54%,与模型预测值接近。水解度越大,钙离子含量越高,二者相关系数达到0.909,在0.01水平极显著相关。在上述最优条件下水解100 g骨粉可生成游离钙离子35.19 mg。水解物中富含羊骨胶原肽和游离钙离子,提高了羊骨粉的利用价值,其生物学活性有待进一步研究。