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在水产品加工过程会产生大量的废弃物,其中鱼皮富含胶原蛋白(多肽)。明胶是胶原多肽经温和但不可逆的断裂后生成的主要产物。本论文以鲴鱼皮为原料,采用热水抽提法制备鲴鱼皮明胶,研究了鮰鱼皮明胶的复合酶解工艺、鮰鱼皮明胶多肽的体外抗氧化、体内抗衰老活性和抗氧化稳定性,为水产品加工废弃物的综合利用开辟出了一个新的途径。主要结果如下:
(1)将鮰鱼皮经过脱脂、酸碱前处理后用45℃热水抽提6h,得到鮰鱼皮明胶。采用胃蛋白酶、胰蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶将鮰鱼皮明胶进行酶解,根据酶解液对·OH的清除效果,确定了胰蛋白酶和胃蛋白酶作为水解明胶用酶。以水解液对·OH的清除率为指标,通过正交试验L9(34),确定了胰蛋白酶单独水解鮰鱼皮明胶的最佳酶解工艺:温度40℃、pH7.5、酶与底物质量浓度比([E]/[S])3.5/100、底物质量浓度2.5g/100mL。在胰蛋白酶最适酶解工艺条件的基础上,采用胰蛋白酶和胃蛋白酶进行复合水解,得到最佳复合酶解工艺:先用胰蛋白酶酶解3h,然后用胃蛋白酶酶解3h,此时得到的酶解液羟自由基清除率最高,达到47.38％。
(2)对最佳复合酶解工艺条件下所制备的鲴鱼皮明胶酶解液的体外抗氧化活性进行了测定。实验结果表明酶解液对·OH、·O2-、DPPH·和H2O2均有较好的清除作用,还具有一定的还原能力,对Fe2+诱发的卵黄脂蛋白的过氧化有较好的抑制作用。总体而言,鮰鱼皮明胶酶解液在不同抗氧化体系中都表现出一定的抗氧化效果,具有很好的开发利用前景。
(3)将鮰鱼皮明胶酶解液进行超滤,并对超滤各组分清除自由基的活性进行测定,结果表明分子量1000Da以下组分清除自由基活性最高,将此部分液体收集用于下一步小鼠的体内抗氧化试验。采用D-半乳糖诱导的衰老小鼠模型,对鮰鱼皮明胶水解液的体内抗衰老活性进行了研究。对实验小鼠灌胃给药不同浓度的鮰鱼皮明胶多肽,饲养42天后,分别测定小鼠血清中MDA的含量,SOD的活力和小鼠脑组织、肝组织中MDA含量,SOD、GSH-Px的活力。实验结果表明鮰鱼皮明胶多肽可以显著提高衰老小鼠血清SOD活力和脑组织、肝组织SOD、GSH-Px活力;降低衰老小鼠血清和肝组织、脑组织中MDA含量。同时,鮰鱼皮明胶多肽的抗衰老活性随给药剂量提高而增强。
(4)对鮰鱼皮明胶多肽的抗氧化稳定性进行了初步研究,实验结果表明:鮰鱼皮明胶多肽具有较强的耐热性,加热到100℃,活性仍保持在90％左右;在pH2-9的环境中清除自由基活性保持较好,其中pH2和pH3时活性保持率接近100％,pH为4、5、6、7、8、9时活性保持率为90％左右;常见的金属离子对鮰鱼皮明胶多肽的抗氧化稳定性均有影响,其中Cu2+和Mg2+对抗氧化肽活性的影响较大,较高离子浓度时会使抗氧化肽的活性近乎丧失。