海参属于棘皮动物门海参纲动物,其种类繁多,营养丰富、均衡合理。近年来,海参产业发展迅速,2012年产量更是达到了 17.1万吨,产值400多亿。体壁为海参的主要食用部分,其蛋白质含量很高,以胶原蛋白为主。海参体壁在热加工过程中所表现出的弹性、硬度等物理性质的特殊变化可能主要与胶原蛋白的变化有关。本研究分别提取了海参体壁中的粗胶原纤维和酶促溶性胶原蛋白,并对两种胶原的氨基酸组成、热变性温度、以及热处理过程中的结构变化进行了深入的对比研究,以期进一步揭示海参体壁胶原蛋白在热处理过程中的变化机理,为海参的各种深加工制品的开发及加工工艺的优化提供理论基础。对海参粗胶原纤维和酶促溶性胶原蛋白的氨基酸组成进行对比分析,发现两种胶原中的甘氨酸含量较高,分别为34.05±0.95%和36.44±1.72%,约占总量的三分之一以上,此外,谷氨酸、脯氨酸、丙氨酸以及羟脯氨酸含量也很高。采用差示扫描量热法对二者的变性温度进行测定,发现粗胶原纤维的变性温度为46.1 ℃,酶促溶性胶原蛋白的变性温度为35.3 ℃,说明粗胶原纤维比酶促溶性胶原蛋白具有较好的热稳定性。通过圆二色谱法对酶促溶性胶原蛋白加热过程中的结构变化进行初步分析,发现未加热的酶溶性胶原蛋白具有完整的三螺旋结构,在220 nm处有一强正吸收峰,在202 nm左右有一强负吸收峰;当加热至28 ℃时,圆二谱图发生了明显变化,其构象改变极大;当温度达到30 ℃以后,酶促溶性胶原蛋白的三螺旋结构已经完成解缠绕,圆二谱图中正峰完全消失。采用傅里叶转换红外光谱结合分峰拟合技术对粗胶原纤维和酶促溶性胶原蛋白的二级结构进行研究,发现二者差异较大,在粗胶原纤维和酶促溶性胶原蛋白的二级结构中,均以α-螺旋结构为主,但粗胶原纤维的α-螺旋结构的含量远高于酶促溶性胶原蛋白。利用差谱分析粗胶原纤维和酶促溶性胶原蛋白受热过程中的变化,发现在升温过程中,二者酰胺Ⅰ带在1657 cm-1附近处峰值降低最为剧烈且发生蓝移,α-螺旋结构遭到明显破坏,且粗胶原纤维在35 ℃时,酶促溶性胶原蛋白在45 ℃时二级结构发生了首次明显变化。在冷却过程中,粗胶原纤维变化基本与加热过程相反;酶促溶性胶原蛋白的热稳定性较差,在长时间的加热条件下,酰胺Ⅰ带结构难以维持,所以峰值呈先回升后又降低的趋势。利用二维谱图分析法判断加热过程中两种胶原的二级结构变化顺序,发现粗胶原纤维在加热及冷却过程中,在α-螺旋的特征波数1657 cm-1处都存在强自动峰,而β-折叠结构也有明显的交叉峰存在,通过读谱规则可以判断在整个加热及冷却过程中粗胶原纤维的β-折叠结构变化均先于α-螺旋结构;而酶促溶性胶原蛋白在加热冷却过程中,其α-螺旋、β-折叠、以及3-螺旋结构在热处理过程中变化剧烈,通过谱图分析可得β-折叠结构的变化在加热过程中先于α-螺旋的变化,冷却过程则相反。