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鱼鳞胶原蛋白、明胶和羟基磷灰石综合提取研究

作　者: 曾芳
导　师: 蒋柏泉
学　校: 南昌大学
专　业: 化学工程
关键词: 胶原蛋白明胶羟基磷灰石氨基酸分析
分类号: TS254.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

鱼鳞中含有丰富的胶原蛋白和钙、磷等,可以作为提取胶原蛋白、明胶和生物材料羟基磷灰石的原料,为了提高鱼鳞的综合利用率,本文研究了提取鳙鱼鱼鳞胶原蛋白的工艺,还研究了同时提取鱼鳞明胶和羟基磷灰石的工艺。优化鱼鳞脱钙工艺,采用磁力搅拌辅助柠檬酸脱钙,利用响应面实验得到最佳方案为：柠檬酸质量分数9.79%,搅拌时间72mmin,固液比1：23g/mL,搅拌速度900r/min。此时鱼鳞脱钙率为93.39%。鱼鳞进行脱钙处理后,利用超声波辅助胃蛋白酶提取胶原蛋白,确定最佳工艺条件：pHl.5,超声波功率300W,固液比1：20g/mL,酶浓度5%,超声时间40min,酶提时间5h,反应温度25℃,此时胶原蛋白提取率为56.24%。采用热力法进行提取鱼鳞明胶工艺的优化研究,得到鱼鳞明胶提取的最佳工艺条件为：固液比1：10g/mL,提取时间7.20h,提取温度87℃。此时明胶提取率为61.23%。以提取鱼鳞明胶的鱼鳞残渣为原料,采用高温煅烧法制备羟基磷灰石。对不同时间,不同温度条件下煅烧得到的HAP粉末进行XRD和红外扫描分析,得到制备羟基磷灰石的工艺条件为；900℃下煅烧鱼鳞残渣2h,此时产物的钙磷比为1.62。将提取的胶原蛋白和明胶进行性能对比,利用紫外扫描、红外扫描、XRD图谱对两者结构进行分析,通过氨基酸分析测定两者的氨基酸种类和含量。同时,对两者的成膜性、吸水性、吸油性、变性温度、起泡性、乳化性等性质进行研究,结果为：明胶的三螺旋结构已被大量破坏,不具有生物活性；明胶中的甘氨酸、羟脯氨酸、脯氨酸的含量相对于胶原蛋白来说有所增加,蛋氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸的含量大大增加,谷氨酸、丙氨酸和精氨酸的含量降低；胶原蛋白变性温度为28.3℃；胶原蛋白和明胶都有成膜性,但是胶原膜的性能优于明胶膜；胶原蛋白的吸水性、吸油性略好于明胶,明胶的起泡性和乳化性优于胶原蛋白。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-10
第1章绪论  10-20
  1.1 鱼鳞的组织结构特点及成分  10
  1.2 鱼鳞的综合利用研究现状  10-18
    1.2.1 提取鱼鳞胶原蛋白  10-14
    1.2.2 提取鱼鳞明胶  14-16
    1.2.3 提取羟基磷灰石  16-18
  1.3 本课题研究的主要内容及创新点  18-20
    1.3.1 研究内容  18-19
    1.3.2 创新点  19-20
第2章实验材料、仪器及方法  20-27
  2.1 实验材料、试剂和仪器  20-22
    2.1.1 实验原料  20
    2.1.2 实验试剂  20-21
    2.1.3 实验仪器与设备  21-22
  2.2 实验方法  22-23
    2.2.1 鳙鱼鱼鳞基本成分分析  22
    2.2.2 鱼鳞中总钙量的测定  22
    2.2.3 鱼鳞脱钙方法  22
    2.2.4 提取鱼鳞胶原蛋白的方法  22
    2.2.5 提取鱼鳞明胶的方法  22
    2.2.6 羟基磷灰石的提取方法  22-23
  2.3 鱼鳞脱钙率的测定方法  23
    2.3.1 钙离子标准曲线的绘制  23
    2.3.2 鱼鳞脱钙率的测定  23
  2.4 鱼鳞中胶原蛋白提取率的测定方法  23-25
    2.4.1 羟脯氨酸标准曲线的绘制  23-24
    2.4.2 鱼鳞中羟脯氨酸总量测定  24
    2.4.3 胶原蛋白提取液中羟脯氨酸的测定  24-25
    2.4.4 胶原蛋白提取率的计算  25
  2.5 结果与分析  25-27
    2.5.1 鳙鱼鱼鳞的基本成分  25-26
    2.5.2 钙离子标准曲线的测定  26
    2.5.3 羟脯氨酸标准曲线的测定  26-27
第3章鱼鳞脱钙工艺的优化  27-35
  3.1 引言  27
  3.2 鳙鱼鱼鳞脱钙工艺的优化  27-30
    3.2.1 固液比对鱼鳞脱钙率的影响  27-28
    3.2.2 柠檬酸质量分数对鱼鳞脱钙率的影响  28-29
    3.2.3 搅拌时间对鱼鳞脱钙率的影响  29-30
    3.2.4 搅拌速度对鱼鳞脱钙率的影响  30
  3.3 响应面优化实验  30-34
    3.3.1 响应面实验设计  30-31
    3.3.2 响应面实验结果分析  31-34
  3.4 本章小结  34-35
第4章鱼鳞胶原蛋白提取工艺研究  35-44
  4.1 引言  35
  4.2 实验方法  35-36
    4.2.1 提取鱼鳞胶原蛋白工艺流程  35
    4.2.2 鱼鳞前处理  35-36
  4.3 超声波辅助酶法提取鱼鳞胶原蛋白的工艺研究  36-41
    4.3.1 超声波功率对胶原蛋白提取率的影响  36-37
    4.3.2 超声波作用时间对胶原蛋白提取率的影响  37
    4.3.3 提取温度对胶原蛋白提取率的影响  37-38
    4.3.4 固液比对胶原蛋白提取率的影响  38-39
    4.3.5 pH值对胶原蛋白提取率的影响  39-40
    4.3.6 胃蛋白酶添加量对胶原蛋白提取率的影响  40
    4.3.7 提取时间对胶原蛋白提取率的影响  40-41
  4.4 正交实验优化  41-43
    4.4.1 正交实验的设计  41-42
    4.4.2 正交实验的结果及分析  42-43
    4.4.3 验证实验  43
  4.5 本章小结  43-44
第5章鱼鳞明胶和羟基磷灰石综合提取研究  44-57
  5.1 引言  44
  5.2 实验方法  44-45
    5.2.1 提取鱼鳞明胶工艺流程  44
    5.2.2 鱼鳞前处理  44-45
  5.3 热水法提取鱼鳞明胶的工艺研究  45-51
    5.3.1 单因素实验  45-47
    5.3.2 响应面优化实验  47-51
  5.4 提取羟基磷灰石的工艺研究  51-56
    5.4.1 从鱼鳞中提取羟基磷灰石的流程图  51
    5.4.2 钙磷比测定  51-52
    5.4.3 样品的表征  52
    5.4.4 结果与分析  52-56
  5.5 本章小结  56-57
第6章鱼鳞胶原蛋白和明胶的性能研究  57-70
  6.1 引言  57
  6.2 实验方法  57-60
    6.2.1 紫外扫描  57
    6.2.2 红外光谱扫描  57
    6.2.3 X射线衍射分析  57
    6.2.4 氨基酸成分分析  57-58
    6.2.5 测定胶原蛋白变性温度  58
    6.2.6 成膜性能对比  58
    6.2.7 纤维形成试验  58
    6.2.8 测定吸水性及保水性  58-59
    6.2.9 测定吸油性  59
    6.2.10 测定乳化性及乳化稳定性  59
    6.2.11 测定起泡性及泡沫稳定性  59-60
  6.3 实验结果及分析  60-68
    6.3.1 紫外扫描  60-61
    6.3.2 红外光谱扫描  61-62
    6.3.3 X射线衍射分析  62
    6.3.4 氨基酸成分分析  62-64
    6.3.5 测定胶原蛋白的变性温度  64
    6.3.6 成膜性能对比  64-65
    6.3.7 纤维形成试验  65
    6.3.8 测定吸水性及保水性  65-67
    6.3.9 测定吸油性  67
    6.3.10 测定乳化性及乳化稳定性  67-68
    6.3.11 测定起泡性及泡沫稳定性  68
  6.4 本章小结  68-70
第7章总结与展望  70-72
  7.1 总结  70-71
  7.2 展望  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-78
攻读学位期间的研究成果  78

鱼鳞胶原蛋白、明胶和羟基磷灰石综合提取研究

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