魚鱗膠原蛋白的提取與應(yīng)用研究進展

重慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 鄭雪麗 王林玲

我國擁有著全世界較為豐富的淡水資源，是長海岸線的臨海國家，漁業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)成為了國民農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的重要組成部分。本文從魚鱗膠原蛋白的提取工藝與應(yīng)用現(xiàn)狀上進行了梳理與總結(jié)，以期為魚鱗膠原蛋白的開發(fā)利用提供理論綜述，從而為我國漁業(yè)資源的深度開發(fā)提供參考。

1 魚鱗膠原蛋白的提取方法

大多數(shù)魚類的魚鱗為魚的真皮層部分經(jīng)過骨質(zhì)化而形成的骨鱗，主要由蛋白質(zhì)組成，其分為魚鱗角蛋白和膠原蛋白兩種[1]。作為結(jié)締組織中的重要成分，膠原白蛋的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu)，該超二級結(jié)構(gòu)是由三股多肽形成穩(wěn)定的螺旋結(jié)構(gòu)。因而在其提取的過程中不易被破壞，但也增強了相應(yīng)的提取難度。

1.1 水提取工藝

水提取法為目前價格最為低廉、可大批量提取魚鱗中膠原蛋白的方法。一般情況下，水提法提取的膠原蛋白在20%～30%之間，而加入了鹽酸或醋酸后的提取率將大為增加，但是強酸與強堿會破壞膠原蛋白分子的化學(xué)鍵形成，從而破壞了其原有的結(jié)構(gòu)，因而只能適當(dāng)加入部分酸或堿。研究表明酸的種類與提取率沒有關(guān)系，而加入的酸濃度達2%時提取效果為最好[2]。該方法目前是工業(yè)生產(chǎn)中最為常用的方法。

1.2 熱提取工藝

熱提取法即熱力法提取，其在水提法或酸提法的情況下加熱提取，以保證組織提取過程中膠原蛋白成分的充分釋放。以草魚魚鱗膠原蛋白的提取為例，研究表明酸的種類與提取率沒有關(guān)系，而料液比1：20、溫度121℃提取15分鐘的提取工藝為最佳，能達到45%以上的提取率[3]。熱提取法以溫度的變量因素在壓強變高中促進了膠原蛋白溶于水的溶解度，從而大大增加了提取率。盡管提取率有所增加，但其可能在壓力與溫度的變化下導(dǎo)致膠原蛋白本身理化性質(zhì)的改變，從而不利于后期的處理使用。

1.3 酶提取工藝

酶法提取工藝是當(dāng)今整個膠原蛋白提取中最為高效的方法，其在加入堿性蛋白酶的基礎(chǔ)上較為干凈地去除了雜質(zhì)，從而致使提取率大大提升。以草魚為例，錢曼等人研究發(fā)現(xiàn)：在提取溫度、酶試劑的添加量等對于膠原蛋白的提取均具有很大的影響，其中加酶量為0.14mL、60℃水解 4h、料液比 1：20最佳[3]。通常情況下，酶解法的效率極佳為60%～70%，其雖然成本昂貴，但提取出來的膠原白蛋的水解率很低，已成為了實驗室提取魚鱗膠原蛋白、研究其理化特征或后續(xù)改性的重要手段。

2 魚鱗膠原蛋白的應(yīng)用現(xiàn)狀

自然界中水生動物的膠原蛋白含量要遠遠高于陸生動物，但是其膠原白蛋的開發(fā)應(yīng)用卻相對晚很多。近年來隨著提取技術(shù)日漸成熟，其帶動了更多的研究者將魚鱗膠原蛋白應(yīng)用到現(xiàn)實生產(chǎn)生活當(dāng)中，下面就以其在醫(yī)學(xué)、美容與食品中的應(yīng)用做一些簡單介紹。

2.1 醫(yī)學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀

由于膠原蛋白本身就作為了人體四大組織中結(jié)締組織的重要組成部分，且鈣質(zhì)的吸收也需要膠原蛋白的輔助才能實現(xiàn)，因而其經(jīng)常在手術(shù)縫合線、人工骨骼的制作中使用到。相關(guān)研究表明，魚鱗膠原蛋白的成分可以很好地促進皮膚的燙傷愈合，其作為一種新型皮膚修護劑比傳統(tǒng)的中草藥等具有更好的療效[4]。

2.2 美容應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)代美容已經(jīng)跨越性別成為了時代需求，而膠原蛋白也在這個方面發(fā)揮了重要作用。魚鱗膠原蛋白具備了多個化學(xué)殘基，這些化學(xué)殘基的存在很好地拮抗了皮膚中自由基的生成，達到了延緩衰老的功效。之前的研究表明魚鱗膠原蛋白具有良好的清除羥基自由基等方面的良好性能[3]。此外水解膠原蛋白后發(fā)現(xiàn)，其產(chǎn)生的膠原蛋白多肽具備良好的保濕效果，并且可以抵抗皮膚中黑色素的沉積[5]，相信不久的將來魚鱗膠原蛋白會在美容領(lǐng)域大放異彩。

2.3 食品應(yīng)用現(xiàn)狀

膠原蛋白自古以來就被我國古人開發(fā)食用，阿膠便是其中重要的藥食同源的食品，其采用的是驢皮中的膠原蛋白。膠原蛋白本身就便于人體的消化，且其口感柔和，可維持微量元素的平衡，降低患脂肪肝與高血脂等油脂類攝入過多所導(dǎo)致疾病的風(fēng)險。因而，魚鱗膠原蛋白在食品領(lǐng)域中的開發(fā)利用最被看好。

[1]曹俊.魚鱗膠原蛋白的研究進展和應(yīng)用前景[J].水產(chǎn)科技情報,2009,36(01):41～44.

[2]朱偉,張歆,黃山凌子.魚鱗膠原蛋白提取及抗氧化活性初探[J].食品科技,2012(10):204～206.

[3]錢曼,武賢壯,邱承光等.熱力法和酶解法提取魚鱗膠原蛋白的工藝及性質(zhì)研究[J].食品工業(yè)科技,2007,28(10):70～72.

[4]Nagai T,Suzuki N.Isolation of collagen from fish waste material— skin,bone and fins[J].Food Chemistry,2000,68(3):277～281.

[5]陳勝軍,曾名勇,董士遠.水產(chǎn)膠原蛋白及其活性肽的研究進展[J].水產(chǎn)科學(xué),2004,23(06):44～46.