猪皮明胶的提取、分离及纯化工艺研究

摘要

胶原是动物体内含量最多分布最广的蛋白质,尤其在哺乳动物体内是蛋白质中含量最多的一类蛋白。明胶是胶原在酸、碱、酶或者高温等作用下的变性产物,与胶原一样由18种氨基酸组成,只是失去了原有的生物活性。明胶被广泛应用于工业、食品业、生物医药业以及美容业等领域。
　　 本文从猪皮中提取明胶的工艺研究出发,对提取物进行分离纯化,制备高纯度的明胶为目的,进行了简单可行的试验方案设计。
　　 试验通过热碱浸提和酶提两种方法,从猪皮中提取明胶,并对两种浸提方法进行单因素和正交试验,从而获得最优工艺。结果表明热碱法最优工艺为:提取温度90℃,提取时间5h,料液比1:150,提取pH为10的条件下明胶得率为65.39％。木瓜蛋白酶提取猪皮中的明胶,料液比为1:30,最优工艺条件为:酶含量为1.5％,提取时间7h,提取温度60℃,pH为5.9的条件下明胶得率为78.95％。
　　 采用微滤,二级超滤和反渗透联合膜分离法对热碱提取明胶进行分离纯化,分离纯化过程中考虑时间、温度以及操作压力对膜通量的影响,通过重复试验得出最佳膜工艺参数:微滤膜操作压力为0.25MPa,操作温度65℃,大约在12分钟后膜通量最大且趋于稳定；F1超滤膜操作压力为0.7MPa,操作温度40℃,大约在20分钟后,膜通量最大且趋于稳定；F2超滤过程中操作压力为0.65 MPa,操作温度45℃,大约在10分钟后,膜通量达到最大且趋于稳定；反渗透膜操作压力2.0MPa,操作温度为50℃,大约在20分钟后膜通量最大。
　　 对纯化明胶理化性质进行研究,并与商业明胶、通过微滤处理的酶提明胶和SigmaⅠ标准胶原蛋白进行对比,纯化明胶感官性优于商业明胶,氨基酸组成以及含量和阿胶相似,吸水性、持水性、乳化性以及吸油性良好,但乳化稳定性和润湿性一般。纯化明胶中蛋白质含量为60.58％,其中90.63％都是明胶成分,平均分子质量都集中在45.0KDa-66.2KDa之间。

目录

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致谢

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第一章 绪论

1.1 猪皮的概述

1.1.1 猪皮的国内外研究现状

1.2 猪皮明胶的概述

1.2.1 猪皮明胶的应用

1.3 猪皮明胶的提取方法及研究现状和发展趋势

1.3.1 猪皮明胶的提取

1.3.2 猪皮明胶的研究现状及发展趋势

1.4 明胶的分离纯化方法

1.4.1 硅藻土过滤脱色法

1.4.2 离子交换树脂处理

1.4.3 聚丙烯酰胺絮凝

1.4.4 膜法分离

1.5 本课题研究的主要内容、目的和意义

1.5.1 本课题研究的主要内容

1.5.2 本课题研究的目的和意义

1.5.3 存在的问题和发展趋势

第二章 猪皮明胶的提取及工艺优化研究

2.1 实验材料与方法

2.1.1 实验材料与主要试剂

2.1.2 仪器设备

2.1.3 蛋白质含量标准曲线的绘制

2.1.4 羟脯氨酸含量标准曲线的绘制

2.1.5 猪皮中各组分含量测定

2.1.6 猪皮明胶的提取方法

2.2 猪皮明胶热碱法提取单因素实验

2.2.1 猪皮明胶的热碱式提取的单因素试验

2.2.2 猪皮明胶热碱提取正交试验

2.3 猪皮明胶的酶法提取工艺的单因素试验

2.3.1 酶的筛选

2.3.2 酶法提取明胶蛋白的单因素试验

2.3.3 猪皮明胶酶法提取正交试验

2.4 结果与分析

2.4.1 蛋白质标准曲线

2.4.2 羟脯氨酸标准曲线

2.4.3 猪皮中各组分含量测定结果

2.4.4 猪皮明胶热碱法提取单因素试验结果

2.4.5 猪皮明胶热碱法提取正交试验及分析

2.4.6 酶的种类对猪皮明胶得率的影响结果

2.4.7 酶法提取明胶单因素试验结果

2.4.8 酶提明胶正交试验结果

2.5 热碱法与酶法明胶提取单因素及正交试验条件比较

2.6 本章小结

第三章 猪皮明胶提取液的分离纯化

3.1 材料

3.1.1 原料

3.1.2 主要仪器设备

3.1.3 主要试剂

3.2 实验方法

3.2.1 猪皮明胶浸提原液成分分析

3.2.2 猪皮明胶浸提液中明胶分子量分布初步测定

3.2.3 膜法分离猪皮明胶的工艺流程

3.2.4 膜法分离猪皮明胶工艺参数的确定

3.3 结果与分析

3.3.1 膜工艺研究结果如

3.3.2 膜处理样中蛋白质和明胶含量

3.4 本章小结

第四章 分离纯化猪皮明胶理化性质的研究

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.2.1 主要原料

4.2.2 主要仪器

4.2.3 主要试剂

4.2.4 试验方法

4.3 分析与结果

4.3.1 明胶样品的感官性结果

4.3.2 氨基酸分析结果

4.3.3 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)结果

4.3.4 明胶紫外光谱分析结果

4.3.5 明胶傅立叶红外光谱分析结果

4.3.6 明胶等电点分析结果

4.3.7 明胶蛋白质功能性分析结果

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

硕士期间发表论文