水解胶原蛋白分子量控制技术的研究

摘要

铬革屑中含有大量的胶原蛋白，约占其干重的90％以上。从含铬革屑中提取胶原蛋白并且加以利用，是制革废屑最合理的处理途径。目前，有关从铬革屑中提取的胶原蛋白可回用于皮革中用作合成复鞣剂，加脂剂，涂饰剂;也有用于农业中制备有机肥;轻工造纸行业中作为增韧剂等等。但是无论用于任何行业，对胶原蛋白的分子量分布及大小进行控制依然是一个难题。
　　本论文以从铬革屑中提取的胶原蛋白为研究对象，探索了不同提取方法对胶原蛋白分子量分布及大小的控制。通过正交实验法研究了碱法，碱-酶法，酸-酶法三种提取方法的反应条件对胶原蛋白分子量分布及大小的影响。采用高效液相色谱-多角度激光光散射仪联用技术测定所提取胶原蛋白的分子量大小，从而验证了使用毛细管电泳仪测定胶原蛋白分子量的分布及大小的可行性。
　　提取方法对胶原蛋白分子量控制的实验研究表明，MgO提取的胶原蛋白分子量最大，其最大含量分子量大小为134316 Da，分子量最大含量为72％，平均分子量为115803 Da，可以用MgO控制胶原蛋白分子量为10 WDa以上;在毛细管电泳条件相同的情况下，使用碱剂+木瓜蛋白酶提取的胶原蛋白，可以控制分子量在2000 Da左右的胶原蛋白含量达到61％～72％;硫酸和草酸提取的胶原蛋白的分子量分布大体一致，草酸提取的胶原蛋白可控制其分子量在20 kD左右的胶原蛋白含量为73.32％，而硫酸提取的胶原蛋白可控制其分子量在15 KDa左右的胶原蛋白含量为70.44％;然而，酸-酶法提取的胶原蛋白，其分子量的最大含量没有达到60％以上。可以选用草酸+酸性蛋白酶提取的胶原蛋白，通过水解条件正交实验，使其分子量的最大含量没有达到60％以上。
　　胶原蛋白提取条件对分子量控制的实验研究表明，MgO提取胶原蛋白的正交实验中，反应条件对胶原蛋白分子量的最大含量影响不大;MgO+木瓜蛋白酶提取胶原蛋白的正交实验中，随着MgO用量的增加，反应时间的加长，反应温度的升高，胶原蛋白分子量的最大含量均持先增大后减小的趋势。因此，控制MgO+木瓜蛋白酶提取胶原蛋白的分子量最大含量在60％以上的最优工艺为:MgO用量3％，时间3h，反应温度80℃;草酸+酸性蛋白酶提取胶原蛋白的正交实验中，可控制分子量为15000-20000 Da的分子量为60％以上。随着草酸用量的增加，反应时间的加长，反应温度的升高，分子量的最大含量均呈现不断减小的趋势。因此，控制草酸+酸性蛋白酶提取的胶原蛋白分子量最大含量在60％以上的最优工艺为:草酸用量6％，时间1h，反应温度65℃。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 胶原蛋白结构

1．2 胶原蛋白的提取

1．2．1 酸法

1．2．2 碱法

1．2．3 酶法

1．2．4 氧化法

1．2．5 混合法

1．3 胶原蛋白在皮革方面的应用

1．3．1 胶原蛋白在鞣剂上的应用

1．3．2 胶原蛋白在加脂剂上的应用

1．3．3 胶原蛋白在涂饰剂上的应用

1．4 胶原蛋白分子量的测定方法

1．4．1 十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS-PAGE)

1．4．2 凝胶渗透色谱法(GPC)

1．4．3 凝胶渗透色谱法-多角度激光光散射(GPC-MALLS)

1．4．4 基质辅助激光解吸-飞行时间质谱法(MALDI-TOF-MS)

1．4．5 高效液相色谱与电喷雾-质谱联用技术(HPLC／ESI-MS)

1．5 毛细管电泳技术

1．5．1 毛细管电泳技术原理

1．5．2 毛细管电泳优点

1．5．3 毛细管电泳技术的分类及其在蛋白质方面应用

1．5．4 影响毛细管电泳的因素

1．6 本课题研究的目的和意义

2 水解方法对胶原蛋白分子量控制的研究

2．1 实验仪器与材料

2．1．1 实验仪器

2．1．2 实验材料

2．2 实验方法

2．2．1 铬革屑的理化性质

2．2．2 胶原蛋白的提取

2．2．3 高效液相色谱-多角度激光光散射测定胶原蛋白样品的分子量

2．2．4 毛细管电泳技术测定胶原蛋白样品的分子量

2．3 实验结果与讨论

2．3．1 铬革屑的理化性质

2．3．2 高效液相色谱-多角度激光光散射测定胶原蛋白样品分子量

2．3．3 低分子量标准蛋白质标准曲线的制作

2．3．4 超低分子量标准蛋白质标准曲线的制作

2．3．5 碱法水解提取胶原蛋白分子量测定

2．3．6 碱-酶法水解提取胶原蛋白分子量测定

2．3．7 酸法水解提取胶原蛋白分子量测定

2．3．8 酸-酶法水解提取胶原蛋白分子量测定

2．4 本章小结

3 胶原蛋白提取条件对分子量控制的研究

3．1 实验方法

3．1．1 铬革屑的理化性质

3．1．2 碱法水解提取胶原蛋白正交实验设计

3．1．3 碱-酶法水解提取胶原蛋白正交实验设计

3．1．4 酸-酶法水解胶原蛋白正交实验设计

3．2 实验结果分析

3．2．1 铬革屑的理化性质

3．2．2 碱法水解胶原蛋白正交实验结果

3．2．3 碱-酶法水解胶原蛋白正交实验结果

3．2．4 酸-酶法水解胶原蛋白正交实验结果

3．3 本章小结

4 结论

5 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢