斑点叉尾鮰鱼骨钙制剂的制备及其生物活性研究

摘要

近年来，我国斑点叉尾鮰的养殖生产发展迅速，随着出口量的不断攀升，产生的下脚料或副产物也逐渐增多。如何深度开发鱼类加工下脚料，不仅对水产品综合利用和环境保护有重要意义，而且能够支持和促进水产捕捞和养殖业的健康发展。钙是人体必需的矿物质元素，缺钙会造成佝偻病、骨质疏松等相关疾病。研究表明，钙可以和小肽及氨基酸复合，以螯合的形式被小肠较好的效果，从而达到补钙的目的。
　　本研究以斑点叉尾鮰鱼排下脚料为原料，首先采用复合酶解法对鱼排进行酶解，去除鱼排残肉，得到鱼肉酶解蛋白和干净鱼骨；其次分别利用酸解法和酶解法从鱼骨中制得骨胶原复合氨基酸和骨胶原多肽，并在一定的条件下与Ca2+进行螯合，得到复合氨基酸螯合钙和骨胶原多肽螯合钙；随后对所得到的两种螯合钙进行红外、紫外等理化性质检测及分析；最后将制备的多种钙制剂进行小鼠生理活性的研究，以期得到最佳的补钙制剂。
　　以斑点叉尾鮰鱼排为试验材料，在一定条件下，采用中性蛋白酶和风味蛋白酶进行复合酶解。试验考察六个因素(温度、料液比、初始pH值、加酶量、中性蛋白酶和风味蛋白酶的复合比、水解时间)对酶解效果的影响，然后采用Box-Behnken组合设计和响应面分析，确定最佳的工艺条件为：温度50℃，初始pH7.0，料液比1:2，双酶复合比1:1，酶解时间5h，加酶量2000 U/g原料。此时，水解度(DH)可达29.05%。
　　鮰鱼骨中胶原蛋白含量丰富，在一定条件下，采用碱性蛋白酶和风味蛋白酶对鮰鱼骨进行分步酶解制得骨胶原多肽。通过单因素和正交优化试验，确定碱性蛋白酶水解鮰鱼骨胶原蛋白的最佳工艺条件：酶解温度45℃，料液比(w/v)4:50，加酶量4%，pH8，酶解时间3h，此条件下，水解度可达39.4g%；风味蛋白酶进行分步酶解的最佳工艺条件为酶解温度50℃，加酶量4%，pH7.5，酶解时间3h，此条件下，水解度达到47.2%，水解产物的风味在一定程度上也得到改善。
　　以鮰鱼骨酶解胶原多肽液和CaCl2为原料，螯合率为指标，在一定条件下制备胶原多肽螯合钙，试验考察温度、pH、时间、骨胶原多肽与钙的质量比对螯合率的影响。在单因素试验结果的基础上，采用Box-Behnken组合设计和响应面分析，确定最佳螯合工艺条件为：温度60℃、pH5.4、时间1.5 h、质量比2:1，此条件下，螯合率可达82.53%。
　　以斑点叉尾鮰鱼骨为原料，采用酸法提取鱼骨中的复合氨基酸，并在一定条件下与Ca2+进行螯合，得到复合氨基酸螯合钙。试验以螯合率为指标，考察螯合温度、螯合时间、复合氨基酸与Ca2+质量比及螯合pH四个因素对螯合率的影响，采用Box-Behnken组合设计和响应面分析，对螯合工艺进行优化。确定最佳螯合条件：温度70℃，pH8.25，时间2.1 h，复合氨基酸与钙的质量比为2.57:1，此条件下，螯合率可达65.17%。
　　胶原多肽螯合钙和复合氨基酸螯合钙的紫外吸收与傅里叶变换红外光谱扫描的结果表明，骨胶原多肽和复合氨基酸均与Ca2+形成了螯合物，两种螯合物的氨基酸组成相似且符合典型的胶原样蛋白特征。
　　不同钙制剂的小鼠生理活性研究结果表明：骨胶原多肽螯合钙和复合氨基酸螯合钙在血液各项指标和股骨计量学各项指标中均表现出较好的补钙效果。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1 钙的介绍

1.1.1 钙对人体的重要性

1.1.2 国人补钙情况

1.1.3 人体钙代谢机理探讨

1.1.4 钙制剂的研究进展

1.2 胶原蛋白及酶解胶原多肽的性质

1.2.1 胶原蛋白

1.2.2 Ⅰ型胶原蛋白与骨的关系

1.2.3 酶解胶原多肽

1.3 淡水鱼下脚料的综合利用研究

1.3.1 我国淡水鱼下脚料加工利用现状

1.3.2 淡水鱼骨的营养价值

1.3.3 利用淡水鱼骨制备骨胶原的研究现状

1.3.4 淡水鱼骨制备钙产品的研究现状

1.4 斑点叉尾鮰下脚料研究现状

1.4.1 斑点叉尾鮰加工利用现状

1.4.2 斑点叉尾鮰鱼骨的营养价值研究

1.4.3 斑点叉尾鮰鱼骨研究利用现状

1.5 螯合技术

1.5.1 螯合物的特性

1.5.2 螯合物的制备

1.5.3 螯合物的结构特征

1.5.4 螯合物的分离

1.6 本论文的立题背景、目的和意义

第二章 鮰鱼排残肉酶解工艺的研究

2.1 材料与仪器

2.1.1 试验材料与试剂

2.1.2 仪器与设备

2.2 试验方法

2.2.1 酶解工艺

2.2.2 基本营养成分的测定

2.2.3 水解度

2.2.4 酶的筛选

2.2.5 单因素试验设计

2.2.6 响应面法对酶解工艺进行优化

2.3 结果与讨论

2.3.1 鮰鱼下脚料基本营养成分

2.3.2 酶的筛选

2.3.3 单因素试验

2.3.4 响应面优化试验

2.4 本章小结

第三章 鮰鱼骨胶原多肽的制备工艺研究

3.1 材料与仪器

3.1.1 材料

3.1.2 仪器与设备

3.2 方法

3.2.1 鮰鱼骨粉的制备

3.2.2 骨胶原多肽的制备工艺

3.2.3 基本营养成分的测定

3.2.4 水解度的测定

3.2.5 分步酶解工艺

3.3 结果与分析

3.3.1 基本营养成分

3.3.2 酶的筛选

3.3.3 碱性蛋白酶酶解工艺

3.3.4 风味蛋白酶酶解工艺

3.4 总结

第四章 鮰鱼骨胶原多肽螯合钙的制备及其特征

4.1 材料与仪器

4.1.1 材料与试剂

4.1.2 仪器与设备

4.2 试验方法

4.2.1 骨胶原多肽水解液的制备

4.2.2 螯合工艺流程

4.2.3 螯合率的测定

4.2.4 单因素试验设计

4.2.5 响应面法优化螯合工艺

4.2.6 氨基酸组成分析

4.2.7 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析

4.2.8 紫外光谱(UV-VIS)分析

4.3 结果与分析

4.3.1 单因素试验

4.3.2 响应面分析

4.3.3 验证试验

4.3.4 螯合物的氨基酸组成分析

4.3.5 螯合物的红外吸收光谱分析

4.3.6 螯合物的紫外吸收光谱分析

4.4 结论

第五章 鮰鱼骨氨基酸螯合钙的制备及其特征

5.1 试验材料与设备

5.1.1 试验材料

5.1.2 主要试验仪器、设备

5.2 试验方法

5.2.1 鱼骨中复合氨基酸的提取

5.2.2 螯合钙工艺流程

5.2.3 螯合率的测定

5.2.4 单因素试验

5.2.5 响应面法优化螯合工艺

5.2.6 氨基酸组成分析

5.2.7 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析

5.2.8 紫外光谱(UV-VIS)分析

5.3 结果与分析

5.3.1 单因素试验

5.3.2 响应面分析

5.3.3 验证试验

5.3.4 无水乙醇的用量对测量结果的影响

5.3.5 螯合物的氨基酸组成分析

5.3.6 螯合物红外分析

5.3.7 螯合物紫外吸收

5.4 本章小结

第六章 各种钙制剂的生理活性研究

6.1 材料与仪器

6.1.1 试验材料与试剂

6.1.2 试验仪器

6.2 试验方法

6.2.1 分组

6.2.2 血液指标测定方法

6.2.3 骨骼指标测定方法

6.3 结果与分析

6.3.1 小鼠体重各周变化情况

6.3.2 小鼠血液中血钙、血磷和碱性磷酸酶活性的变化

6.3.3 小鼠股骨计量学变化

6.4 结论

第七章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间的表现