羅非魚皮明膠的制備工藝及其降解機(jī)理研究.pdf

1、本文利用羅非魚加工下腳料中的魚皮為原料高效制備優(yōu)質(zhì)明膠，既能充分利用原材料，減小環(huán)境污染，又大大提升了羅非魚的附加值，獲得良好的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)還探討了羅非魚皮制備明膠的降解機(jī)理。
　　 首先通過(guò)浸灰處理從羅非魚皮中制備純度較高的魚皮膠原纖維，其膠原蛋白含量達(dá)到干基的79.38%。通過(guò)氨基酸組成分析，結(jié)合X-衍射、紅外光譜、掃描電鏡對(duì)羅非魚皮膠原纖維的組成及結(jié)構(gòu)分析，顯示魚皮粗纖維是I型膠原，具有典型的三股螺旋結(jié)構(gòu)。膠原纖維

2、束直徑約為9～10μm，微纖維的直徑約為140～180nm。魚皮膠原的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不及哺乳動(dòng)物膠原，因此魚皮纖維收縮溫度溫度較低。經(jīng)浸灰處理后，纖維的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶度略有下降，纖維束膨脹，有利于膠原的降解及明膠的提取。
　　 研究了羅非魚皮膠原纖維反應(yīng)過(guò)程中添加過(guò)氧化氫的方法制備明膠的條件。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，得到浸灰6d，料液比為1:6時(shí)，魚皮纖維提取明膠的最佳工藝條件為提取溫度53℃、提取時(shí)間4.6h、過(guò)氧化氫濃度為

3、0.07mmol/g，明膠提取率和粘度的分別達(dá)到87.71%和8.90mpa·s。利用優(yōu)化工藝進(jìn)行擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)制備明膠的產(chǎn)率和粘度分別為85%和8.43mpa·s，與實(shí)驗(yàn)室小試結(jié)果相差甚小，說(shuō)明了優(yōu)化工藝切實(shí)可行。
　　 本文探討了過(guò)氧化氫降解膠原制備明膠的機(jī)理。掃描電鏡說(shuō)明了魚皮膠原纖維降解在形態(tài)上經(jīng)過(guò)表層護(hù)膜破壞溶化、纖維束松散斷裂、微纖維解旋暴露三個(gè)階段。通過(guò)X-衍射和紅外光譜檢測(cè)，說(shuō)明加熱使分子內(nèi)部作用力減弱，膠原依然保持著

4、以三股螺旋為結(jié)構(gòu)的纖維聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。在過(guò)氧化氫存在下，膠原纖維的抗穿刺強(qiáng)度隨加熱時(shí)間呈指數(shù)下降，其力學(xué)變化規(guī)律可用指數(shù)函數(shù)Y=851.Oe-0.001x(R2=0.996)擬合，且擬合性好。
　　 膠原纖維降解初期，原膠原從膠原纖維束和微纖維中解離，使溶劑中大分子溶質(zhì)的質(zhì)量數(shù)增加，反應(yīng)體系中溶液的表觀粘度增加，提取產(chǎn)物的凝膠強(qiáng)度較大。隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，原膠原分子肽鏈降解為更小片段，從而因溶質(zhì)的分子量減小導(dǎo)致相同濃度下，反應(yīng)產(chǎn)物明