背景[1-3]
牛胶原蛋白肽是以牛结缔组织中的胶原蛋白为原料，在严格控制的条件下进行水解、精制而成。其含有的十八种酸中有七种是必须的，它还含有所必须的部分金属微量元素。故在食品、日化和化工方面用途日益广泛。水解产物分子量为2000-4000，含蛋白质85以上，十八种酸含量高于80，为低分子多肽。产品为白色或淡黄色细粉，具有优良的胶体保护性，表面活性、成膜性、浸润性、稳定性和易溶性，对酸或碱等激具有缓冲能力。
牛胶原蛋白肽
胶原蛋白肽是一种透明的胶原蛋白提取物，由两个或两个以上的氨基酸组成。肽的分子量、氨基酸排列顺序不同，所表现的功能也就不同。一般认为，肽是精准的蛋白质片段，其分子只有纳米级般大小，肠胃、血管及肌肤皆易吸收。
胶原蛋白肽最普遍的结构特征是三螺旋结构。其由3条a链多肽组成，每一条胶原链都是左手螺旋构型。3条左手螺旋链叉相互缠绕成右手螺旋结构，即超螺旋结构闭胶原蛋白肽独特的三重螺旋结构，使其分子结构非常稳定，并且具有低免疫原性和良好的生物相容性等
而胶原蛋白肽则是胶原蛋白经过人工蛋白酶处理以后而形成的小分子肽，相对分子量为几百至几千，人体在食用后能够被直接有效的吸收利用，吸收率可高达90%甚至更高，相较于胶原蛋白，具有更好的效果。
一般来说，分子量越小的胶原蛋白肽，越容易被人体吸收。但当分子量过小时，胶原蛋白肽的结构容易被破坏，功能也相对受到影响，即使被人体肠胃吸收也只能达到补充相应氨基酸的功能。
应用[4][5]
牛胶原蛋白肽可以用于牛胶原蛋白的功能特性及多肽的抗氧化活性研究
以牛鼻肉作为原料,利用热水提取法、酶法和酸法三种不同的提取方法分别得到胶原蛋白HWSC、PSC和ASC。ASC的表面形貌与PSC相同,表现为均匀多层的聚集结构,而HWSC多为不规则、片状结构。
三种胶原蛋白的FTIR谱图的主要特征峰吸收强度不同,但光谱位置几乎相同。ASC、PSC和HWSC中甘氨酸在总氨基酸中含量最高,分别占32.4%、31.8%和31.6%,亚氨基酸含量分别是20.2%,20.3%和19.5%。三种提取方法都没有改变胶原蛋白的三螺旋结构,均为I型胶原,主要由α1链(130 k Da)和α2链(120 k Da)和高分子量β-组分(140 k Da)组成,证实胶原含有分子间交联。ASC、PSC和HWSC的Td分别为92.89℃、98.86℃和86.73℃。ASC、PSC和HWSC的Tm分别为207.41℃、201.9℃和206.5℃,ASC、PSC、HWSC的热降解温度相似,分别为301.24℃、307.14℃和302.31℃,PSC的热变性温度最高,其次是ASC。
三种胶原蛋白分子在酸性环境中的溶解度和起泡性能远高于碱性环境,在40℃时三种胶原蛋白的持油性并且ASC和PSC的持油性强于HWSC。ASC和PSC的乳化性能均优于HWSC,三种胶原蛋白为假塑性流体,ASC更容易导致剪切细化行为。PSC可以形成半固态凝胶,HWSC比ASC和PSC更硬,更不容易变形。
利用建立动物模型的方法探究胶原蛋白的催乳效果。利用药物溴隐亭建立小鼠产后缺乳的动物模型,与空白组相比,胶原蛋白试验组能显著增加母鼠的每日泌乳量,仔鼠窝净增重显著增加。试验组的母鼠的胸腹部分布着大量的皮下乳腺,组织较厚,腺体呈现粉色,母鼠乳腺外观与空白组基本达到相同状态,乳腺指数也有显著升高。在HE染色实验中,试验组的母鼠乳腺的腺泡腔增生扩大,导管数量增多,乳腺小叶间脂肪组织比较少见,形态基本恢复正常,试验组母鼠的血清和乳腺组织的催乳素含量都呈现逐渐升高趋势。酶解胶原蛋白制备胶原蛋白多肽。
利用单因素和响应面,优化胶原蛋白的酶解工艺。在酶浓度2%,酶解p H 8.09,酶解温度55.4℃,酶解时间5 h的条件下,胶原蛋白多肽的还原力值达到为0.405。以谷胱甘肽(GSH)为对照,从清除·OH自由基、DPPH·自由基、ABTS+·自由基、还原力测定以及金属离子螯合能力五方面综合评价胶原蛋白多肽的抗氧化活性。抗氧化能力随GSH和胶原蛋白多肽的浓度呈线性变化。
同一浓度下,GSH清除DPPH·自由基、清除ABTS+·自由基的能力和还原力强于胶原蛋白多肽,胶原蛋白多肽的·OH自由基清除率和金属铁离子的螯合能力高于GSH,证明胶原蛋白多肽具有良好的抗氧化功能。
参考文献
[1]Characterization of collagen and its hydrolysate from yellowfin tuna Thunnus albacares skin and their potencies as antioxidant and antiglycation agents.Mala Nurilmala;;Rizsa Mustika Pertiwi;;Tati Nurhayati;;Shita Fauzi;;Irmanida Batubara;;Yoshihiro Ochiai.Fisheries Science,2019
[2]Characterization of heat-stable whey protein:Impact of ultrasound on rheological,thermal,structural and morphological properties.Anju Boora Khatkar;;Amarjeet Kaur;;Sunil Kumar Khatkar;;Nitin Mehta.Ultrasonics-Sonochemistry,2018
[3]Physicochemical Properties and Biocompatibility Evaluation of Collagen from the Skin of Giant Croaker(Nibea japonica).Yunping Tang;;Shujie Jin;;Xiaoyan Li;;Xiaojuan Li;;Xuyang Hu;;Yan Chen;;Fangfang Huang;;Zuisu Yang;;Fangmiao Yu;;Guofang Ding.Marine Drugs,2018
[4]Improved collagen extraction from jellyfish(Acromitus hardenbergi)with increased physical-induced solubilization processes.Nicholas M.H.Khong;;Fatimah Md.Yusoff;;B.Jamilah;;Mahiran Basri;;I.Maznah;;Kim Wei Chan;;Nurdin Armania;;Jun Nishikawa.Food Chemistry,2018
[5]张鑫.牛胶原蛋白的功能特性及多肽的抗氧化活性研究[D].齐鲁工业大学,2021.