Page 40 - 《精细化工》2022年第9期
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·1758· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷
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不可少的蛋白质之一 。近年来，陆生动物出现的 质的影响，针对得率低和风味差的副产物原料提出
疯牛病、禽流感等疾病导致传统陆生动物源胶原蛋 了“物理/生物-酸-复合酶”的方案，为水产品副产
白受到质疑和限制，鱼类副产物则成为胶原蛋白等 物胶原蛋白提取工艺的优化提供理论支撑。
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有价值的生物复合物的优良和可持续原料 。据研
究表明，水产动物的表皮、内脏、壳、鳞片中均具 1 胶原蛋白形成机理与类型
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有含量丰富、类型多样的胶原蛋白 ，以水产品副
1.1 形成机理
产物为原料提取胶原蛋白在规避陆生动物原料缺点
胶原蛋白是胶原的降解产物，也是动物体内参
的同时减少了水产品在加工过程中所带来的营养组
与组织和器官机械保护的重要细胞外蛋白。其形成
分损失，提升产品利用率。
过程示意图如图 1 所示，其中 X 与 Y 位点多为脯氨
胶原蛋白得率是判断蛋白提取工艺可行性的重
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酸和羟脯氨酸 。
要指标。综合国内外研究现状发现，水产源胶原蛋
白的主要提取方法为酸提取或酶提取，主要研究方 氨基酸残基形成的肽链通过链内部以及链间分
向在蛋白的功能性质上，对蛋白得率优化的研究较 子力共同作用形成的超螺旋结构经过进一步的多级
为缺乏。本文在综述国内外水产品副产物中胶原蛋 聚合，最终形成胶原蛋白分子。脯氨酸与甘氨酸形
白的提取方法的基础上，概括了水产品副产物胶原 成的氢键以及羟脯氨酸合成的氢键是维持胶原蛋白
蛋白在各领域的应用现状，分析了不同提取方 分子结构的重要分子力，而提高氢键数量是维持胶
法的优缺点，对比不同提取方法对胶原蛋白功能性 原蛋白稳定性的关键环节。
图 1 胶原蛋白分子合成流程示意图
Fig. 1 Flow chart of collagen molecule synthesis
1.2 类型 产生不同的功能，有研究表明，Ⅳ型胶原蛋白三螺
在现有研究中，胶原蛋白含有 28 种不同类型， 旋结构域中存在中断，Ⅲ型胶原蛋白在与金属蛋白
组成原胶原蛋白分子的每种 α 肽链可以分成若干亚 酶结合位点处具有高度柔韧性，两者结构域存在力
型，每一条链至少有 45 个不同的基因编码，通过排 学性能上的差异，导致它们能在不同的场景下发挥
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列组合构成各种胶原蛋白分子 。当前，水产品副 不同的功效 ，而氨基酸组成、蛋白分子量以及多
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产物中含量较多的是Ⅰ型、Ⅱ型与Ⅲ型胶原蛋白， 肽链的超二级结构的异同或将成为判断蛋白功能性
Ⅰ型胶原蛋白是由两条相同的 α 1 链与一条 α 2 链组成 质和应用范围的主要参考依据。
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的三螺旋结构，分布在动物骨骼、肌腱和皮肤中 ，
Ⅰ型胶原蛋白由于原料丰富、抗原性低和细胞黏附 2 水产品胶原蛋白来源
能力强而被广泛地提取和应用。Ⅱ型胶原蛋白由 3
随着水产品资源的大量开发，鱼、虾、蟹等水
条相同的 α 1（Ⅱ）链组成；Ⅲ型胶原蛋白由 3 条 α 1
产动物加工副产物中含有的多不饱和脂肪酸、胶原
（Ⅲ）链构成；Ⅱ型与Ⅲ型胶原蛋白多存在于动物
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软骨与内脏中 。 蛋白、虾青素均能作为添加成分用于各类加工行业。
与陆生动物原料相比，鱼皮、鱼骨、鱼鳞等副产物
蛋白质结构决定其功能性，而胶原蛋白在合成
过程中 α 链、氨基酸组成、相对分子质量（简称分 产量大、安全性高；此外，水产品胶原蛋白在氨基
子量）、多肽链结合形成的超二级结构均是影响胶原 酸组成和生物相容性方面与传统的陆源性胶原蛋白
蛋白功能性质的主要因素。在目前已知的 28 种胶原 相似，能够作为牛、猪等陆源蛋白原料的替代品 [10] 。
蛋白中，每种蛋白的结构域均含有固定特征，用以 表 1 概括了水产品胶原蛋白的来源和类型。
