黃丹丹，馬 良，2，周夢柔，劉 軼，張宇昊，2，*

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶400715；2.西南大學(xué)國家食品科學(xué)與工程實驗教學(xué)中心，重慶400715）

超高壓時間對膠原明膠化及成品明膠品質(zhì)的影響

黃丹丹1，馬 良1，2，周夢柔1，劉 軼1，張宇昊1，2，*

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶400715；2.西南大學(xué)國家食品科學(xué)與工程實驗教學(xué)中心，重慶400715）

以1%（w/v）HCl溶液為傳壓介質(zhì)，研究不同時間（0～45min）的超高壓（300MPa）處理對膠原的熱穩(wěn)定性及成品明膠的分子量分布、凝膠強度、流變學(xué)特性等的影響，以分析超高壓時間在膠原明膠化過程中的作用及其對明膠品質(zhì)的影響。結(jié)果顯示：經(jīng)5～45min的超高壓處理的明膠化膠原的熱穩(wěn)定性高于傳統(tǒng)酸處理組，但是低于未處理組（超高壓時間為0min）；結(jié)合前期工藝研究結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)超高壓處理組膠原的熱穩(wěn)定性較低、明膠提取率較高，說明超高壓處理能夠破壞鏈間氫鍵、松散膠原三螺旋結(jié)構(gòu)，有利于膠原明膠化；且超高壓組明膠的亞基組分（α、β）得到很好的保留，而傳統(tǒng)酸法明膠亞基組分相對含量很低（小于10%），超高壓明膠中高分子量組分（亞基組分）使超高壓明膠組明膠具有較好的膠凝特性和粘彈性能。

超高壓，時間，膠原，明膠，品質(zhì)

明膠是一種重要的天然高分子化合物，以其良好的乳化性、持水性、成膜性、膠凝性等特點而廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥及化工等領(lǐng)域[1]。明膠來源于動物結(jié)締組織中的膠原蛋白，膠原蛋白屬于不溶性蛋白，其分子單位稱為原膠原，每個原膠原分子由3條α-肽鏈組成，α-肽鏈自身為α螺旋結(jié)構(gòu)，3條α-肽鏈則以平行、右手螺旋形式纏繞成“草繩狀”3股螺旋結(jié)構(gòu)[2]。膠原的明膠化是指破壞維系和穩(wěn)定膠原三螺旋結(jié)構(gòu)的非共價鍵和共價交聯(lián)，松散膠原的三螺旋結(jié)構(gòu)、破壞非螺旋結(jié)晶區(qū)，以利于后期熱處理過程中膠原亞基分子的釋放[3-4]。目前大規(guī)模應(yīng)用于生產(chǎn)的明膠制備方法是傳統(tǒng)的酸堿法，即先采用酸、堿預(yù)處理膠原原料，使之明膠化，再通過加熱破壞氫鍵和一些共價鍵，使膠原三螺旋結(jié)構(gòu)解體，轉(zhuǎn)變成可溶性明膠[5]。隨著環(huán)境保護和清潔生產(chǎn)日益受重視，傳統(tǒng)酸堿誘導(dǎo)明膠化過程中周期長、能耗大、環(huán)境污染嚴重等諸多弊端日益顯現(xiàn)。此外，酸堿作用還會導(dǎo)致肽鍵的非正常斷裂，破壞膠原亞基的完整性，進而影響成品明膠的品質(zhì)[2，5-6]。因此探索清潔高效的膠原明膠化誘導(dǎo)方法，以改進明膠傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，對我國明膠產(chǎn)業(yè)的健

康發(fā)展具有重大現(xiàn)實意義。

近年來超高壓技術(shù)被廣泛應(yīng)用于蛋白改性方面的研究中，這些研究表明高壓會影響維系蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的氫鍵、疏水作用、靜電作用、范德華力等非共價作用，破壞蛋白質(zhì)的非共價鍵平衡，并且可以增強蛋白的水化作用，改善蛋白溶解性[7-11]。這些作用與酸堿誘導(dǎo)膠原明膠化作用相一致，因此推測超高壓能夠誘導(dǎo)膠原明膠化。國內(nèi)外已有少數(shù)學(xué)者應(yīng)用超高壓誘導(dǎo)膠原明膠化制備明膠的報道，例如Gómez-Guillén等[12]及本課題組[13]曾應(yīng)用超高壓技術(shù)改進多佛箬鰨魚和巴沙魚魚皮明膠的常規(guī)酸法制備工藝，結(jié)果均顯示適當?shù)某邏侯A(yù)處理可增加明膠提取率，且超高壓條件的改變會影響產(chǎn)品品質(zhì)，但對相關(guān)機理未作進一步報道。由于目前世界明膠市場仍以哺乳動物源明膠為主，本課題組進一步優(yōu)化了超高壓制備豬皮明膠工藝，發(fā)現(xiàn)超高壓協(xié)同低濃度的鹽酸可有效誘導(dǎo)豬皮膠原明膠化，短時間的超高壓處理可顯著提高明膠的提取率和凝膠強度，但是隨著超高壓時間的延長，提取率趨于穩(wěn)定，而凝膠強度呈降低趨勢，對于相關(guān)機理尚未明確[14]。

可見，超高壓技術(shù)可應(yīng)用于制備高品質(zhì)明膠，但目前尚無相關(guān)機理的系統(tǒng)研究報道。本實驗首先從熱力學(xué)層面及分子層面研究超高壓誘導(dǎo)膠原明膠化過程中超高壓時間對膠原結(jié)構(gòu)變化的影響，進而研究超高壓時間對明膠凝膠特性和流變學(xué)特性等品質(zhì)的影響，并結(jié)合膠原明膠化過程中分子結(jié)構(gòu)變化分析影響產(chǎn)生機制。以期有效闡明超高壓時間在誘導(dǎo)膠原明膠化中的作用及其對明膠品質(zhì)的影響機理，為超高壓技術(shù)在明膠產(chǎn)業(yè)化中應(yīng)用乃至明膠清潔生產(chǎn)工藝的建立奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豬皮 購于重慶市北碚區(qū)天生麗街永輝超市，原料獲取后洗凈，刮除表層脂肪，95℃下預(yù)蒸8m in后，切成約2mm×3mm的小塊，混勻，凍藏于冰箱中備用；十二烷基硫酸鈉（SDS）、Tris、過硫酸銨（APS）、β-巰基乙醇（2-ME）、四甲基乙二胺（TEMED）、考馬斯亮藍R-250 BIO BASIC公司；30%丙烯酰胺（丙烯酰胺與甲叉雙丙烯酰胺質(zhì)量比為29∶1） 北京索萊寶科技有限公司；甘氨酸（Glycine）、溴酚藍（BPB） 生工生物工程（上海）有限公司；標準蛋白（分子量10～200ku） Fermentas公司。

JA3003B型電子天平 上海精天電子儀器有限公司；PHS-25型數(shù)顯酸度計 杭州雷磁分析儀器廠；DZ600/2S型真空包裝機 上海人民包裝股份有限公司（原上海人民儀表廠）；HPP.L3型超高壓處理設(shè)備 天津市華泰森淼生物工程技術(shù)有限公司；8002型溫控水浴鍋 北京永光明醫(yī)療儀器廠；SHZ-B型水浴恒溫振蕩器、CJ-78-1型磁力攪拌器 上海將任實驗設(shè)備有限公司；5810型臺式高速離心機 德國Eppendorf公司；101-4-S型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海躍進醫(yī)療器械廠；JYL-C022型九陽料理機 九陽股份有限公司；HX-1005型恒溫循環(huán)器 鄭州長城科工貿(mào)有限公司；TA.XT2i型物性測定儀 英國Stable M icro System公司；S-300N型DSC（差示掃描量熱儀） 德國耐馳儀器制造有限公司；DHR-1型流變儀TA公司；Power PacTM型基礎(chǔ)電泳儀 美國Bio-Rad公司；G：BOX EF型凝膠成像系統(tǒng) 英國Syngene公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 傳統(tǒng)酸法誘導(dǎo)豬皮膠原明膠化提取明膠的工藝 首先依照GB/T 14772-2008[15]對豬皮進行脫脂處理；再采用質(zhì)量分數(shù)為1%NaCl溶液浸泡以去除雜蛋白（浸泡攪拌6h，每2h換一次液）；接著按1∶10的比例加入質(zhì)量分數(shù)為1%HCl溶液浸泡20h，期間間斷攪拌，浸泡完后洗滌至接近中性以備提膠；然后按1∶3的比例加去離子水，調(diào)節(jié)pH至4.5，于60℃水浴振蕩提取6h，過濾，膠液于10000r/min離心20min，收集上清液于烘箱中70℃烘干，粉碎，得到傳統(tǒng)酸法明膠。

1.2.2 超高壓誘導(dǎo)豬皮膠原明膠化提取明膠的工藝 將去除雜蛋白后的樣品按1∶1.5添加質(zhì)量分數(shù)為1%的HCl溶液、真空包裝后在300MPa下分別進行0、5、15、30、45m in的超高壓處理，然后洗滌至接近中性，隨后進行熱力提膠，提膠條件同1.2.1。

1.3 分析方法

1.3.1 明膠化膠原的熱穩(wěn)定性分析 按照豬皮提膠的明膠化處理工藝處理豬皮，由于豬皮已經(jīng)過脫脂、除雜蛋白，其中的干物質(zhì)主要是膠原，故以所得樣品作為明膠化膠原樣品。分別取經(jīng)0～45m in超高壓處理的明膠化膠原進行DSC測定，并同傳統(tǒng)酸處理的明膠化膠原對比，分析超高壓處理時間對膠原熱穩(wěn)定性的影響。測定方法如下：稱取樣品約20mg，用鋁坩鍋封存，放入DSC儀，在氮氣氣氛下，以5℃/m in的速率從15℃升溫至120℃，記錄吸熱曲線。

1.3.2 明膠組分分析 采用SDS-PAGE垂直電泳分析超高壓明膠和傳統(tǒng)酸法明膠的亞基組成和分子量分布。6%的分離膠，5%的濃縮膠；電泳緩沖液為10×Tris-Glycine緩沖液（含0.25mol/L Tris、1.92mol/L Glycine、10g/L SDS，稀釋10倍作內(nèi)槽電泳液）；5×樣品緩沖液（含250mmol/L Tris-HCl（pH 6.8）、0.1g/m L SDS、5mg/m L BPB、0.5m L/m L甘油、0.05m L/m Lβ-巰基乙醇）；考馬斯亮藍R-250染色液（含1g/L考馬斯亮藍R-250、450m L/L甲醇）；考馬斯亮藍染色脫色液（含100m L/L冰醋酸、100m L/L甲醇）。配制1.5mg/m L的明膠溶液，按4∶1添加5×樣品緩沖液，沸水浴5min，冷卻后上樣，上樣量為15μL（Marker上樣量為10μL）。15mA恒流電泳，待溴酚藍跑到分離膠中后，電流調(diào)至25mA，電泳時間約1.5h?？捡R斯亮藍染色2h后用脫色液脫色，多次更換脫色液直至背景脫凈，然后用凝膠成像系統(tǒng)拍攝電泳圖譜，用（Version 2003.02）軟件分析圖譜。

1.3.3 明膠流變學(xué)性質(zhì)測定 采用DHR-1流變儀測定6.67%的超高壓明膠和傳統(tǒng)酸法明膠的粘彈性，分析超高壓時間對明膠粘彈性的影響。設(shè)定溫度變化速率為1℃/min，控制變量strain（%）為5，測試夾具40mm A l平板，Peltier溫度控制系統(tǒng)，板間距為1000μm，明膠樣品溶化后于流變儀上溫度由40℃

（或45℃）冷卻到5℃，在5℃下保持10m in，然后由5℃加熱到40℃（或45℃），測定彈性模量G′和粘性模量G″隨溫度掃描的變化，計算相角。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.0進行實驗數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 超高壓時間對明膠化膠原熱力學(xué)性質(zhì)的影響

DSC技術(shù)是在溫度程序的控制下，測量試樣相對于參比物的熱流速度隨溫度變化的一種技術(shù)，該技術(shù)克服DTA在計算熱量變化的困難，為獲得熱效應(yīng)的定量數(shù)據(jù)帶來很大方便。經(jīng)不同時間超高壓處理的明膠化膠原的DSC圖譜如圖1（a）所示。正如Mu等[16-17]所報道的，豬皮膠原的DSC曲線均呈現(xiàn)兩個吸熱峰，一個位于35～40℃的副吸熱峰（Ts）和一個位于45～75℃間的主吸熱峰（Tm），這可能與“三螺旋結(jié)構(gòu)-纖維形成”有關(guān)。三螺旋結(jié)構(gòu)單元（原膠原分子）通過側(cè)向和縱向連接形成膠原原纖維和膠原微纖維，三螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定主要借助其內(nèi)部多肽鏈分子間的氫鍵作用力，而膠原纖維的穩(wěn)定則借助三螺旋結(jié)構(gòu)單元之間的氫鍵作用力和共價交聯(lián)作用力；穩(wěn)定膠原纖維的三螺旋之間的氫鍵比引起膠原變性的三螺旋內(nèi)部的氫鍵更容易斷裂[16]。因此，當溫度加熱至Ts時，首先引起三螺旋之間的氫鍵斷裂，導(dǎo)致三螺旋單體發(fā)生解離，但三螺旋內(nèi)部的氫鍵作用力依然存在；進一步加熱至Tm則引起三螺旋內(nèi)部肽鏈間氫鍵作用力的減弱，導(dǎo)致三股螺旋解旋為不規(guī)則卷曲狀，膠原變性。

圖1 300MPa下超高壓預(yù)處理不同時間的豬皮膠原的DSC曲線和峰值溫度Fig.1 DSC curves and temperatures for peak maximum height of collagens from pig skin pressurized at 300MPa for different time

通過Origin 8.0軟件分析得到DSC曲線的峰值溫度如圖1（b）所示。由圖1（b）可知，各時間組的Ts間無顯著差異（p＞0.05），但Tm差異顯著（p＜0.05）。未處理組（超高壓處理時間為0）Tm值最高，超高壓組次之，對照組（傳統(tǒng)酸法明膠）最低，說明三螺旋內(nèi)部氫鍵被破壞程度：對照組＞超高壓組＞未處理組。對照組膠原經(jīng)長時間的酸浸泡，充分發(fā)生酸溶脹，三螺旋結(jié)構(gòu)被破壞程度最大，鏈間氫鍵作用大幅度減弱[5，18-20]。未處理組膠原僅在除雜蛋白過程中發(fā)生輕度溶脹，膠原三螺旋結(jié)構(gòu)被破壞程度最低，鏈間氫鍵作用得以較大程度的保留。超高壓組三螺旋內(nèi)部總體氫鍵被破壞程度居中，說明超高壓誘導(dǎo)膠原構(gòu)象的轉(zhuǎn)變，也能夠松散膠原的三螺旋結(jié)構(gòu)。超高壓降低膠原Tm值的原因在于UHP作用破壞了膠原非共價鍵平衡，導(dǎo)致膠原原始結(jié)構(gòu)伸展，立體結(jié)構(gòu)崩潰，同時促進HCl分子和水分子進入螺旋內(nèi)部，加速酸與膠原堿性基團的結(jié)合作用及水合作用，二者協(xié)同作用導(dǎo)致膠原三螺旋結(jié)構(gòu)松散，鏈間的氫鍵作用減弱[11，21]。在超高壓組中，隨著時間的延長Tm總體呈減小趨勢，但降幅不大。原因在于隨著時間延長，高壓協(xié)同低濃度HCl作用對膠原的非共價平衡的破壞作用增大，三螺旋結(jié)構(gòu)松散程度增加，鏈間的氫鍵作用減弱，Tm降低。然而由于超高壓破壞鏈間氫鍵的同時一些水合橋接（水分子介導(dǎo)的氫鍵）也會形成，這些水橋具有穩(wěn)定三螺旋結(jié)構(gòu)的作用，二者綜合作用使得三螺旋結(jié)構(gòu)被松散程度減小，Tm的降幅減小[21-22]。

前期實驗結(jié)果表明[14]，5～15m in的超高壓處理組的明膠提取率顯著高于未處理組（p＜0.05），超過15m in后，延長超高壓時間提取率沒有顯著變化（p＞0.05）。結(jié)合提取率和熱力學(xué)的研究結(jié)果，可以推測，5～15m in的超高壓處理即可顯著松散膠原三螺旋結(jié)構(gòu)，促進膠原明膠化，從而提高明膠提取率；延長超高壓時間，未能明顯提高膠原三螺旋結(jié)構(gòu)的松散程度，膠原明膠化程度變化較小。

2.2 超高壓時間對明膠亞基組成及分子量分布的影響

應(yīng)用SDS-PAGE電泳檢測明膠的亞基組成及分子量分布，結(jié)果如圖2（a）所示。可以看出，傳統(tǒng)酸法明膠的蛋白帶主要分布在70ku以下，α、β等亞基組分對應(yīng)的條帶不易辨出，這可能是由于長時間的酸處理在破壞非共價鍵平衡的同時，也破壞了膠原分子的共價鍵（包括肽鍵），導(dǎo)致膠原亞基降解。超高壓組明膠的平均分子量明顯高于傳統(tǒng)酸處理（TG），主要由100～120ku之間兩條α帶和大于200ku的β帶組成。這是因為超高壓主要破壞膠原非共價鍵平衡，而介質(zhì)酸的短時間作用又不足以破壞膠原分子的共價鍵，故亞基組分得到較大程度的保留。Gómez-Guillén等[12]報道稱高壓提取的明膠含有更多的高分子量組分，這與本研究的結(jié)果相一致。

經(jīng)Phoretix 1D軟件分析得到各明膠中α、β等高分子量組分所占比例如圖2（b）所示?？梢姡邏好髂z的α、β等亞基組分的相對含量明顯高于傳統(tǒng)酸法明膠（p＜0.05），說明超高壓作用對共價鍵特別是肽鍵的破壞作用較小，能夠較好的保持亞基的完整性。

隨超高壓處理時間由0m in延長至30m in，高分子量組分含量略有升高，至45m in時有一定下降。這可能是因為短時間的超高壓作用可以促進蛋白亞基的聚凝[23]，使得所提明膠的高分子量組分含量增大；超高壓時間延長至45min時，對于增進蛋白聚合的貢獻已經(jīng)很小，而酸對共價鍵的破壞作用增加，高分子量組分含量降低?？傮w而言，0～45min的超高壓處理對亞基組分的降解作用均較小。

圖2 明膠的SDS-PAGE電泳圖譜和亞基組分的相對含量Fig.2 SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and the relative amountof subunit components of gelatins prepared from pig skin

凝膠強度是明膠的重要功能特性，它受氨基酸組成、平均分子量與分子量分布、膠凝環(huán)境等多種因素影響[24-25]。凝膠是明膠分子在水溶液中聚集形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[2]。凝膠化過程中，肽鏈間相互交聯(lián)形成有序的類三螺旋結(jié)構(gòu)，并進一步聚集構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，高分子量組分能夠參與形成長三螺旋結(jié)構(gòu)，有利于單位體積內(nèi)交聯(lián)節(jié)點的增加，從而使凝膠結(jié)構(gòu)強化，凝膠強度提高；而低分子量組分的存在可能阻礙亞基間的聯(lián)結(jié)，且其自身需要更多的交聯(lián)來形成網(wǎng)絡(luò)，故不利于凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成與穩(wěn)定，導(dǎo)致凝膠強度降低[25-30]。

前期實驗結(jié)果表明[14]，傳統(tǒng)酸法明膠的凝膠強度較低，明顯低于超高壓組（p＜0.05），這與高分子量組分相對含量呈正相關(guān)，說明超高壓作用通過影響明膠的分子量分布而影響明膠的凝膠強度。然而，隨著超高壓時間的延長，凝膠強度呈減小趨勢[14]，與亞基組分相對含量的變化趨勢不一致。這可能是由于隨著超高壓時間延長，亞基組分相對含量變化不大，而膠原內(nèi)部酸殘留量增大，導(dǎo)致中和洗酸過程延長，成品明膠中NaCl殘留量增加，這就阻礙了短范圍的靜電相互作用，影響肽鏈間的交聯(lián)[31]。綜上所述，明

膠凝膠強度主要受分子量分布的影響，同時也受離子強度等膠凝環(huán)境條件的影響。

圖3 明膠的儲能模量（G′）、損耗模量（G″）和相角（δ）Fig.3 Elasticmodulus（G′），viscousmodulus（G″）and phase angle（δ）of gelatins

2.3 超高壓時間對明膠流變學(xué)特性的影響

流變學(xué)特性是明膠的另一個重要性質(zhì)，好的流變性能（高的膠凝/熔化溫度等）能夠拓展明膠的應(yīng)用范圍[2]。圖3顯示6.67%的明膠在由40℃（或45℃）冷卻至5℃和隨后由5℃加熱至40℃（或45℃）過程中儲能模量（G′：彈性成分）、損耗模量（G″：黏性成分）和相角（δ）的變化情況。各樣品冷卻曲線的變化趨勢相似，但膠凝溫度存在差異。隨著溫度降低，G′和G″值快速增加，表明明膠分子間交聯(lián)的快速形成、凝膠結(jié)構(gòu)強化，明膠迅速由溶液轉(zhuǎn)變成凝膠。各超高壓組明膠凝膠的G′和G″值開始升高的溫度較TG高，說明超高壓明膠凝膠起始溫度高于傳統(tǒng)酸法明膠。這是因為傳統(tǒng)酸法中存在較高含量的低分子量組分，它們高溫下分散度較大，不利于交聯(lián)區(qū)的快速形成；而超高壓明膠的亞基組分得到較好的保留，這些高分子量組分的活動性較差，在較高溫度下也能快速形成交聯(lián)區(qū)[25-30]。5℃時，所有樣品的相角都很?。é模?°），表明形成了較好的明膠凝膠。后續(xù)的加熱曲線顯示各樣品的熔化溫度存在差異，但均表現(xiàn)出快速的轉(zhuǎn)變。加熱過程中，超高壓明膠凝膠的G′和G″值開始降低的溫度較傳統(tǒng)酸法明膠高，顯示出較高的熱穩(wěn)定性，說明高分子量亞基間不僅能快速形成交聯(lián)區(qū)，且單位體積內(nèi)交聯(lián)節(jié)點更多，形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)更穩(wěn)定，這與凝膠強度的結(jié)論相一致。

由相角的快速變化可以判斷明膠的膠凝/熔化溫度[31]。一般以tan（δ）=1作為膠凝和熔化的轉(zhuǎn)折點，其對應(yīng)的溫度即為膠凝/熔化溫度[32]，由此得出各樣品的膠凝/熔化溫度如圖4所示。由于明膠凝膠在熔化過程中會吸收能量，故熔化溫度高于膠凝溫度。各超高壓組明膠的膠凝/熔化溫度明顯高于傳統(tǒng)酸法明膠（p＜0.05），這可能是由分子量及分子量分布的差異引起的。傳統(tǒng)酸法明膠亞基的降解程度較大，高分子量組分含量較低，形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定較差，粘彈性能不佳；而超高壓明膠的亞基得到較好保持，高分子量組分含量較高，形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)更穩(wěn)定，粘彈性較好[2，28]。此外，隨著時間延長，膠凝/熔化溫度基本呈現(xiàn)減小趨勢，與高分子量組分相對含量的變化趨勢不一致，可能和凝膠強度一樣，也是受離子強度（NaCl殘留程度）等膠凝環(huán)境的影響[33]。

圖4 明膠凝膠的膠凝溫度和熔化溫度Fig.4 The gelling andmelting points of gelatin gels

3 結(jié)論

本實驗通過分析超高壓時間對膠原結(jié)構(gòu)變化的影響，進而研究超高壓時間對明膠凝膠特性和流變學(xué)特性等品質(zhì)得出，短時間的超高壓處理即能顯著破壞鏈間氫鍵、松散膠原三螺旋結(jié)構(gòu)，促進膠原明膠化；超高壓具有誘導(dǎo)膠原聚合的作用，對膠原的共價鍵特別是肽鍵影響較小，因而超高壓明膠的高分子量組分含量較高；較高的高分子量有利于凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成與穩(wěn)定，所以超高壓明膠的凝膠強度、膠凝/熔化溫度等品質(zhì)指標均高于商品明膠。但隨著進一步延長時間至45m in，超高壓處理未能明顯提高膠原三螺旋結(jié)構(gòu)的松散程度；且酸對肽鍵的破壞作用增加，導(dǎo)致明膠亞基組分相對含量有所降低；隨時間的延長，品質(zhì)指標與高分子量組分含量變化趨勢也沒有明顯的一致性，所以明膠的膠凝性還會受到膠凝環(huán)境等其他因素的影響。

壓力以及傳壓介質(zhì)的種類和濃度對膠原明膠化及成品明膠品質(zhì)的影響機制尚需進一步明確。

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Effects of pressure level on collagen gelatinizing and propertiesof extracted gelains

HUANG Dan-dan1，MA Liang1，2，ZHOU Meng-rou1，LIU Yi1，ZHANG Yu-hao1，2，*
（1.College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400715，China；2.National Food Science and Engineering Experimental Teaching Center，Southwest University，Chongqing 400715，China）

The effects of ultra-high pressure （UHP） （300MPa） pretreatment on collagen gelatinizing and thequality of resultant gelatin was investigated in different times（from 0 to 45 minutes） with 1%（w/v） hydrochloricacid as transmission medium. With the study of collagen thermal stability and the finished gelatin’s molecularweight distribution，viscoelastic properties and rheological properties. The results showed that the pressurizedcollagens were more thermostable than the one pretreated at ordinary pressure，but less than the untreated（theUHP time was 0）. While in the foregoing study，the UHP pretreatment found lower thermal stability，high extractionrate of gelatin，which showed ultra-high pressure could disrupt hydrogen bonds between chains，loose collagentriple helix collagen gelatin and contribute to gelatinizing. The pressurized collagens gelatin preserved subunitcomponent （α，β） than the traditional method （less than 10%） ，and the well-preserved subunit made thepressurized collagens owned good high pressure gelling properties and viscoelastic properties.

ultra-high pressure；time；collagen；gelatin；quality

TS209

：A

：1002-0306（2014）16-0109-06

10.13386/j.issn1002-0306.2014.16.015

2013－12－19 *通訊聯(lián)系人

黃丹丹（1991-），女，在讀碩士研究生，研究方向：食品科學(xué)與工程。

國家自然科學(xué)基金項目（31301425）；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費重點項目（XDJK2011B001）。