張琳琳，陳 俊,2，翁武銀,2*

（1.集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，福建 廈門(mén) 361021；2.廈門(mén)市海洋功能食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門(mén) 361021）

熱處理對(duì)羅非魚(yú)皮酸溶性膠原性質(zhì)的影響

張琳琳1，陳 俊1,2，翁武銀1,2*

（1.集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，福建 廈門(mén) 361021；2.廈門(mén)市海洋功能食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門(mén) 361021）

考察熱處理時(shí)間對(duì)羅非魚(yú)皮酸溶性膠原（acid-soluble collagen，ASC）理化性質(zhì)和成膜能力的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，熱處理時(shí)間對(duì)膠原的紫外吸收和分子質(zhì)量分布沒(méi)有明顯影響；隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，ASC的比濃黏度發(fā)生下降，變性溫度和熱轉(zhuǎn)變溫度分別從32.6 ℃和38.15 ℃下降至27.0 ℃和29.19 ℃。濁度實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)ASC在42 ℃條件下熱處理超過(guò)10 min后，ASC不具備成纖維能力。而且，熱變性的膠原還會(huì)阻礙天然膠原的纖維形成。另一方面，隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，膠原膜的抗拉伸強(qiáng)度從30.81 MPa增加至41.33 MPa，斷裂延伸率從8.95%增加至11.59%，透明度值從2.42增加至3.33。根據(jù)掃描電子顯微鏡觀(guān)察的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)膠原膜的纖維狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)隨著熱處理逐漸轉(zhuǎn)變成類(lèi)似皺紋的紋理結(jié)構(gòu)。以上研究結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)熱變性后，羅非魚(yú)皮ASC的成纖維能力下降，但成膜能力卻出現(xiàn)上升。

酸溶性膠原；熱處理；成纖維能力；成膜能力；羅非魚(yú)皮

膠原具有良好的生物相容性、低免疫原性和成膜性能等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、生物材料和化妝品行業(yè)中[1-3]。由于瘋牛病、口蹄疫、禽流感等不斷爆發(fā)，以及宗教信仰的原因，利用水生動(dòng)物組織提取的膠原逐漸受到關(guān)注[4]。

天然的膠原具有獨(dú)特的三螺旋結(jié)構(gòu)，膠原分子間形成的特殊共價(jià)交聯(lián)對(duì)膠原纖維起到穩(wěn)定作用。當(dāng)膠原受熱變性后，氫鍵被破壞，三螺旋結(jié)構(gòu)向無(wú)規(guī)則卷曲轉(zhuǎn)變[5]。明膠是膠原通過(guò)熱變性衍生而來(lái)的，明膠蛋白也就是變性的膠原，但結(jié)構(gòu)和性能明顯不同于天然的膠原。草魚(yú)皮膠原溶液在40 ℃條件下熱處理30 min后可以得到完全變性的膠原[6]，Karayannakidis等[7]利用40 ℃熱水可以從金槍魚(yú)皮中浸提得到明膠。李國(guó)英等[8]比較了膠原與其明膠的性質(zhì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有膠原在模擬生理?xiàng)l件下通過(guò)自組裝形成纖維，表明膠原具有很好的成膜能力。有研究報(bào)道，羅非魚(yú)皮膠原蛋白膜的抗拉伸強(qiáng)度（tensile strength，TS）和斷裂延伸率（elongation at break，EAB）分別為51.24 MPa和36.71%[9]，而利用羅非魚(yú)皮明膠制備的蛋白膜，其TS和EAB卻高達(dá)67.72 MPa和29.97%[10]，表明明膠的成膜能力有可能高于膠原。然而，由于膜的制備時(shí)選用的溶劑不一樣，膜的性能缺乏可比性，因此有必要深入考察不同變性程度的魚(yú)皮膠原在同一溶劑體系下的成膜性能。

本研究利用羅非魚(yú)皮提取酸溶性膠原（acid-soluble collagen，ASC），通過(guò)考察熱變性時(shí)間對(duì)ASC理化性質(zhì)的影響，研究變性程度對(duì)膠原膜性質(zhì)的影響，為比較魚(yú)皮膠原與明膠在成膜機(jī)制上的差異提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

尼羅羅非魚(yú)皮 寧德市夏威食品有限公司；氫氧化鈉、無(wú)水乙醇、氯化鈉（均為分析純） 西隴化工股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀 美國(guó)Food Technology公司；Q2000差示掃描量熱儀（differential scanning calorimeter，DSC） 美國(guó)TA儀器公司；S-4800掃描電子顯微鏡日本東京日立制造所；UV-8000A紫外分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 魚(yú)皮ASC的提取

ASC參照Tang Lanlan等[9]報(bào)道的方法在4 ℃條件下進(jìn)行提取。冰水漂洗干凈的魚(yú)皮用0.1 mol/L NaOH溶液（料液比1∶10，m/V）浸泡36 h、冰水漂洗；用10%（V/V）正丁醇溶液浸泡（料液比1∶10，m/V）24 h、冰水漂洗；利用30 倍原料質(zhì)量0.5 mol/L的乙酸溶液提取72 h；通過(guò)15 000×g離心20 min，在獲得的上清液中加入NaCl至終濃度為2.3 mol/L，15 000×g離心20 min，獲得的沉淀利用0.5 mol/L乙酸溶解后用0.1 mol/L乙酸透析24 h，最后用蒸餾水透析至中性，所得膠原溶液冷凍干燥后保存在－18 ℃，供以下實(shí)驗(yàn)使用。

1.3.2 膠原的熱處理

將凍干后的膠原溶于0.5 mol/L的乙酸溶液中，配制成蛋白質(zhì)量濃度為10 mg/mL的溶液。將得到的膠原溶液分別在42 ℃條件下水浴攪拌0、5、10、20、40、80 min后，迅速用冰水冷卻，在4 ℃條件下用透析袋（截留分子質(zhì)量大于14 ku）經(jīng)0.1 mol/L 乙酸透析、蒸餾水透析后，通過(guò)冷凍干燥獲得熱處理時(shí)間（0、5、10、20、40、80 min）不同的膠原。

1.3.3 紫外吸收光譜

膠原樣品利用0.1 mol/L乙酸溶液溶解后，配成蛋白質(zhì)量濃度為1 mg/mL的膠原溶液，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定樣品在波長(zhǎng)190～400 nm間的吸收光譜。

1.3.4 SDS-PAGE

膠原樣品用含2% SDS、8 mol/L尿素、20 mmol/L Tris-HCl（pH 8.8）的蛋白變性劑溶解，溶解的蛋白根據(jù)Laemmli[11]報(bào)道的方法進(jìn)行十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）分析。標(biāo)準(zhǔn)蛋白分子質(zhì)量范圍為10～200 kD。

1.3.5 黏度和熱變性溫度

膠原溶液的黏度參照Tang Lanlan等[9]報(bào)道的方法進(jìn)行測(cè)定。膠原樣品利用0.1 mol/L乙酸調(diào)制成蛋白質(zhì)量濃度為1 mg/mL的膠原溶液（c），在10～45 ℃條件下測(cè)定膠原溶液從烏氏黏度計(jì)中的流出時(shí)間（t），同時(shí)也在相同條件下測(cè)定0.1 mol/L乙酸溶液的流出時(shí)間（t0）。特性黏度ηsp和比濃黏度ηre分別按公式（1）、（2）進(jìn)行計(jì)算：

膠原的變性溫度（Td）是膠原溶液比濃黏度變化一半時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度。

同時(shí)，參照J(rèn)ia Yuanjun等[12]報(bào)道的方法利用DSC對(duì)膠原的熱轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行測(cè)定。將凍干的膠原樣品以1∶40（m/V）的比例溶脹于蒸餾水中，準(zhǔn)確稱(chēng)取15 mg左右的溶脹樣品利用DSC進(jìn)行測(cè)定。掃描溫度范圍為0～60 ℃，升溫速率為2 ℃/min，用空的鋁坩堝作為參照。

1.3.6 濁度實(shí)驗(yàn)

膠原溶液的濁度測(cè)定參照Li Yupin等[13]報(bào)道的方法并稍作修改。膠原樣品利用0.5 mol/L乙酸溶液調(diào)制成蛋白質(zhì)量濃度為1 mg/mL的膠原溶液，在4 ℃條件下用0.1 mol/L的磷酸鹽緩沖液（含0.15 mol/L NaCl，pH 7.4）透析24 h后，利用紫外分光光度計(jì)檢測(cè)膠原溶液在30 ℃條件下313 nm波長(zhǎng)處吸光度隨時(shí)間的變化。按照同樣的方法還考察了添加20%變性膠原對(duì)膠原溶液濁度的影響。

1.3.7 膠原膜的制備

膠原膜參考唐蘭蘭等[14]報(bào)道的方法并做適當(dāng)?shù)男薷?。取熱處理后的膠原溶液制備膠原膜，添加膠原質(zhì)量20%的甘油混合、脫泡后，在溫度（25±1）℃、相對(duì)濕度為（50±5）%條件下干燥制備成膠原膜，供以下實(shí)驗(yàn)使用。1.3.8 膠原膜性質(zhì)的測(cè)定

1.3.8.1 微觀(guān)結(jié)構(gòu)分析

膜的微觀(guān)結(jié)構(gòu)分析根據(jù)Tang Lanlan等[9]報(bào)道的方法。將充分脫水的膠原膜固定在樣品臺(tái)上，經(jīng)表面鍍金后采用掃描電子顯微鏡進(jìn)行觀(guān)察。

1.3.8.2 機(jī)械性能的測(cè)定

膠原膜的機(jī)械性能參考翁武銀等[15]報(bào)道的方法進(jìn)行測(cè)定。膠原膜用厚度計(jì)測(cè)定其厚度后，利用TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀對(duì)膜樣品進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)。膜的TS和EAB按照以公式（3）、（4）進(jìn)行計(jì)算：

式中：F為膜斷裂時(shí)承受的最大張力/N；S為膜的橫斷面積/m2。

式中：E為膜斷裂時(shí)被拉伸的長(zhǎng)度/mm；L為膜的初始長(zhǎng)度/mm，30 mm。

1.3.8.3 顏色和透光率的測(cè)定

膠原膜的顏色利用WSC-S測(cè)色色差計(jì)進(jìn)行測(cè)定。顏色以參數(shù)L*（黑-白）、a*（綠-紅）、b*（藍(lán)-黃）的值表示。其中標(biāo)準(zhǔn)白板的參數(shù)值為：L*=91.86，a*=－0.88，b*=1.42。

膠原膜的透光率和透明度值按照Hoque等[16]報(bào)道的方法利用紫外分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。將膜樣品貼于比色槽外，在200～800 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)測(cè)定其透光率，以空氣作空白對(duì)照，每種膜樣品做3 個(gè)平行。膠原膜的透明度值按公式（5）進(jìn)行計(jì)算：

式中：T600nm為膜在600 nm波長(zhǎng)處的透光率；L為膜的厚度/mm。透明度值越高，表示膠原膜越不透明。1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用SPSS 17.0軟件對(duì)文中所得數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析（ANOVA），顯著性檢驗(yàn)方法為Duncan多重檢驗(yàn)，顯著水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱處理時(shí)間對(duì)羅非魚(yú)皮ASC紫外吸收光譜的影響

圖 1 羅非魚(yú)皮ASC的紫外吸收光譜Fig. 1 UV spectra of ASC extracted from tilapia skin

圖1是羅非魚(yú)皮ASC在波長(zhǎng)為200～400 nm的紫外吸收光譜，可知，羅非魚(yú)皮ASC最大吸收峰在225 nm波長(zhǎng)處，符合膠原的紫外吸收特征，類(lèi)似于Zeng Shaokui等[17]報(bào)道的結(jié)果。然而，羅非魚(yú)皮ASC在42 ℃條件下熱處理5～80 min后，膠原溶液的紫外吸收光譜都沒(méi)有發(fā)生明顯的變化（圖1）。

2.2 羅非魚(yú)皮ASC的SDS-PAGE分析

圖 2 熱處理時(shí)間對(duì)羅非魚(yú)皮ASC蛋白組分的影響Fig. 2 SDS-PAGE analysis of tilapia skin ASC subjected to thermal treatment for different times

利用SDS-PAGE考察了熱處理時(shí)間對(duì)羅非魚(yú)皮ASC蛋白組分的影響，結(jié)果如圖2所示。羅非魚(yú)皮ASC主要由α1、α2肽鏈，以及β肽鏈和γ肽鏈組成，這與報(bào)道的草魚(yú)皮[18]、狹鱈魚(yú)皮[19]、鯰魚(yú)皮[20]等提取的ASC結(jié)果類(lèi)似。然而，根據(jù)圖2結(jié)果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)熱處理時(shí)間對(duì)羅非魚(yú)皮ASC的組分產(chǎn)生明顯的影響。

2.3 熱處理時(shí)間對(duì)羅非魚(yú)皮ASC黏度和熱變性溫度的影響

熱處理時(shí)間對(duì)羅非魚(yú)皮ASC的比濃黏度的影響結(jié)果如圖3所示。在檢測(cè)溫度低于25 ℃時(shí)，羅非魚(yú)皮ASC的比濃黏度為28.9 dL/g，當(dāng)測(cè)定溫度高于30 ℃時(shí)，比濃黏度出現(xiàn)急劇下降，在40 ℃時(shí)趨于穩(wěn)定。這主要是隨著溫度的升高，溶液中膠原分子間的氫鍵發(fā)生斷裂，三螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)生解離、膠原發(fā)生明膠化[21-23]，結(jié)果導(dǎo)致黏度下降。當(dāng)羅非魚(yú)皮ASC經(jīng)過(guò)5 min熱處理后，膠原溶液的比濃黏度隨溫度變化的趨勢(shì)雖然沒(méi)有明顯變化，但檢測(cè)溫度低于25 ℃條件下的比濃黏度顯著低于未經(jīng)熱處理的樣品。隨著熱處理時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)，膠原溶液的比濃黏度隨溫度升高出現(xiàn)的轉(zhuǎn)折逐漸變得不明顯，推測(cè)在42 ℃條件下熱處理10 min后羅非魚(yú)皮膠原就完全變性。膠原的熱變性是膠原三螺旋結(jié)構(gòu)解離轉(zhuǎn)變成無(wú)規(guī)則卷曲，導(dǎo)致膠原溶液的黏度發(fā)生下降，通?？梢岳媚z原溶液比濃黏度變化一半時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度作為膠原的變性溫度（Td）[24]。根據(jù)比濃黏度變化（圖3），經(jīng)過(guò)0、5、10、20、40、80 min熱處理的羅非魚(yú)皮ASC的Td分別為32.6、32.5、30.3、27.3、27.2 ℃和27.0 ℃。

圖 3 熱處理對(duì)羅非魚(yú)皮ASC比濃黏度的影響Fig. 3 Effect of thermal treatment time on specif i c viscosity of ASC from tilapia skin

圖 4 羅非魚(yú)皮ASC的DSC曲線(xiàn)Fig. 4 DSC thermograms of ASC from tilapia skin

另一方面，利用DSC對(duì)羅非魚(yú)皮ASC的熱轉(zhuǎn)變溫度（Tm）進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖4所示。未經(jīng)熱處理的ASC的Tm為38.15 ℃，低于Komsa-Penkova等[25]報(bào)道的牛皮膠原的Tm（40.8 ℃）。熱處理5 min的ASC在DSC曲線(xiàn)上出現(xiàn)兩個(gè)明顯的峰，波峰的溫度分別是28.86 ℃和39.24 ℃，分別代表完全變性膠原和未變性膠原的Tm，表明羅非魚(yú)皮ASC經(jīng)過(guò)5 min熱處理后還沒(méi)有完全變性。然而，進(jìn)一步延長(zhǎng)熱處理時(shí)間，得到的變性ASC在DSC曲線(xiàn)上都只出現(xiàn)一個(gè)波峰，它們的Tm集中分布在29.2～29.3 ℃（圖4）。這些結(jié)果再次表明羅非魚(yú)皮ASC在42 ℃條件下熱處理10 min后就完全變性。

2.4 羅非魚(yú)皮ASC濁度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖 5 羅非魚(yú)皮ASC的濁度-時(shí)間曲線(xiàn)Fig. 5 Turbidity-time curves of ASC from tilapia skin

在自組裝過(guò)程中，膠原溶液的濁度會(huì)隨著膠原纖維的形成而增加[26]。因此，檢測(cè)了羅非魚(yú)皮ASC的濁度-時(shí)間曲線(xiàn)變化，結(jié)果如圖5a所示。未經(jīng)熱處理的ASC的成纖維過(guò)程可以分為3 個(gè)階段：第1階段是遲滯期，溶液的濁度基本上無(wú)變化；第2階段是增長(zhǎng)期，濁度快速增加；第3階段是成熟期，濁度基本恒定，此時(shí)膠原纖維的三維結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成。這與Yan Mingyan等[27]報(bào)道的現(xiàn)象一致。當(dāng)ASC經(jīng)過(guò)5 min熱處理后，成纖維的遲滯期和增長(zhǎng)期出現(xiàn)明顯延長(zhǎng)，而且3 個(gè)階段的界限變得較模糊。當(dāng)ASC的熱處理時(shí)間超過(guò)10 min后，膠原溶液的濁度不再隨時(shí)間發(fā)生變化（圖5a），表明完全變性的膠原不具備成纖維能力。另一方面，當(dāng)羅非魚(yú)皮ASC中添加了20%的不同時(shí)間熱處理的變性膠原（圖5b），結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加的變性膠原熱處理時(shí)間越長(zhǎng)，ASC的成纖維能力越弱，表明熱變性的膠原不僅不具備成纖維能力，還會(huì)阻礙未變性膠原的纖維形成。賈媛君[28]也報(bào)道了類(lèi)似的現(xiàn)象，青魚(yú)皮膠原的體外自組裝能力與膠原的變性程度具有一定的相關(guān)性，完全變性的膠原會(huì)喪失體外組裝能力。

2.5 熱處理時(shí)間對(duì)羅非魚(yú)皮ASC膠原膜性質(zhì)的影響

2.5.1 微觀(guān)結(jié)構(gòu)

由圖6可知，利用天然膠原制備的蛋白膜其表面呈現(xiàn)出明顯的纖維狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（圖6a）。當(dāng)膠原經(jīng)過(guò)5 min熱處理時(shí)，制備的蛋白膜表面纖維狀結(jié)構(gòu)開(kāi)始出現(xiàn)模糊（圖6b）。當(dāng)膠原經(jīng)過(guò)10 min熱處理后，蛋白膜表面逐漸出現(xiàn)類(lèi)似皺紋的紋理結(jié)構(gòu)（圖6c）。而且伴隨熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，這種類(lèi)似皺紋的紋理結(jié)構(gòu)逐漸增加、密集（圖6d～f）。這可能是成膜溶液在干燥過(guò)程中，表面與內(nèi)部水分蒸發(fā)不同步造成的。也可能是天然膠原受熱發(fā)生變性，膠原的三螺旋結(jié)構(gòu)逐漸打開(kāi)，形成無(wú)規(guī)則線(xiàn)鏈狀分子[29]，在干燥過(guò)程中相互之間更容易纏繞在一起，有利于形成致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，今后將利用透射電子顯微鏡對(duì)膜的內(nèi)部微觀(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究。

圖 6 羅非魚(yú)皮ASC膜的SEM圖Fig. 6 SEM micrographs of ASC fi lm prepared from tilapia skin

2.5.2 機(jī)械性能

表 1 熱處理時(shí)間對(duì)膠原膜機(jī)械性能的影響Table 1 Effect of thermal treatment time on mechanical properties of collagen fi lms

熱處理時(shí)間對(duì)羅非魚(yú)皮膠原膜機(jī)械性能的影響如表1所示。與未經(jīng)熱處理的膠原制備的蛋白膜比較，利用熱處理5 min的膠原制備的蛋白膜其TS沒(méi)有發(fā)生顯著變化。然而，隨著熱處理時(shí)間延長(zhǎng)，膠原膜的TS出現(xiàn)一定程度的上升。另一方面，伴隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，膠原膜的EAB出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在熱處理10 min時(shí)蛋白膜的EAB達(dá)到最大值。雖然變性膠原在溶液中無(wú)法形成纖維，但是膠原經(jīng)過(guò)熱處理后，分子間的氫鍵發(fā)生斷裂，三螺旋結(jié)構(gòu)逐漸解離，可以更均勻地分散在成膜溶液中，隨著成膜溶液水分的蒸發(fā)，均勻分散的膠原分子更有利于聚集形成致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（圖5），結(jié)果使膜的機(jī)械性能得到增強(qiáng)（表1）。也有研究發(fā)現(xiàn)明膠溶液在干燥成膜過(guò)程中可以發(fā)生部分復(fù)性形成三股螺旋結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高膜的機(jī)械強(qiáng)度[30-31]。

2.5.3 顏色和透光率

表 2 熱處理時(shí)間對(duì)膠原膜的顏色和透明度的影響Table 2 Effect of thermal treatment time on color parameters and transparency of collagen fi lms

熱處理時(shí)間對(duì)羅非魚(yú)皮膠原膜的顏色和透明度的影響如表2所示。隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，膠原膜的a*值沒(méi)有發(fā)生顯著變化，而L*值和b*值都出現(xiàn)一定程度的增加。另一方面，蛋白膜的透明度值也隨著膠原熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)也出現(xiàn)一定程度的增加，表明膠原膜越不透明，這可能是熱處理的膠原在干燥成膜時(shí)蛋白分子更容易聚集在一起，導(dǎo)致單位面積內(nèi)的蛋白分子數(shù)目相對(duì)增多，使光線(xiàn)不易透過(guò)，導(dǎo)致蛋白膜的透光性能下降。

3 結(jié) 論

熱處理時(shí)間對(duì)羅非魚(yú)皮酸溶性膠原的紫外吸收和蛋白組成沒(méi)有明顯影響。然而，伴隨熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，膠原的比濃黏度和熱變性溫度均出現(xiàn)下降。當(dāng)熱處理時(shí)間超過(guò)10 min時(shí)，膠原就失去成纖維能力。另一方面，隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，制備的蛋白膜機(jī)械性能和透明度值都出現(xiàn)一定程度上升，膜的纖維狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變成類(lèi)似皺紋的紋理結(jié)構(gòu)。

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Effect of Thermal Treatment on the Properties of Acid-Soluble Collagen from Tilapia Skin

ZHANG Linlin1, CHEN Jun1,2, WENG Wuyin1,2,*
(1. College of Food and Biological Engineering, Jimei University, Xiamen 361021, China; 2. Xiamen Key Laboratory of Marine Functional Food, Xiamen 361021, China)

The effect of thermal treatment time on physicochemical properties and film-forming ability of acid-soluble collagen (ASC) from tilapia skin was investigated. No significant difference in UV absorption or molecular weight distribution?of?ASC?was?observed?during?thermal?treatment.?With?increasing?thermal?treatment?time,?the?specif i c?viscosity?of ASC was decreased, and the denaturation temperature and thermal transition temperature were decreased from 32.6 to 27.0 ℃ and from 38.15 to 29.19 ℃, respectively. When thermal treatment time was more than 10 min at 42 ℃, The results of turbidity experiments indicated that the ASC did not possess fibril-forming ability after 10 min treatment at 42 ℃. Furthermore, the fibril formation of natural collagen was also hindered by thermally denatured collagen. On the other hand,?the?tensile?strength?of?collagen?f i lms?was?increased?from?30.81?to?41.33?MPa,?the?elongation?at?breaks?from?8.95% to 11.59%, and the transparency value from 2.42 to 3.33 with increasing thermal treatment time. Based on the results of scanning?electron?microscopy,?it?was?found?that?the?f i brous?structure?of?collagen?f i lms?was?gradually?converted?to?a?wrinklelike?structure?during?thermal?treatment.?From?the?above?results,?it?could?be?concluded?that?the?f i bril-forming?ability?of?ASC?from?tilapia?skins?was?decreased?after?thermal?denaturation,?while?the?f i lm-forming?ability?was?increased.

acid-soluble collagen; thermal treatment; fi bril-forming ability; fi lm-forming ability; tilapia skin

10.7506/spkx1002-6630-201705013

TS254.9

A

1002-6630（2017）05-0080-06

張琳琳, 陳俊, 翁武銀. 熱處理對(duì)羅非魚(yú)皮酸溶性膠原性質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(5): 80-85. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201705013. http://www.spkx.net.cn

ZHANG Linlin, CHEN Jun, WENG Wuyin. Effect of thermal treatment on the properties of acid-soluble collagen from tilapia skin[J]. Food Science, 2017, 38(5): 80-85. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201705013. http://www.spkx.net.cn

2016-04-05

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31271984；31571835）；福建省杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目（2014J06013）；

廈門(mén)市海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目（14CZP031HJ05）；福建省海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范項(xiàng)目（2014FJ05）

張琳琳（1992—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)樗a(chǎn)品加工。E-mail：812455717@qq.com

*通信作者：翁武銀（1974—），男，教授，博士，研究方向?yàn)樗a(chǎn)加工及其副產(chǎn)物綜合利用。E-mail：wwymail@jmu.edu.cn