孫樂常，趙阿云，杜 瀚，翁 凌，繆 松，曹敏杰,

（1.集美大學海洋食品與生物工程學院，福建廈門 361021；2.海洋食品精深加工關鍵技術省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，大連工業(yè)大學，遼寧大連 116034；3.水產(chǎn)品深加工技術國家地方聯(lián)合工程研究中心，集美大學，福建廈門 361021；4.愛爾蘭農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)與食品發(fā)展局Teagasc食品研究中心，科克 999014）

明膠是膠原蛋白的變性產(chǎn)物，由于其獨特的功能特性而被廣泛應用于食品、制藥和化妝品等領域[1]。一般來說，商業(yè)明膠主要是以豬、牛等哺乳動物的皮和骨為原料制得。然而哺乳動物來源的明膠存在牛海綿狀腦病（TSE）和口蹄疫（FMD）等人畜共患疾病的安全風險以及宗教信仰的使用限制，使其在食品領域中的應用受到一定程度的影響[2]。相比之下，利用水產(chǎn)動物副產(chǎn)物（如：魚皮、魚鱗、魚骨等）制備明膠，不僅具有良好的安全性與接受度，還有利于副產(chǎn)物的高值化利用，具有廣闊的市場應用前景。

商業(yè)明膠的制備主要包括原料的預處理和提取明膠兩部分：在預處理階段，不僅可以去除樣品表面的非膠原蛋白，還可以破壞穩(wěn)定膠原蛋白結(jié)構(gòu)的共價鍵，使膠原纖維發(fā)生溶脹，促進其溶解，從而提高明膠提取效率[3]。在提取階段，通過45 ℃以上的水浴加熱使膠原蛋白受熱水解，導致膠原分子的螺旋結(jié)構(gòu)更多地向無規(guī)則線圈轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生松散卷曲的明膠多肽鏈，轉(zhuǎn)化為可溶性明膠[4]。魚骨和魚皮作為水產(chǎn)品大規(guī)模工業(yè)化加工過程中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物，往往殘留魚肉或油脂，且骨骼中含有40%左右的無機礦物質(zhì)，需要進行必要的預處理以提高明膠提取率和純度。常用的預處理方式主要有酸處理和堿處理，其相應得到的明膠也分別被稱為酸法明膠（A型明膠）和堿法明膠（B型明膠）。Hao等[5]比較了氫氧化鈣和醋酸溶液不同預處理對西伯利亞鱘魚（Acipenser baeri）魚皮明膠的理化特性，發(fā)現(xiàn)氫氧化鈣和醋酸結(jié)合的預處理方式制得的明膠特性最好。Ali等[6]發(fā)現(xiàn)硫酸/乙酸預處理結(jié)合超聲波預處理可以有效地提高金鯽魚（Probarbus jullieni）魚皮明膠的提取效率和凝膠特性。由此可見，酸/堿預處理對明膠的理化特性與凝膠特性具有重要影響。針對魚骨或魚皮明膠的提取，目前國內(nèi)外研究已有較多報道，如：于淑池等[7]研究了提取工藝對金鯧魚（Trachinotus ovatus）魚骨明膠性質(zhì)影響；Muyonga 等[8]則對比了尼羅河鱸魚（Lates niloticus）魚皮和魚骨明膠的理化特性；Mi等[9]研究了酶法輔助提取對阿拉斯加狹鱈（Theragra chalcogramma）和黃鰭金槍魚（Limanda aspera）魚骨明膠特性的影響。這些研究主要圍繞提取工藝對明膠性質(zhì)的影響以及不同來源明膠的性質(zhì)對比等方面，而對比酸和堿處理后魚骨明膠的差異則鮮有報道。

鰻鱺是我國重要的經(jīng)濟水產(chǎn)養(yǎng)殖品種之一，隨著養(yǎng)殖和加工技術的進步，我國已成為世界鰻魚制品（以烤鰻為主）的出口基地。福建是我國鰻魚制品的出口大省，2019年福建省鰻魚產(chǎn)量10.14萬噸，占全國鰻魚養(yǎng)殖總產(chǎn)量的43.31%，2018年福建省烤鰻出口量為2.0萬噸，占當年中國烤鰻出口量的51.28%[10]?？决犜诩庸み^程中會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物，其中魚骨可占鰻魚總重的10%。鰻魚骨中含有豐富的膠原蛋白，是制備膠原蛋白和明膠的理想原料。

本研究以我國當前主要的鰻鱺養(yǎng)殖品種——美洲鰻鱺（Anguilla rostrata）為對象，研究酸/堿預處理對美洲鰻鱺魚骨明膠理化特性及其凝膠性質(zhì)的影響，旨在為鰻魚骨的明膠制備與品質(zhì)控制提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

美洲鰻鱺魚骨 福建省漢德（武夷山）食品有限公司提供；十二烷基硫酸鈉（SDS）、羥脯氨酸 標準品，美國Sigma公司；異丙醇、氫氧化鈉、鹽酸 國藥集團化學試劑有限公司。

HD-E702-100T高低溫交變試驗箱 海達儀器有限公司；恒溫水浴鍋 廈門精藝工業(yè)科技有限公司；Alpha 1-4 LD plus冷凍干燥機 德國CHRIST公司；NamoPhotometer超微量分光光度計 德國IMPLEN公司；Mini-PROTEAN蛋白質(zhì)電泳裝置美國Bio-Rad公司；G:BOX凝膠成像儀 英國Syngene公司；Phenom Pro臺式掃描電子顯微鏡荷蘭Phenom World Pr公司；TA.XTPLUS質(zhì)構(gòu)儀美國TA Instruments儀器；NICOLET傅里葉紅外光譜分析儀 Thermo SCIENTIFIC公司；DHR-1流變儀 美國TA Instruments儀器公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 美洲鰻鱺魚骨明膠的制備

1.2.1.1 美洲鰻鱺魚骨預處理 魚骨預處理參考Bandeira[11]和Abedinia[12]等的方法并做適當修改。將解凍好的美洲鰻鱺魚骨放置溫度為27 ℃、濕度為10%的干燥箱中冷風風干至水分含量低于10%，用粉碎機粉碎成骨粉，在?20 ℃儲存?zhèn)溆?。在兩個燒杯中分別稱取100.0±0.1 g的魚骨粉，分別加入料液比為1:10（w/v）的濃度為0.1 mol/L NaOH溶液和0.6 mol/L HCl溶液。在4 ℃下緩慢攪拌處理24 h，每隔6 h更換一次處理液。處理結(jié)束后，用蒸餾水反復洗滌鰻鱺魚骨殘渣，直至洗滌水的pH呈中性。由于鰻魚油脂較多，酸或堿處理后用10%的異丙醇進行脫脂處理24 h，每隔12 h更換一次溶液。脫脂結(jié)束后用蒸餾水進行沖洗，瀝干備用。

1.2.1.2 魚骨明膠的提取 稱取處理好的鰻鱺骨粉于燒杯中，加入料液比為1:5（w/v）的蒸餾水，并置于60 ℃水浴鍋中提取4 h[13]。提取結(jié)束后，樣品用雙層絹布過濾，收集濾液，進行真空冷凍干燥。凍干樣分別命名為AG60和BG60（G表示明膠；A表示酸預處理；B表示堿預處理），儲存于?20 ℃?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 魚骨明膠得率測定 參考Mi等[9]的方法，將處理后的鰻鱺魚骨在27 ℃的烘箱中烘干至水分含量低于5%，稱重，記錄前處理魚骨的干量。冷凍干燥后的明膠進行稱重，記錄干重。鰻鱺魚骨明膠提取率的計算公式為：

1.2.3 羥脯氨酸含量測定 明膠中的羥脯氨酸含量按照 Woessner等[14]的方法進行測定。稱取20 mg的明膠凍干樣，加入3 mL濃度為6 mol/L的鹽酸，在130 ℃下水解4 h，冷卻后倒入小燒杯中，滴入甲基紅試劑一滴，隨后加入1 mL檸檬酸緩沖液和1 mL綠胺T，混勻后室溫下反應10 min。加入1 mL濃度為3.5 mol/L的高氯酸，室溫下反應10 min，加入發(fā)色劑1 mL，在65 ℃水浴反應20 min，冷卻至室溫后在560 nm下側(cè)吸光值。以羥脯氨酸為標準品，繪制標準曲線進行定量分析。

1.2.4 魚骨明膠凝膠強度測定 鰻鱺魚骨明膠凝膠強度的測定參考Tan等[15]的方法并做適當修改。稱取鰻鱺魚骨明膠0.667 g 置于燒杯中，加入10 mL蒸餾水，在60 ℃水浴至充分溶解，制備濃度為6.67%的明膠溶液。在4 ℃冰箱內(nèi)放置16～18 h直至形成明膠凝膠。在室溫下快速用TA.XTPLUS質(zhì)構(gòu)儀測定其凝膠強度，采用型號為p/5 s的球形探頭，設置測試速度為0.5 mm/s，觸發(fā)力為5 gf，當質(zhì)構(gòu)儀的探頭下壓至6 mm，凝膠對探頭的最大反作用力就是凝膠強度（g）。

1.2.5 SDS-PAGE分析 參照Laemmli[16]的方法做適當修改，進行魚骨明膠SDS-PAGE電泳分析。稱取適量明膠凍干樣溶解于蒸餾水中，配制樣品濃度為2 mg/mL的明膠溶液，按照樣品與緩沖液的比例為3:1，將樣品SDS化。濃縮膠和分離膠丙烯酰胺濃度分別為4%和8%，在10 mA電流下進行電泳。待電泳結(jié)束后，通過考馬斯亮藍R-250染液進行染色，再用30%（v/v）甲醇和10%（v/v）乙酸溶液進行脫色，利用凝膠成像儀拍照。

1.2.6 魚骨明膠紫外全波掃描 使用Namo Photometer超微量分光光度計測定魚骨明膠的紫外-可見光吸收光譜。使用蒸餾水配制濃度為0.5 mg/mL的明膠溶液，在200～400 nm的范圍內(nèi)進行全波長掃描，蒸餾水為參考。

1.2.7 魚骨明膠紅外光譜掃描 在干燥條件下，取適量分析純KBr研磨壓片，作為掃描背景。取1 mg魚骨明膠凍干樣和100 mg KBr晶體于瑪瑙研缽中充分研磨均勻，手動壓片，選取均勻度和厚薄適中的樣品放入樣品室，使用Nicolet傅立葉紅外光譜分析儀對樣品在500～4000 cm?1區(qū)間內(nèi)掃描，基數(shù)校正后進行吸光度分析[17]。

1.2.8 魚骨明膠流變學特性分析 明膠的動態(tài)流變學分析根據(jù)Tan等[15]的方法進行測定。稱取鰻鱺魚骨明膠置于燒杯中，加入蒸餾水，在60 ℃水浴至充分溶解，配制成濃度為6.67%的明膠溶液。使用DHR-1流變儀測定其流變學特性，測試夾具為40 mm鋁平板。在進行流變試驗之前，首先進行應力掃描，以確定明膠樣品的線性粘彈性區(qū)域。

1.2.8.1 溫度掃描 采用溫度掃描測定樣品的凝膠溫度和熔融溫度。取適量樣品溶液于流變儀的帕爾帖平板上，調(diào)整至夾具間隙后在樣品的外邊緣用硅油封邊，以減少樣品在測量中的水分損失。測定程序參數(shù)條件為：應變?yōu)?.5%，頻率為1 Hz，掃描速率為2 ℃/min，溫度程序設定為一個循環(huán)。冷卻掃描，溫度范圍設置為40～0 ℃；加熱掃描，溫度范圍設置為0～40 ℃，平衡時間均為120 s。每30 s采集一個點，記錄儲能模量和損耗模量隨溫度掃描的變化曲線。

1.2.8.2 時間掃描 流變儀參數(shù)設置：應變?yōu)?.5%，實驗溫度為4 ℃，頻率為1 Hz，時間設置600 s，進行時間掃描，觀察樣品儲能模量和損耗模量的變化情況。

1.2.9 魚骨明膠掃描電鏡分析 使用掃描電鏡觀察這兩種魚骨明膠凝膠的微觀結(jié)構(gòu)。配制濃度為6.67%的明膠樣品，在4 ℃下靜置18 h形成明膠凝膠。明膠凝膠切成厚2～3 μm的小塊。樣品在含有2.5%戊二醛的pH7.2、0.2 mol/L的磷酸鹽緩沖液中固定12 h。用蒸餾水沖洗1 h，并使用濃度分別為50%、70%、80%、90%和100%的乙醇梯度脫水[18]。固定后的明膠凝膠樣品直接真空冷凍干燥。將兩種方法脫水后的樣品固定在電鏡樣品臺上，用離子濺射儀進行噴金，掃描電子顯微鏡在10 kV的加速電壓下觀察樣品微觀結(jié)構(gòu)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實驗使用三個不同的樣品批次進行三次。用Excel軟件進行數(shù)據(jù)錄入和圖表制作，數(shù)據(jù)以平均值±標準偏差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚骨明膠得率、羥脯氨酸含量以及凝膠強度分析

如表1所示，在同等提取條件下，美洲鰻鱺魚骨AG60和BG60的得率分別為13.60%和6.88%，酸法預處理的明膠得率明顯高于堿法預處理。這可能是由于鹽酸可以與魚骨中的無機礦物質(zhì)主要是羥基磷灰石反應，破壞了膠原蛋白與鈣鹽的結(jié)合，生成可溶性鈣鹽，促進了膠原溶出，導致AG60的得率更高[19]。相比之下，Sockalingam等[20]采用酸處理提取的黑羅非魚（Oreochromis mossambicus）魚頭骨明膠得率為5.75%，遠低于與本研究中酸法預處理的明膠得率。此外，杜杰等[21]采用酸法從大目金槍魚（Thunnus obesus）魚皮中提取的明膠得率為22.01%，Zhang等[22]堿處理提取的羅非魚（Oreochromis mossambicus）魚皮明膠得率為18.4%，魚皮明膠的得率遠高于魚骨明膠。這可能是由于魚皮中膠原蛋白含量本就高于魚骨，因而相同提取方法下明膠的最終得率也高于魚骨。

脯氨酸和羥脯氨酸是膠原蛋白和明膠的特征氨基酸，對穩(wěn)定膠原蛋白的三螺旋結(jié)構(gòu)與明膠的凝膠特性具有重要影響[23]。以羥脯氨酸標準品制作標準曲線，所得標準曲線為：y=0.1074x+0.001（R2=0.998）。如表1所示，AG60和BG60的羥脯氨酸含量分別為3.2和2.7 g/100 g，AG60高于BG60，這與得率結(jié)果一致。BG60的羥脯氨酸含量降低可能與堿預處理過程中部分羥脯氨酸的羥基被堿破壞相關。美洲鰻鱺魚骨明膠的羥脯氨酸含量遠低于點紋斑竹鯊魚皮（Chiloscyllium punctatum）（7.6 g/100 g）和黑尖鯊魚皮（Carcharhinus limbatus）（7.28 g/100 g）[18]、商業(yè)牛明膠（9.8%±0.61%）和雞肉皮（11.63%±0.11%）[23]明膠。不同物種明膠的羥脯氨酸含量不同，這可能與動物生長棲息環(huán)境的溫度相關，冷水魚明膠的羥脯氨酸含量低于溫水魚[24]。

凝膠強度是明膠的重要功能性質(zhì)之一。魚骨AG60和BG60的凝膠強度如表1所示，分別為101.95±4.59和78.74±1.16 g，均低于商品牛明膠（238.25 g）[23]。明膠凝膠強度與羥脯氨酸的含量相關，明膠中羥脯氨酸含量越高，蛋白分子間的交聯(lián)作用也越強，形成的凝膠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)也越穩(wěn)固[23]。不同類型魚明膠的凝膠強度不同，冷水魚明膠的凝膠強度通常在100 g左右，而溫水魚明膠的凝膠強度一般高于200 g，這可能與不同種類魚的生活環(huán)境及其膠原蛋白中的亞氨基酸含量有關[25]。此外，明膠分子的蛋白組成被認為在凝膠化過程中也起著重要作用，在凝膠化過程中，具有長肽鏈（含有大量α鏈和β鏈）的明膠能夠更有效地排列或自聚集，形成更穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，從而增強了明膠的凝膠強度[15]。

表1 鰻鱺魚骨明膠得率、羥脯氨酸含量以及凝膠強度Table 1 Yield, hydroxyproline content and gel strength of eel bone gelatin

2.2 魚骨明膠SDS-PAGE分析

魚骨明膠的蛋白組成及分子量分布如圖1所示。AG60和BG60的分子量分布較為相似，均含有明膠的主要條帶α1、α2、β鏈以及少量低于100 kDa的組分?；叶确治鼋Y(jié)果顯示（圖1B），AG60的β和α亞基含量較高，表明酸處理更容易使膠原蛋白溶脹，有利于明膠提取。在膠原轉(zhuǎn)化為明膠的過程中，連接膠原鏈的分子間和分子內(nèi)作用力被破壞，進而產(chǎn)生一些較低分子量的蛋白組分[26]。明膠的凝膠強度主要取決于明膠的分子量分布，β和α亞基含量越高明膠的凝膠強度越好[27]，這與表1中的結(jié)果一致。蔡成魁等[28]發(fā)現(xiàn)適度的堿處理有助于螺旋結(jié)構(gòu)保持一定的松散和解體，而過度和不足的堿處理都會影響膠原分子結(jié)構(gòu)的分解，從而影響明膠的產(chǎn)量和質(zhì)量。結(jié)合表1和電泳圖結(jié)果顯示，在同等提取條件下，堿處理明膠的得率低于酸處理，推測堿預處理沒有使羥基磷灰石與膠原蛋白充分解離。

圖1 不同預處理鰻鱺魚骨明膠SDS-PAGE（A）和灰度分析（B）Fig.1 SDS-PAGE （A） and gray scale analysis （B） of eel bone gelatin with different pretreatments

2.3 魚骨明膠紫外全波長掃描

已有研究表明由于明膠的芳香族氨基酸含量較少，蛋白在280 nm處沒有明顯的吸收峰，其最大吸收峰在230 nm附近[7]。如圖2所示，兩種預處理下的明膠最大吸收峰均出現(xiàn)在230 nm處，這與金鯧魚（Trachinotus ovatus）魚骨明膠的紫外掃描結(jié)果一致[7]，這主要由于明膠的 n→π*和n→σ*價電子能級躍遷而造成的[29]。AG60和BG60在280 nm處均沒有吸收峰，表明此樣品中沒有其他蛋白存在，兩種預處理方式都能有效去除非明膠的雜蛋白。

圖2 不同預處理對鰻鱺魚骨明膠紫外全波長掃描影響Fig.2 Effects of different pretreatments on UV full wavelength scanning of eel bone gelatin

2.4 魚骨明膠傅里葉紅外光譜掃描

不同預處理方式下的美洲鰻鱺魚骨明膠的紅外光譜如圖3所示，與真鱈魚魚骨明膠[15]的紅外結(jié)果相似。魚骨明膠的二級結(jié)構(gòu)主要涉及酰胺Ⅰ（1656～1644 cm?1）、酰胺Ⅱ（1550～1520 cm?1）和酰胺Ⅲ（1300～1200 cm?1），其中酰胺Ⅰ帶主要是由多肽骨架C=O雙鍵伸縮振動產(chǎn)生，酰胺Ⅱ帶是因N-H鍵變形形成的，酰胺Ⅲ帶是C-H振動的吸收峰，這部分結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)的三級螺旋結(jié)構(gòu)有關。魚骨明膠AG60和BG60的酰胺Ⅰ峰分別出現(xiàn)在1640.16、1636.79 cm?1，與AG60相比，BG60酰胺Ⅰ帶發(fā)生了紅移，說明BG60中與羰基有關的氫鍵含量較少[30]。通常，酰胺Ⅲ對應的波數(shù)與1454 cm?1的比率約為1.0，揭示膠原蛋白的三螺旋結(jié)構(gòu)[31]。AG60和BG60的酰胺Ⅲ峰分別在1242.98和1244.78 cm?1處，峰強度都很低，說明在提取過程中，明膠的α-螺旋結(jié)構(gòu)受到一定程度破壞，導致三螺旋結(jié)構(gòu)丟失[15]。

圖3 不同預處理對鰻鱺魚骨明膠紅外光譜掃描影響Fig.3 Effect of different pretreatment on infrared spectrum scanning of eel bone gelatin

一般情況下，膠原的酰胺A帶在3400～3440 cm?1的波數(shù)范圍內(nèi)，是由N-H伸縮振動或O-H 伸縮振動而形成的。當肽鍵中的N-H基團參與氫鍵的形成時，酰胺A帶常向低波數(shù)移動[32]。由圖3所示，AG60和BG60的酰胺A帶分別在3419.57和3325.77 cm?1，BG60的酰胺A帶波數(shù)較低的現(xiàn)象表明堿處理制備的明膠更容易降解，可以釋放更多的游離氨基以增強與其他反應基團的相互作用[33]。AG60和BG60酰胺B帶分別在3092.16、2933.06 cm?1和2927.54、2855.63 cm?1。酰胺B帶是由C-H對稱和非對稱拉伸振動引起的，BG60表現(xiàn)出較低波數(shù)，表明肽鏈之間存在-NH3相互作用[12]。

2.5 魚骨明膠流變學特性分析

2.5.1 溫度掃描 明膠的溫度掃描過程主要包括三個階段，分別為降溫、恒溫和升溫。在降溫和升溫的過程中儲能模量（G′）和損耗模量（G″）的交點分別為凝膠點和熔融點。由圖4可知，AG60樣品在0～40 ℃和40～0 ℃的掃描過程中，G′和G″相交并出現(xiàn)了兩個交點，分別為熔融溫度21.43 ℃和凝膠溫度9.00 ℃。在溫度掃描的過程中，明膠樣品發(fā)生了從凝膠到溶液再到凝膠的轉(zhuǎn)變。BG60的G′和G″隨溫度的變化趨勢與AG60相似，熔融溫度和凝膠溫度分別為18.78和6.22 ℃。Tan等[15]發(fā)現(xiàn)黑羅非魚（Oreochromis mossambicus）魚皮明膠的熔融溫和凝膠溫度分別為21.6和14.6 ℃。相比之下，美洲鰻鱺魚骨明膠表現(xiàn)出較低的凝膠溫度和熔融溫度，這可能與魚骨和魚皮中膠原分子間交聯(lián)程度不同有關。

圖4 不同預處理對鰻鱺魚骨明膠凝膠溫度和熔融溫度的影響Fig.4 Effects of different pretreatments on gel temperature and melting temperature of eel bone gelatin

另一方面，鰻鱺魚骨AG60的熔融溫度和凝膠均高于BG60，這可能是因為AG60保留了較完整的亞基結(jié)構(gòu)（圖1），在凝膠化過程中能形成更多的類膠原螺旋結(jié)構(gòu)，進而使其具有更高的彈性模量與凝膠強度[34]。明膠熱穩(wěn)定性的差異可以歸因于每種明膠具有不同含量羥脯氨酸，羥脯氨酸含量越高，凝膠化和熔融溫度越高[35]，這與羥脯氨酸含量結(jié)果一致。

2.5.2 時間掃描 如圖5所示，在32和75 s前，AG60和BG60的儲能模量一直低于損耗模量，表明魚骨明膠呈現(xiàn)溶膠狀態(tài)。當時間分別延長到32 s和75 s時，這兩種魚骨明膠的G′迅速增大，并遠遠超過G″，體系由粘性瞬間轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥裕纬赡z。儲能模量增加速度越快，明膠分子交聯(lián)速度就越快，形成明膠凝膠所需的時間就越短。AG60和BG60的形成凝膠所需時間分別為32.28 s和75.82 s，AG60形成凝膠的時間較短。明膠中羥脯氨酸的羥基和自由水分子可以形成氫鍵穩(wěn)定其螺旋結(jié)構(gòu)，羥脯氨酸含量較高的明膠表現(xiàn)出較好的流變性，具有較高的凝膠強度、熔融和凝膠溫度，形成凝膠所需時間更短[23]。

圖5 不同預處理對鰻鱺魚骨明膠凝膠時間影響Fig.5 Effects of different pretreatments on gelling time of eel bone gelatin

2.6 魚骨明膠掃描電鏡分析

分別采用乙醇梯度脫水與真空冷凍干燥兩種方式處理明膠凝膠樣品用于掃描電鏡觀察，由圖6A～圖6C可知，乙醇梯度脫水明膠的樣品表面微觀皺縮嚴重，觀察不到明膠凝膠的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。而采用真空冷凍干燥脫水的樣品，在凍干過程中隨著水分流失，明膠凝膠的微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出不同的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。兩種明膠凝膠呈現(xiàn)出不同大小的孔洞結(jié)構(gòu)，AG60（圖6B）的孔洞較小且分布較為均勻。相比之下，BG60（圖6D）形成了大小不均勻的孔洞，且孔壁較厚。凝膠基質(zhì)中蛋白質(zhì)分子的排列和結(jié)合會直接影響明膠的凝膠特性，其中較高含量的羥脯氨酸更有利于氫鍵與分子間交聯(lián)的形成，進而在凝膠過程中能形成更加致密與穩(wěn)定的凝膠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)[36?37]。如表1所示，AG60的羥脯氨酸含量明顯高于BG60，這與明膠凝膠微觀結(jié)構(gòu)的結(jié)果相一致。

圖6 不同預處理對鰻鱺魚骨明膠微觀結(jié)構(gòu)影響Fig.6 Effect of different pretreatment on microstructure of eel bone gelatin

3 結(jié) 論

本研究表明，酸法與堿法預處理均能有效去除鰻魚骨中的雜蛋白，獲得高純度的明膠。兩種方法所得的明膠在制備過程中均發(fā)生一定程度的蛋白降解，其原有膠原蛋白的三股螺旋結(jié)構(gòu)均受到破壞。與堿法預處理相比，美洲鰻鱺魚骨經(jīng)酸法預處理制備明膠的得率更高，所得明膠的羥脯氨酸含量較高，蛋白降解程度較低，螺旋結(jié)構(gòu)破壞較少，且具有更好的凝膠特性。本研究為美洲鰻鱺魚骨的綜合利用提供了新途徑，也為鰻魚骨明膠的制備和品質(zhì)控制提供了一定的理論參考。