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化學、發酵及機械預處理對萃取水產膠原蛋白的物化特性影響

學生姓名: 何婷儀
指導教授: 陳冠文
學期: 111上
摘  要: 膠原蛋白單體的特徵為重複的 Gly-X-Y 序列,以 α 鏈形式組成右旋三股螺旋結構,其中第 I 型膠原蛋白分佈於皮膚、肌腱、角膜及韌帶中,因自組裝特性與低抗原活性被廣泛應用於食品、製藥及生醫材料等。從水產副產物中萃取膠原蛋白需進行脫蛋白、脫礦物質與脫脂等預處理,過程耗時且需使用大量化學溶劑,造成商業量產上的困難。已有許多文獻探討輔助技術對膠原蛋白萃取步驟之影響,而相關技術應用於膠原蛋白萃取預處理步驟的研究則相對較少,因此本次報告欲探討不同預處理方式對膠原蛋白物化特性之影響。結果顯示鹼預處理可加速膠原蛋白萃取效率,萃取後溶液中膠原蛋白含量由 35.2% 上升至 66.6%,原纖維形成速度下降,示差掃描熱分析儀 (Differntial scanning calorimetry, DSC) 圖譜顯示變性溫度下降 2.88℃。若使用 Bacillus velezensis FEL-BM21發酵取代 NaOH 與 EDTA-2Na 脫蛋白與脫脂,所得之膠原蛋白經膠體電泳 (SDS22 PAGE) 與傅里葉轉換紅外線 (Fourier transform infrared, FTIR) 光譜分析皆證實為 Ⅰ 型膠原蛋白並保留其結構完整性,可作為預處理替代方法減少溶劑使用。在鹼預處理程序中加入 2.5 min 高剪切力均質化 (High shear mechanical homogenization, HSMH) 使脫
蛋白時間從 6 hr 減少到 5 min 且雜蛋白去除量提升 21%,再加入超音波 (Ultrasound, US) 處理 10 min,脫礦時間從 24 hr 縮短到 12 hr,礦物質去除量提升 63%,有效改善預處理耗時的問題。
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