2017年，中國的雞肉產(chǎn)量為1200萬噸，雞肺產(chǎn)量約為8.5萬噸，但其高值化產(chǎn)品的開發(fā)與綜合利用卻沒有很好地進行。雞肺難以清洗，故不為人類食用。目前，雞肺基本以贈送的方式外包給養(yǎng)殖戶作為狐貍和貂等的動物飼料或直接棄置于環(huán)境中，造成副產(chǎn)物資源浪費以及環(huán)境污染。雞肺干物質(zhì)中蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)高達70％，但現(xiàn)有文獻對雞肺的研究極少。李小勇、王春煥等對豬肺及牛肺中的膠原蛋白進行了提取和純化，為從動物肺中提取蛋白質(zhì)提供了可行性參考，但有關雞肺膠原蛋白的理化性質(zhì)研究并未見報道。明膠是一種從豬、牛、魚等動物性食品副產(chǎn)物中提取的天然高分子化合物，是膠原在酸、堿、酶或高溫下的水解變性產(chǎn)物，可廣泛應用于食品工業(yè)中。

膠原明膠化的過程涉及膠原三螺旋結(jié)構的共價交聯(lián)的維系和穩(wěn)定及非共價鍵的破壞，三螺旋結(jié)構從而展開，非螺旋結(jié)晶區(qū)的破壞使得膠原亞基分子游離出來。制備明膠預處理的方法主要包括酸法、堿法、酶法、超高壓法等，目前，廣泛應用于生產(chǎn)的只有傳統(tǒng)的酸堿法，而對于酶法制膠的理論研究較少。伴隨著常規(guī)酸堿法產(chǎn)率低、生產(chǎn)周期長及廢液污染等問題，Singh等比較了酸和胃蛋白酶預處理的明膠得率和特性，發(fā)現(xiàn)酶法提取率高，且對膠原的三螺旋結(jié)構無明顯影響。超聲波產(chǎn)生的空化效應、機械效應等多重效應不但能加快化學反應的進行，促進蛋白質(zhì)溶出，還能打開膠原的纖維結(jié)構促進酶解。Kim等發(fā)現(xiàn)超聲輔助乙酸提取鱸魚皮膠原的得率較高。Li等發(fā)現(xiàn)超聲輔助胃蛋白酶提取的膠原與單一酶法比較，得率較高且生產(chǎn)周期縮短。

作者采用超聲輔助酶解法從雞肺中提取明膠，研究超聲輔助酶提明膠的效果及在食品體系中的應用，為肉雞副產(chǎn)物的高值化利用與綜合開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

雞肺：常州市立華牧業(yè)有限公司提供：胃蛋白酶(USP級)：上海源葉生物科技有限公司提供。

超聲波細胞粉碎機(SCIENTZ-IID)：寧波新芝生物科技股份有限公司產(chǎn)品；磁力加熱攪拌器(78-1)：常州國華電器有限公司產(chǎn)品；循環(huán)水式多用真空泵(SHB-Ⅲ)：南京科爾儀器設備有限公司產(chǎn)品；CHRIST冷凍干燥機(Alpha1-2LDplu)：北京五洲東方科技發(fā)展有限公司產(chǎn)品；差示掃描量熱儀(STA-449C)：德國NETZSCH公司產(chǎn)品；圓二色譜儀(Jasco-715)：日本Jasco公司產(chǎn)品；掃描電子顯微鏡(EV0-LSl0)：德國ZEISSE0berkochen公司產(chǎn)品；紫外分光光度儀(UV-6100)：上海美普達儀器有限公司產(chǎn)品；馬爾文激光粒度分析(ZetasizerNanoZs90)：英國Malvern儀器有限公司產(chǎn)品；分散均質(zhì)機T25：德國IKA公司產(chǎn)品。

1.2 試驗方法

1.2.1 雞肺除雜

雞肺雜蛋白質(zhì)去除參照李越的方法，并加以修改。

1.2.2 常規(guī)熱水提取雞肺明膠

參考張思琦的方法提取明膠，并作改進。

1.2.3 超聲輔助酶解提取雞肺明膠

取10g脫雜雞肺，溶于0.5mol/L乙酸，200W超聲處理10min，超聲處理器工作2s，停歇3s。隨后于42℃恒溫水浴鍋中150r/min磁力攪拌，加胃蛋白酶1mL，酶提4h，反應結(jié)束后100℃滅酶10min。放置室溫，再將樣品通過真空抽濾瓶抽濾，收集濾液，倒入干凈的表面皿，于-40℃冰箱冷凍，最后冷凍干燥24h，收集樣品。

1.2.4明膠得率的計算

明膠的得率根據(jù)Nagarajan等報道的方法測定，以去雜原料與制得樣品經(jīng)冷凍干燥后的質(zhì)量的比值計。

1.2.5熱穩(wěn)定性

明膠的玻璃轉(zhuǎn)化溫度用差示掃描量熱(DSC)儀測定，參考汲聰玲的方法。精準稱量8mg樣品蛋白于鋁坩堝中，加蓋密封，設置溫度的掃描范同為20～200℃，升溫速率為2℃/min。以空鋁坩堝為參比。

1.2.6圓二色譜(CD)

明膠溶液的近紫外圓二光譜變化通過網(wǎng)二色譜儀測定。將制備的樣品配制成質(zhì)量濃度為0.1mg/mL蛋白溶液，注入1mm厚的樣品池。設置掃描范同為190～260nm，掃描速度為50nm/min.光譜間隔為1.0nm。CD數(shù)據(jù)以平均橢圓率表示、采用CDPro軟件分析明膠的二級結(jié)構。

1.2.7聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)分析

配制分離膠(12g/dL)和濃縮膠(5g/dL)，明膠的亞基組分測定參照汲聰玲的方法并作改進。將明膠溶液與DH8.8的0.06mol/LTris-HCl緩沖液、質(zhì)量分數(shù)25％甘油、2％SDS、0.1％溴酚藍、5％β-巰基乙醇混合，沸水煮10min后10000g離心3min，取10μL上清液上樣。用相對分子質(zhì)量為11000～135000的蛋白Markers做對照。加入電泳緩沖液(質(zhì)量分數(shù)0.1％SDS、0.192m01/L甘氨酸、0.025mol/LTris-HCl),在16mA電流下進行30min電泳后，調(diào)節(jié)電流強度為32mA繼續(xù)進行1.5h。電泳結(jié)束后，取用R-250考馬斯亮藍對其染色30min，然后用混合液(體積分數(shù)20％乙醇與80％蒸餾水)脫色至能辨清條帶為止。

2 結(jié)果與分析

2.1 明膠得率和效率

明膠的得率為干燥后明膠干質(zhì)量(g)與脫雜雞肺干質(zhì)量(g)的比例。本試驗中，胃蛋白提取的雞肺明膠得率為30.08％，比常規(guī)熱水提取的雞肺明膠得率(8.77％)提高了2.43倍。通常，魚皮明膠的得率為50％左右，雞肺中的雜蛋白較多，并且雞肺的韌性及分子內(nèi)與分子問的交聯(lián)程度較高，導致雞肺明膠的提取率較低，僅高于經(jīng)常規(guī)熱水提取法制得的軍曹魚(13.8％)、舌鰨(10.3％)、羅非魚魚鱗(7.08％)等少數(shù)魚源明膠。

2.2 熱穩(wěn)定性

熱穩(wěn)定性明膠的熱變性溫度通過差示量熱掃描(DSC)法進行測定。加熱過程的DSC曲線中的吸熱峰所對應的轉(zhuǎn)變斜線中點即為明膠的熱變性溫度，它表示明膠分子的結(jié)構由螺旋向卷曲轉(zhuǎn)變憫。圖1顯示，明膠胃蛋白酶提取的熱變性溫度為90.22℃，略低于常規(guī)熱水提取，這一結(jié)果與陳日春的研究相符，通常酸法提取的膠原蛋白變性溫度稍高于酶法提取的膠原蛋白。明膠分子的交聯(lián)作用越多，其變性溫度越高，表明胃蛋白酶提取的明膠分子間的交聯(lián)程度較高。試驗提取的雞肺明膠的熱變性溫度高于一般的魚類明膠，如黃華雙提取的魚鱗明膠(27℃)以及劉全嬌提取的羅非魚皮明膠(76.36℃)。因此雞肺明膠具有熱變性溫度高的優(yōu)勢，可通過復合改性制備可食性膜用于食品的天然包裝中，因為其既不會因為溫度的升高在保存期內(nèi)熔化，又方便產(chǎn)品的運輸。此外也可作為穩(wěn)定劑和增稠劑添加至對溫度敏感的冷品，如冰淇淋、酸奶等食品中，能更好地抑制結(jié)晶，降低熔化速度，使產(chǎn)品組織更堅實細膩。

聲明：本文所用圖片、文字來源《食品與生物科技》，版權歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權等問題，請與本網(wǎng)聯(lián)系

相關鏈接：胃蛋白酶，明膠，β-巰基乙醇，乙酸