前几日在海边散步，看见许多海蜇被海浪冲到岸边沙滩上，有的个头挺大的。海蜇（Jellyfish ）是一种生活在海洋中的无脊椎软体动物，隶属于腔肠动物门、钵水母纲，根口水母目，海蜇属。新鲜海蜇含水率大约96%。海蜇干基物质中主要成分是蛋白质(82.5%)、多糖(1.6%)和无机盐(15.3%)。海蜇经加工后，伞部称为海蜇皮，口腕部称为海蜇头，二者均具有很高的经济和营养价值，富含较高的蛋白质及钙、磷、碘、铁等无机盐和维生素等营养成分，是一种高蛋白低脂肪的食品。海蜇含有丰富的生物活性物质，如胶原蛋白、毒素、糖胺聚糖、糖蛋白等，其中胶原蛋白的含量最为丰富。研究表明，海蜇含有丰富的生物活性物质，胶原蛋白的含量最为丰富。新鲜海蜇中含水率大约96%，是自然界中含水量最高的生物。为什么海蜇含水量最高？海蜇中哪些成分有保水功能？如何分离提取海蜇中的保湿功能成分？海蜇中保湿功能成分有哪些神奇功效？前几年，曾指导本科生搞过海蜇胶原蛋白提取实验。下面是当年的一些实验数据。看见这些海蜇，忍不住捡几只，拿回实验室做做实验。

超声波辅助提取海蜇胶原蛋白

1 引言

海蜇（拉丁名: Rhopilema esculentu）是一种生活在海洋中的无脊椎软体动物，在辽东湾河口地区有可观的捕捞资源。海蜇既是一种高蛋白低脂肪食品，也是一味中药材，在食品及医药等领域具有巨大的开发前景。新鲜海蜇含水率大约96%，是地球上含水量最高的生物，具有神奇的保水、保湿功能^[1]。本文采用现代分离技术提取海蜇胶原蛋白，不仅可以提高海蜇产品的科技含量和附加值，而且拓宽了海蜇功能成分的应用领域，拉长了海蜇产业链条，有重要学术价值和广阔应用前景，对于海蜇资源的开发利用具有十分重要的现实意义。

2 实验部分

2.1 主要仪器

BILON92-IID型超声波细胞破碎仪（深圳市天章机械设备有限公司）；TDL-40B型低速大容量离心机（上海安亭科学仪器厂）；HH-G型数显恒温水水浴锅（国华电器有限公司）；JYL-C022E型料理机（九阳股份有限公司）；GZX-9023MBE型数显鼓风干燥箱（上海博迅实业有限公司）；旋转蒸发仪器（上海亚荣生化仪器厂）；PHS-3C型精密酸度计（上海大普仪器有限公司）。

2.2 材料和试剂

海蜇样品购于水产批发市场。其他试剂为国产，分析纯。

2.3 实验方法

2.3.1 超声波辅助提取海蜇胶原蛋白

（1）脱盐处理：将从市场上采购的盐渍海蜇皮，先用自来水清洗3遍，然后放入水池用流水浸泡12h，再用去离子水浸泡12 h，进行脱盐处理，并用蒸馏水重复清洗至没有氯离子为止。

（2）粉碎处理：将脱盐处理后的海蜇皮，用不锈钢剪刀剪成小块。取一定量的海蜇皮，加入质量浓度为167g/L的柠檬酸50ml浸泡3h，加入6倍蒸馏水，用JYL－C022E型料理机捣碎匀浆15分钟，然后将粉碎好的料液冷藏12h。

（3）超声波辅助提取：在一定的实验温度条件下，将料液放入BILON92-IID型超声波细胞破碎仪中，持续30min。

（4）离心分离：将超声波处理后的料液，放入4000rpm高速离心机中，离心20min，分离出上清液海蜇胶原蛋白制品。

2.3.2海蜇胶原蛋白成分的测定

（1）海蜇提取物水分的测定：准确称取一定量的海蜇胶原蛋白提取液，放入恒温干燥箱中，在105℃下烘干3小时后取出，放入玻璃干燥器中冷却并称重，再把样品放入干燥箱烘干0.5h，直至前后两次的重量差不超过0.002g，按固形物含量（%）（X）公式①计算。水分含量（%）=1-X。

 ①

  m₁——恒重后称量皿重量（g）；    m₂—恒重后称量皿和样品重量（g）；W——样品重量（g）

（2）海蜇提取物蛋白质含量的测定：海蜇提取物中蛋白质的含量，采用凯氏定氮法（GB 5009.5-2010）测定^[2]。

（3）海蜇提取物中脂肪含量的测定^[3]：首先，切碎原材料，各称10克放入烧杯中，依次加入甲醇60毫升，氯仿30毫升并依次搅拌2分钟，1分钟；然后将混合物用匀浆机匀浆，用氯仿洗匀浆杯，用量为30毫升，之后将洗液与匀浆液混合，搅拌均匀后静置 2min，然后进行抽滤，再用 60ml 氯仿洗滤纸、残渣和容器之后再抽滤，最后将上述滤液合并至分液漏斗中，加入0.5%醋酸锌35mL后振荡摇匀，静置过夜分层。收集氯仿层，用无水NaSO₄进行脱水处理，过滤后控温45℃真空旋干，旋蒸瓶底部残余物即为总脂肪。用氮气吹旋蒸瓶至恒重，计算总脂肪重量。

（4）海蜇提取物中灰分的测定：将一定量的海蜇胶原蛋白提取液，放在水浴锅上蒸干。将蒸干后的试样先在电热板上炭化至无烟，然后置于高温电炉内，控温550℃灼烧4h，冷却后取出放入干燥器中冷却30min，重复烧至恒重（前后两次称量相差不超过0.5mg），按公式②计算。

②

m₁——坩埚和灰分的质量（g）；m₂——坩埚的质量（g）；m₃——坩埚和试样的质量（g）  

2.3.3海蜇胶原蛋白稳定性检测

将海蜇胶原蛋白提取液，室温下其质量浓度为10mg/mL，pH=4.0，电导率为1770us.cm-1，吸光度（OD₂₂₀）为2.223，粘度为124mPa.S。

（1）热稳定性实验

分别将海蜇胶原蛋白提取液放置于4℃、25℃、40℃，4℃和40℃冷热交替（每24小时交替一次，持续1月），放置结束后恢复到25℃时检测蛋白质溶液的电导率、吸光度（OD₂₂₀）和粘度等指标，判断其在不同温度下的热稳定性及产品的储存稳定性，以便于推测其保质期。

（2）酸碱稳定性实验

在25℃下，通过加入醋酸溶液或NaOH溶液将海蜇胶原蛋白提取液pH值调节至3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，分别测定不同pH值条件下海蜇胶原蛋白提取液的电导率、吸光度（OD₂₂₀）和粘度等各项理化指标，从而判断其酸碱稳定性。

3 结果与讨论

3.1 海蜇胶原蛋白提取工艺的优化

目前胶原蛋白的提取方法主要有酸法提取、碱法提取、酶法提取和中性盐法提取等，其中酸法浸提是海蜇胶原蛋白常用的提取方法，但是单纯使用酸法浸提技术，海蜇胶原蛋白提取率并不高^[4]。超声波提取法的原理是：采用超声波辅助溶剂，利用超声波产生的高速、剧烈的空化效应和搅拌作用，使海蜇细胞破碎，使溶剂渗透到细胞中，缩短提取时间，提高提取率，被广泛应用于天然产物的提取中。因此本论文采用超声辅助酸法提取工艺，研究了酸浓度、提取温度、提取时间等因素对海蜇胶原蛋白提取率的影响。

3.1.1浸提液的酸度对海蜇胶原蛋白提取率的影响

酸法浸提的原理是，在酸性条件下海蜇组织蛋白分子和Schiff碱之间的盐键受到破坏，引起组织蛋白的膨胀、溶解，从而被提取出来。盐酸、醋酸和柠檬酸溶液是常用的浸提液。本实用采用柠檬酸溶液作为浸提液，固定其他条件，单纯改变浸提液中柠檬酸的浓度，考察酸浓度对海蜇胶原蛋白提取率的影响。实验结果见图3-2。

        图3-1 柠檬酸的浓度对海蜇胶原蛋白提取率的影响

图3-1结果表明，海蜇胶原蛋白的提取率，随着柠檬酸浓度的增加而提高。当柠檬酸浓度超过0.5mol/L后，提取率变化趋缓。考虑提取成本和后续脱酸处理等因素，最终确定浸提液的柠檬酸浓度为0.5mol/L。    

3.1.2提取温度对海蜇胶原蛋白提取率的影响

由于海洋来源的胶原蛋白具有热致变性的特性，当高于其热变性温度时，胶原蛋白的某些性质会发生明显改变。变性后的蛋白质结构发生变化，导致蛋白质的溶解度降低，生物活性丧失。使用超声波辅助提取技术，会使提取液的温度升高。海蜇胶原蛋白为水产品蛋白，其热变性温度较低，在提取过程中如果不控制浸提液的温度，将导致蛋白失去应用价值。

固定其他条件，在不同温度条件下，用目测法观察胶原蛋白的变性温度，发现当浸提液超过57℃时，胶体状的溶液就会发生蛋白质析出现象，这是胶原蛋白变性所导致的。为避免使用超声波导致浸提液温度升高，最终采用将浸提液预冷却的方法，控制温度不超过40℃为宜。

3.1.3提取时间对海蜇胶原蛋白提取率的影响

固定其他条件，改变超声波处理时间，实验结果见图3-3。

   图3-2超声处理时间对海蜇胶原蛋白提取率的影响

从图3-2结果看出，超声波处理时间过25min，海蜇胶原蛋白的提取率增加趋势变缓，超声波处理时间最终确定为25min。

3.1.4海蜇胶原蛋白的性能指标

采用优化后的提取工艺，提取得到的海蜇胶原蛋白产品主要指标见表3-1。

           表3-1 海蜇胶原蛋白提取物主要成分指标

3.2 海蜇胶原蛋白稳定性实验

3.2.1酸碱稳定性实验

按照2.3.3将固体物含量10%的海蜇胶原蛋白提取液，在不同pH条件下测试其电导率、吸光度（OD220）和粘度，结果如表3-2所示。    

                                          表3-2 海蜇胶原蛋白提取物酸碱稳定性实验

     由表3-2可知，改变海蜇胶原蛋白提取液的pH值，由于离子浓度的改变导致电导率发生一些微小变化。虽然在碱性条件下，提取液的吸光度有所增大，但肉眼基本观察不出显著变化。综合各项数据，表明海蜇胶原蛋白提取液在pH=3-10范围内，酸碱稳定性非常好，可以适用于各种pH条件的化妆品中。   

3.2.2热稳定性实验

按照2.3.3对海蜇胶原蛋白提取液进行热稳定性测试，实验结果如表3-3所示。

表3-3 海蜇胶原蛋白提取液热稳定性测结果

由表3-3可知，在海蜇胶原蛋白热变性临界温度以下，电导率、吸光度（OD220）和粘度三项参数变化非常小，表明可在较大温度范围内使用。

4 结论

研究了海蜇胶原蛋白的提取工艺，为下一步规模化提取提供了技术依据。 

参考文献

[1] 金桂芬. 海蜇胶原蛋白提取及超滤在胶原蛋白纯化中的应用[D].浙江:浙江工业大学,2008.

[2] GB 5009. 5-2010,食品安全国家标准食品中蛋白质的测定[S].

[3] Folch J,Lees M,Sloane Stanley GH. A simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues[J]. J. Biol.Chem,1957,226:497-509.   

[4] 庄永亮. 海蜇胶原蛋白理化性质及其胶原肽的护肤活性研究[D].山东:中国海洋大学,2009.

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