水产生物胶原的研究现状及开发前景

◎ 赵海婷，朱晓强，黄乃进，张 晓，郭 刚

（诺一迈尔（山东）医学科技有限公司，山东 潍坊 261061）

海洋覆盖了地球表面的70%以上，其物种约占全球生物多样性总量的一半，因此海洋生物是可开发利用的巨大资源。鱼类、虾类、海藻、水母等生物提供了丰富的胶原，是制备胶原蛋白的理想来源[1]。水产生物胶原因其自身广泛的原料来源基础和特有的生物结构、理化性质成为胶原研究新的前沿热点，具有广泛而深厚的科学研究前景。

1 水产生物胶原的提取方式

胶原的常规提取方式主要有热提取、酸提取、碱提取、酶法以及结合法提取等，在实际操作过程中要根据具体情况进行提取方式的合理选择。

1.1 鱼鳞胶原的提取

鱼鳞中主要含有胶原蛋白、脂肪、硬蛋白及多种维生素等有机成分，无机成分主要包含羟基磷灰石和矿物盐类，是一类天然骨质衍生物。陈铁壁[2]在优化脱钙、酶法、混酸法提取基础上，进行草鱼鱼鳞胶原蛋白的酸酶分布提取。脱钙工艺的盐酸浓度1.0 mol/L，料液比为8∶100（g/mL），温度20 ℃，反应时间1.0 h；酶法最佳提取条件：胃蛋白酶450 U/g，提取时间72 h，温度30 ℃，提取率为45.26%；混合酸提取料液比为1 ∶34（g/mL），提取率为48.14%。赵丹[3]利用超声波提取鲤鱼鱼鳞胶原蛋白，料液比1 ∶11 g/mL，超声处理121 min，温度92 ℃，超声功率300 W，胶原得率为48.58%。

1.2 鱼骨胶原的提取

鱼骨中主要含有可以加强细胞代谢和防止机体衰老的胶原、骨胶原及硫酸软骨素，以及多种重要的必需脂肪酸及大量的钙磷盐等物质。叶韬[4]在酸性条件下利用胃蛋白酶提取罗非鱼鱼骨胶原，料液比1 ∶30（g/mL），酶加入量200 U/g，乳酸溶液pH 2.6，提取时间24 h，温度30 ℃，胶原得率为12.76%。何云[5]采用酶法制备鮟鱇鱼骨胶原，酶加入量6%，pH1.0，提取时间4 h，温度40 ℃，提取率为43.06%。严秋萍[6]采用超声波辅助酸法，进行齐口裂腹鱼骨胶原蛋白提取，料液比75 ∶1（mL/g），温度30 ℃，超声处理20 min，提取时间48 h，提取率为6.91%。

1.3 鱼皮胶原的提取

鲜雪梅[7]使用双酶法和超声-双酶法提取鲫鱼鱼皮胶原蛋白，料液比为1 ∶10（g ∶mL），超声60 min，2 种蛋白酶加入量为4 000 U/g，酶解温度45 ℃的反应条件下，提取率为14.70%。使用双酶法在料液比例为1 ∶15（g ∶mL），2 种蛋白酶加入量为4 000 U/g，酶解温度50 ℃的反应条件下，提取率为10.53%。王正云[8]采用超声波辅助酶法进行青鱼鱼皮胶原蛋白的提取，酶加入量100 U/g，pH7.5，超声处理50 min，酶解温度40 ℃，提取率达45.3%。王锡念[9]以鮟鱇鱼的鱼皮为原料，采用超声-双酶法和双酶法提取胶原蛋白。碱性蛋白酶和风味蛋白酶加入量分别为5 U/mg 和3 U/mg，酶解时间5 h，温度50 ℃，超声70 min，提取率为（8.86±0.64）%；双酶法最佳条件为：碱性蛋白酶和风味蛋白酶加入量均为5 U/mg，pH8.0，温度55 ℃，提取率为（4.55±0.20）%。

2 水产生物胶原的应用

2.1 医学领域中的应用

Sun L L[10]以罗非鱼皮为原料，制备胶原蛋白止血海绵。以股动脉和肝脏出血模型来评价海绵的止血性能。实验表明，海绵具有良好的生物相容性，对成纤维细胞的增殖有显著促进作用，在止血实验中表现较好的凝血性能和止血效果。

陈玥[11]以鲤鱼鱼鳞为原料提取胶原，制备医用止血海绵。通过机械损伤制造尾和肝脏的出血模型。结果显示，胶原蛋白止血海绵可显著减少尾部出血时间与出血量。

2.2 食品领域中的应用

胶原蛋白早期用于制造香肠、火腿肠等食品的包装膜，具有抗氧化性，保持食物的新鲜等功能。在食品添加剂领域可用作稳定剂、乳化剂、发泡剂等，在啤酒制造过程中，胶原蛋白可作为澄清剂，使啤酒中的一些物质与胶原紧密结合[12]。

张欣欣[13]以金枪鱼皮胶原蛋白和壳聚糖制备复合膜，进行猪肉保鲜实验研究，结果显示，对照组和胶原蛋白复合膜组猪肉的挥发性盐基氮、pH 值、细菌总数均随储存时间的延长呈上升趋势，但是复合膜包裹组的增加速率显著低于对照组，并且包裹后猪肉硬度和弹性、色度、感官指标等均优于对照组。

李星等[14]将胶原蛋白粉添加到香肠配料中，可以减少其水分的蒸发，使香肠保持较低的水分活度，水分含量和产率分别提高了19.90%和8.33%，同时还增加了蛋白质含量，改善了产品嫩度，使得香肠既有营养口感又好。

2.3 化妆品领域中的应用

李幸[15]以鳕鱼皮胶原蛋白为原料，蛋白酶水解得到多肽水解液，在小鼠颈部和背部进行D-半乳糖的皮下注射，制造衰老、干燥的皮肤模型，实验表明，胶原多肽可提高小鼠皮肤中的羟脯氨酸、透明质酸及水分含量，补水功效显著。

王静凤[16]研究鱿鱼皮胶原蛋白多肽对小鼠酪氨酸酶活性、酪氨酸酶基因表达及B16 黑素瘤细胞黑素含量的影响。结果显示，鱿鱼皮胶原蛋白多肽能抑制酪氨酸酶活性，下调酪氨酸酶基因表达，并明显降低B16 黑素瘤细胞黑素的含量。

3 总结与展望

近年，我国水产业经济发展相当迅速，每年水产捕捞加工产生大量废弃物，对这部分废弃物进行处理再利用，既充分利用了资源，又可产生可观的社会效益和经济效益，且对保护环境有深远意义。

胶原的研发、转化、政策导向均已处于突破边缘，有望成为继壳聚糖、海藻酸之后的第三大类水产生物医用材料，替代陆地哺乳动物源性胶原产品用于医学临床及大健康领域。目前，水产胶原蛋白的提取技术尚不完善，需要在探究的过程中与实际相结合，在生产过程中不断进行完善，以此提高产品质量，形成大规模、产业化研究，为我国水产品行业的发展提供更加光明的未来。