胶原蛋白作为医药材料、食品辅料等都有着其它材料不可替代的优势,因此近年来对胶原蛋白的需求量日益增大。如今我国已经超过欧盟成为继美国之后的第二大肉鸡产业大国,肉鸡加工的副产物鸡爪的利用率却很低,这就造成资源的极大浪费,而鸡爪中含有丰富的胶原蛋白,因此急需研究鸡爪胶原蛋白的开发和利用。然而胶原蛋白具有机械性能差、热稳定性不好等劣势。为了解决这一问题,需要研究胶原材料的制备和性质,来改善其应用性能。不管是胶原蛋白还是胶原材料应用在食品和药学大都会被人体摄入,因此研究其消化特性十分重要。本文以鸡爪皮为原料,研究利用盐、酸和酶法分类提取,分级盐析纯化分离胶原蛋白,对其进行性质测定和消化性对比;探究超声波对胶原蛋白自组装过程和形成的胶原凝胶材料的理化性质的影响;以及胶原蛋白的不同处理产物的仿生动态鼠胃消化系统装置(BD-RSDS)消化行为。为鸡爪皮胶原蛋白的生产、材料应用和消化吸收提供理论依据。主要研究的内容及结果如下:(1)利用缓冲盐溶液除去鸡爪皮中含有的脂肪和杂蛋白,盐法、酸法和酶法依次提取胶原蛋白,并对其进行表征和模拟胃肠消化性研究。提取得到的盐溶性胶原蛋白(SSC)、酸溶性胶原蛋白(ASC)、酶溶性胶原蛋白(PSC)的得率分别为:1.13±0.31%、14.49±0.90%和49.10±1.95%。傅里叶红外光谱、聚丙烯凝胶电泳和圆二色谱结果显示三种胶原蛋白的二级结构相似,均是I型胶原蛋白,且完整的保留了胶原蛋白特有的三股螺旋结构。氨基酸分析表明三种胶原蛋白的羟基化程度分别为45.8%、45.2%和37.5%,PSC的羟基化程度最高,因此变性温度最高,这也与流变学试验的动态温度扫描结果一致。胶原蛋白的扫描电镜和原子力显微镜微观结构图显示其都有胶原蛋白特有的网络状纤维结构。胶原蛋白的模拟胃肠消化的水解度(DH)显示PSC水解的更完全,在10 h的水解实验后水解度分别为21.00%(SSC)、22.49%(ASC)和24.00%(PSC)。消化产物的抗氧化性测定结果表明,消化结束后还原力分别为0.34(SSC)、0.35(ASC)和0.40(PSC),结果可能与水解度有关,且与相对分子质量呈负相关。·OH清除率的测定结果趋势一致。试验表明PSC具有更高的提取率、热稳定性更好、更容易被消化,因此以下试验都用PSC来进行研究。(2)用鸡爪皮PSC为原料,研究超声频率对胶原蛋白自组装的影响。在水浴30℃下自组装,并且在前5 min分别用发散式三频超声设备不同频率处理:20kHz/270 w、40 kHz/270 w、60 kHz/270 w、(20/40/60 kHz)/90 w以及不超声溶液作对照,分别对应样品C0H0m、C20H5m、C40H5m、C60H5m和CtH5m。浊度试验和粘弹性试验表明,自组装的过程分为成核阶段、上升阶段和平衡阶段三个阶段,由于浊度试验只是反映胶原纤维聚集对吸光值的影响,因此粘弹性试验更能准确的反映自组装的成核时间。超声的频率增大会使自组装的速度加快,但是频率60 kHz的效果好于三频。原子力显微镜和透射电镜微观结构图显示,超声处理会使自组装形成的胶原纤维结构更松散但是排列更有规律,并且原子力显微镜显示其胶原纤维的粒径会变小,C60H5m(65-89 nm)远远小于C0H0m(80-161 nm)。超声处理会减小胶原蛋白的自组装程度,并且降低形成的胶原凝胶的机械性能,其蠕变回复率分别为81.54%、78.36%、76.26%、63.67%和72.66%。模拟胃肠消化试验结果表明,超声处理使凝胶更容易消化。(3)对PSC进行不同处理,并研究其仿生动态鼠胃消化特性差异。利用仿生动态鼠胃消化系统装置(BD-RSDS),对PSC、PSCH(PSC蒸煮处理形成的明胶)、PSCU(PSC超声处理自组装成的胶原凝胶)和PSCUN(PSC自组装成的胶原凝胶)进行消化水解。可溶性氨基的含量测定显示,PSCH的水解速度最快,PSCUN的耐酶解性最好。原子力显微镜和倒置荧光显微镜的结果表明,视野中的PSCH水解物的颗粒更小分布更均匀,因此也更利于消化。凝胶过滤色谱法(GPC)测定酶解产物的相对分子质量分布和游离氨基酸分析结果显示,样品中天冬氨酸、亮氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸的含量变化很大,最终消化产物中寡肽含量最高。