我国是世界上唯一水产养殖产量超过捕捞产量的国家,其中养殖草鱼的产量占世界养殖草鱼总产量的90%以上。鱼鳞是鱼产品加工过程中产生的下脚料之一,富含胶原蛋白,但由于受技术、观念等的影响,没有得到充分的利用,被当作废弃物扔掉。这不仅造成资源的巨大浪费,而且造成环境污染。以鱼鳞为原料采用酶法制备明胶和具有抑制血管紧张素转化酶(ACE)活性的胶原肽,既充分利用了鱼鳞资源,减少环境污染,又可以生产出高附加值的产品,同时还解决了由口蹄疫、疯牛病等带来的明胶安全问题,产生重大的经济效益和社会效益。本论文以草鱼鱼鳞为原料,采用酶法制备鱼鳞明胶和ACE抑制肽,主要研究内容及结果如下:采用盐酸溶液对草鱼鱼鳞进行脱钙,确定最佳的脱钙工艺条件为:0.4mol/L的盐酸脱钙90min,料液比1:15,不停搅拌。研究了脱钙条件以及钙离子对草鱼鱼鳞胶原的影响。研究发现鱼鳞胶原的溶出量随脱钙时间的延长而增加,脱钙液盐酸浓度在0.2mol/L～0.8mol/L的范围内时,胶原的溶出量随盐酸浓度增加而降低。盐酸浓度在0.2～0.6mol/L的范围内,盐酸浓度的变化对胶原纤维收缩温度的影响不明显,如盐酸浓度继续增加,脱钙后胶原纤维的稳定性将下降,收缩温度由64℃变为62℃。钙离子与鱼鳞胶原中的-C=O以配位键结合破坏了胶原分子内与分子间的氢键,使得胶原三股螺旋结构变松,分子直径变大,胶原稳定性下降,分子之间不能相互交联形成网状结构。对脱钙后的草鱼鱼鳞胶原纤维的性质及结构进行了分析。结果表明鱼鳞胶原纤维富含脯氨酸、甘氨酸和羟脯氨酸,此外还含有较多的丙氨酸,缺乏色氨酸,组氨酸含量较少;草鱼鱼鳞胶原纤维收缩温度为63.5℃;X-射线衍射测定鱼鳞胶原结构表明,草鱼鱼鳞胶原为三股螺旋结构,其中每条链是独立的左手螺旋结构。采用酶代浸灰法对脱钙后的草鱼鱼鳞进行预处理,从鱼鳞明胶的得率、粘度及凝胶强度三方面综合考虑,由六种蛋白酶中选择金属肽酶Protease A作为预处理鱼鳞的最适酶种。经响应面分析得出Protease A最佳的酶解条件为:底物浓度10%(w/v),酶解温度30.4℃,酶的添加量0.24%(w/w),酶解时间5.5h,酶解pH值为7.0,90℃灭酶10min。经Protease A酶解处理后的鱼鳞中胶原含量增加,约为91.04%,占草鱼鱼鳞蛋白总量的96.80%,鱼鳞胶原纤维的收缩温度降至55.88℃,酶解处理降低了草鱼鱼鳞胶原纤维的结晶度。对酶解预处理后的鱼鳞用热水提取明胶,经单因素及正交实验确定热水提取草鱼鱼鳞明胶的最佳条件为: pH为6,温度为55℃,时间为5h,料水比为1:10。在此条件下放大试验规模制取的草鱼鱼鳞明胶的得率为60.23%(w/w),粘度8.32mpa·s,凝胶强度为290g(bloom)。X-射线衍射图谱表明干态存在的明胶中含有一定量的三股螺旋结构,当明胶溶于热水,形成明胶溶液时,圆二色图谱显示三股螺旋结构消失。研究了最佳提取工艺条件下得到的草鱼鱼鳞明胶的物理化学性质。结果表明草鱼鱼鳞明胶的氨基酸组成中缺乏色氨酸,富含甘氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸和丙氨酸;亚氨基酸、总疏水性氨基酸的含量以及平均疏水性值要小于哺乳动物明胶。由分子量分布测定可知,草鱼鱼鳞明胶的分子量分布主要以α组分和β组分为主,占明胶分子总量的88%,草鱼鱼鳞明胶的凝胶强度和胶凝速度主要取决于明胶组分(α+β)的含量。特性粘度约为0.73,等电点7左右,表面疏水性指数为259.59,胶凝温度和熔化温度分别为20.8℃和26.9℃,鱼鳞明胶腥味物质显著减少,几乎嗅闻不到鱼腥味。利用蛋白酶水解提胶之后的鱼鳞残渣制备ACE抑制肽,从酶解产物的肽得率、相对分子质量分布和ACE抑制活性三方面考虑,由六种蛋白酶中选择A.S.1398中性蛋白酶作为水解鱼鳞胶原蛋白的最佳酶种。经单因素试验确定A.S.1398的最适酶解条件为:温度50 oC,pH 6.5,加酶量6%(w/w),底物浓度5%(w/v),酶解时间3 h。酶解产物中相对分子质量在1500以下的寡肽占到90%以上,经DA201-C大孔吸附树脂脱盐后,鱼鳞ACE抑制肽的半抑制浓度IC50为0.45mg/mL。采用大孔吸附色谱、凝胶色谱、半制备RP-HPLC和分析型RP-HPLC分离纯化鱼鳞ACE抑制肽,得到G5-R3-1单一组分,通过串联质谱鉴定得到具有较高抑制活性的六肽,Gly-Pro-Ala-Gly-Pro-Arg,该肽段的IC50约为52.1μM。通过鱼鳞ACE抑制肽对人脐静脉内皮细胞功能的影响探讨其抗血压机制。结果显示鱼鳞ACE抑制肽能抑制人脐静脉内皮细胞的增殖,且不引起细胞凋亡,将细胞阻滞于S期。鱼鳞ACE抑制肽能显著降低人脐静脉内皮细胞培养上清液中ET-1的含量,且纯肽(Fish scale collagen single peptides,FSCSP)的抑制效果与同等浓度的混合肽(Fish scale collagen peptides,FSCPs)相近。实时定量荧光PCR结果显示,中低剂量的FSCPs上调ACE2mRNA的表达,高剂量的FSCPs能下调ACEmRNA的表达。0.5mg/mL的纯肽与相同浓度的FSCPs比较,只能下调ACE的表达。无论是FSCPs还FSCSP都能下调ET-1mRNA的表达量。此外,FSCPs还具有一定的清除超氧阴离子自由基的能力。