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摘 要：胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一，具有稳定的结构和优良的物理化学性质，用途广泛。目前常用猪或牛来源的胶原蛋白，但是存在传染疫病和宗教的问题，因此来源于鱼皮的胶原蛋白成为理想的替代品。鱼皮胶原蛋白含量丰富，易获取，低免疫原性，没有宗教问题或传染疫病的问题。本文对目前鱼皮胶原蛋白的提取、性质及其检测和等进行总结，为鱼皮胶原蛋白的深入研究和进一步应用奠定了基础。
关键词：鱼皮胶原蛋白；提取；热稳定性；羟脯氨酸
胶原蛋白是细胞外基质的主要成分，主要生理功能是提高组织的强度和抗性，广泛地分布在所有的多细胞动物中，主要存在于结缔组织中。胶原蛋白约占生物体总蛋白含量的30%左右[1]，脊椎动物体内，腱和骨骼的细胞外蛋白质中，胶原含量达90%以上，骨和软骨中的胶原含量有10%-20%，血管里含有胶原7%-8%。胶原蛋白也广泛地存在于水生动物的肌肉和皮肤中。目前生物医学等领域普遍使用从牛腱、牛皮等哺乳动物组织提取的胶原蛋白，而近两年口蹄疫、疯牛病的爆发使得哺乳动物胶原蛋白面临严重的安全性问题，因此急需寻找一种合适的替代品。水产动物的胶原蛋白如鱼皮胶原蛋白是比较合适的胶原来源，因为鱼类胶原蛋白极易获取，没有宗教问题，没有免疫原性等方面的安全性问题，有报道称有患者对牛和猪来源的明胶（胶原蛋白变性产物）过敏而对鱼来源的明胶不过敏[2]。因此鱼皮胶原蛋白成为目前研究的热点。
1. 鱼皮胶原蛋白的提取
现在很多人已经进行了鱼皮胶原蛋白的提取，比如鮟鱇鱼[3]，虹鳟鱼[4]，狮子鱼[5]，斑点叉尾鮰鱼[6]等。
根据提取胶原蛋白的介质有以下几种方法：碱法提取，盐法提取，酸法提取和酶法提取。碱法提取采用碱溶解胶原蛋白，但是碱容易造成肽键的水解，产生有细胞毒性的产物，因此不常用；盐法提取常使用中性盐溶液，当盐溶液达到一定浓度时，胶原蛋白会发生溶解，但盐法提取工艺不稳定，而且提取的量较少；酸法提取主要通过酸性条件破坏胶原蛋白分子间的盐键和Schiff键，促进胶原纤维的膨胀和溶解，能够最大程度的保持胶原蛋白的三股螺旋结构，但产率不高；酶法提取通常使用胃蛋白酶切掉端肽区的缩氨酸，从而达到溶解胶原蛋白的目的，同时还能去除胶原的免疫原性，而且不破坏胶原蛋白的三股螺旋结构，因此用酶法提取胶原蛋白能够得到更高的产量。但是胃蛋白酶会引起€%Z1链和€%Z2链的展开，其三股螺旋的结构不如酸法保持的好。
2. 鱼皮胶原蛋白的性质及其检测
2.1 鱼皮胶原蛋白的性质
（1）胶原含量：用酸法提取的幼年和成年尖吻鲈鱼皮胶原蛋白含量分别是63.1%和58.7%[1]，而在七星鲈鱼、白腹鲭和宽纹虎鲨中鱼皮胶原蛋白的含量分别为51.4%，49.8% 和50.1%[7]。胶原蛋白含量的不同通常跟鱼的种类、年龄和季节有关。
（2）羟脯氨酸含量：丰富的亚氨基酸能够提高交联的程度，而亚氨基酸中最重要的是羟脯氨酸，它在稳定胶原的三股螺旋结构中起到重要的作用。一般鱼皮胶原的羟脯氨酸在7%-10%左右。酸法和酶法提取的军曹鱼皮胶原中羟脯氨酸含量分别为9.4%和7.9%[8]，而狮子鱼皮的羟脯氨酸含量为6.1%[5]。
（3）胶原的热变性温度：羟脯氨酸的含量与胶原的热变性温度有很大关系，同时胶原分子的二级、三级、四级结构也影响着胶原的热变性温度。酶法提取红鳍东方鲀鱼皮胶原的热变性温度为28℃，比猪皮胶原的热收缩温度低了9℃[9]，而酸法提取的狭鳕鱼鱼皮胶原的热变性温度为24.6℃[10]。
（4）胶原溶液的粘度：胶原溶液的表观粘度反映了胶原的流变力学特征。Woo等研究发现黄鳍金枪鱼皮胶原的相对粘度在32℃时降至70%，此后下降的速度变慢[11]。
2.2 鱼皮胶原的性质检测
研究胶原结构特性的方法有很多，比如体积排除色谱-多角激先散射仪、荧光共聚焦显微镜、扫描电镜和透射电镜、圆二色谱、电泳分析、介电分析、差示扫描量热法、傅里叶变换红外光谱学和拉曼光谱学等。纳米技术在用于研究明胶的结构上也得到越来越多的关注。
胶原蛋白的获取性和无毒的特点使其在生物医学和制药方面有广泛的应用，如作为药物或药物载体、包装材料、组织工程载体的材料等。相信随着鱼皮胶原蛋白的深入研究，鱼皮胶原蛋白将应用于各个领域，有广阔的发展前景。
参考文献：
[1] Muyonga JH， Cole CGB， Duodu KG. Characterisation of acid soluble collagen from skins of young and adult Nile perch（ Lates niloticus）. Food Chem. 2004， 85： 81-89
[2] Sakaguchi M， Toda M， Ebihara T， Irie S， Hori H， Imai A， et al. IgE antibody to fish gelatin （type I collagen） in patients with fish allergy. Journal of Allergy and Clinical Immunology.2000，106：579-584
[3] 卓素珍. 鮟鱇鱼皮胶原蛋白的性质、组成及应用研究：[硕士学位论文].浙江：浙江工商大学，2009
[4] 刘丛力，李娟，张双灵，王彩理，滕瑜.虹鳟鱼皮营养成分及其胶提工艺探讨[J].食品研究与开发，2013，34（8）：97-99
[5] 易继兵，李八方，赵雪，闫鸣艳，庄永亮.狮子鱼皮胶原蛋白的提取及理化性质研究[J].食品工业科技，2010，31（4）：65-67，70
[6] 王立慧，马倩，张裕中. 基于超细粉碎技术的鮰鱼鱼皮胶原热稳定性的研究[J].食品工业科技，2014，1：70-73
[7] Nagai T， Suzuki N. Isolation of collagen from fish waste material-skin， bone and fins. Food Chem. 2000， 68： 277-281
[8] Shaokui Zeng，Juanjuan Yin，Shuqi Yang，Chaohua Zhang，Ping Yang，Wenlong Wu.Structure and characteristics of acid and pepsin-solubilized collagens from the skin of cobia （Rachycentron canadum）. Food Chemistry.2012，135：1975-1984
[9] Nagai T， Araki Y， Suzuki N. Collagen of the skin of ocellate puffer fish （Takifugu rubripes）. Food Chem. 2002，78：73-177
[10] 闫鸣艳. 狭鳕鱼皮胶原蛋白结构和物理特性的研究：[硕士学位论文].山东：中国海洋大学，2009
[11] Woo JW， Yu SJ， Cho SM， Lee YB， Kim SB. Extraction optimization and properties of collagen from yellowfin tuna （Thunnus albacares） dorsal skin. Food Hydrocolloids. 2008， 22： 879-887
作者简介：赵钰，1990-01-10，女，山东临沂，中国海洋大学海洋生命学院，2011级细胞生物学硕士，方向：细胞工程。
关键词：鱼皮胶原蛋白；提取；热稳定性；羟脯氨酸
胶原蛋白是细胞外基质的主要成分，主要生理功能是提高组织的强度和抗性，广泛地分布在所有的多细胞动物中，主要存在于结缔组织中。胶原蛋白约占生物体总蛋白含量的30%左右[1]，脊椎动物体内，腱和骨骼的细胞外蛋白质中，胶原含量达90%以上，骨和软骨中的胶原含量有10%-20%，血管里含有胶原7%-8%。胶原蛋白也广泛地存在于水生动物的肌肉和皮肤中。目前生物医学等领域普遍使用从牛腱、牛皮等哺乳动物组织提取的胶原蛋白，而近两年口蹄疫、疯牛病的爆发使得哺乳动物胶原蛋白面临严重的安全性问题，因此急需寻找一种合适的替代品。水产动物的胶原蛋白如鱼皮胶原蛋白是比较合适的胶原来源，因为鱼类胶原蛋白极易获取，没有宗教问题，没有免疫原性等方面的安全性问题，有报道称有患者对牛和猪来源的明胶（胶原蛋白变性产物）过敏而对鱼来源的明胶不过敏[2]。因此鱼皮胶原蛋白成为目前研究的热点。
1. 鱼皮胶原蛋白的提取
现在很多人已经进行了鱼皮胶原蛋白的提取，比如鮟鱇鱼[3]，虹鳟鱼[4]，狮子鱼[5]，斑点叉尾鮰鱼[6]等。
根据提取胶原蛋白的介质有以下几种方法：碱法提取，盐法提取，酸法提取和酶法提取。碱法提取采用碱溶解胶原蛋白，但是碱容易造成肽键的水解，产生有细胞毒性的产物，因此不常用；盐法提取常使用中性盐溶液，当盐溶液达到一定浓度时，胶原蛋白会发生溶解，但盐法提取工艺不稳定，而且提取的量较少；酸法提取主要通过酸性条件破坏胶原蛋白分子间的盐键和Schiff键，促进胶原纤维的膨胀和溶解，能够最大程度的保持胶原蛋白的三股螺旋结构，但产率不高；酶法提取通常使用胃蛋白酶切掉端肽区的缩氨酸，从而达到溶解胶原蛋白的目的，同时还能去除胶原的免疫原性，而且不破坏胶原蛋白的三股螺旋结构，因此用酶法提取胶原蛋白能够得到更高的产量。但是胃蛋白酶会引起€%Z1链和€%Z2链的展开，其三股螺旋的结构不如酸法保持的好。
2. 鱼皮胶原蛋白的性质及其检测
2.1 鱼皮胶原蛋白的性质
（1）胶原含量：用酸法提取的幼年和成年尖吻鲈鱼皮胶原蛋白含量分别是63.1%和58.7%[1]，而在七星鲈鱼、白腹鲭和宽纹虎鲨中鱼皮胶原蛋白的含量分别为51.4%，49.8% 和50.1%[7]。胶原蛋白含量的不同通常跟鱼的种类、年龄和季节有关。
（2）羟脯氨酸含量：丰富的亚氨基酸能够提高交联的程度，而亚氨基酸中最重要的是羟脯氨酸，它在稳定胶原的三股螺旋结构中起到重要的作用。一般鱼皮胶原的羟脯氨酸在7%-10%左右。酸法和酶法提取的军曹鱼皮胶原中羟脯氨酸含量分别为9.4%和7.9%[8]，而狮子鱼皮的羟脯氨酸含量为6.1%[5]。
（3）胶原的热变性温度：羟脯氨酸的含量与胶原的热变性温度有很大关系，同时胶原分子的二级、三级、四级结构也影响着胶原的热变性温度。酶法提取红鳍东方鲀鱼皮胶原的热变性温度为28℃，比猪皮胶原的热收缩温度低了9℃[9]，而酸法提取的狭鳕鱼鱼皮胶原的热变性温度为24.6℃[10]。
（4）胶原溶液的粘度：胶原溶液的表观粘度反映了胶原的流变力学特征。Woo等研究发现黄鳍金枪鱼皮胶原的相对粘度在32℃时降至70%，此后下降的速度变慢[11]。
2.2 鱼皮胶原的性质检测
研究胶原结构特性的方法有很多，比如体积排除色谱-多角激先散射仪、荧光共聚焦显微镜、扫描电镜和透射电镜、圆二色谱、电泳分析、介电分析、差示扫描量热法、傅里叶变换红外光谱学和拉曼光谱学等。纳米技术在用于研究明胶的结构上也得到越来越多的关注。
胶原蛋白的获取性和无毒的特点使其在生物医学和制药方面有广泛的应用，如作为药物或药物载体、包装材料、组织工程载体的材料等。相信随着鱼皮胶原蛋白的深入研究，鱼皮胶原蛋白将应用于各个领域，有广阔的发展前景。
参考文献：
[1] Muyonga JH， Cole CGB， Duodu KG. Characterisation of acid soluble collagen from skins of young and adult Nile perch（ Lates niloticus）. Food Chem. 2004， 85： 81-89
[2] Sakaguchi M， Toda M， Ebihara T， Irie S， Hori H， Imai A， et al. IgE antibody to fish gelatin （type I collagen） in patients with fish allergy. Journal of Allergy and Clinical Immunology.2000，106：579-584
[3] 卓素珍. 鮟鱇鱼皮胶原蛋白的性质、组成及应用研究：[硕士学位论文].浙江：浙江工商大学，2009
[4] 刘丛力，李娟，张双灵，王彩理，滕瑜.虹鳟鱼皮营养成分及其胶提工艺探讨[J].食品研究与开发，2013，34（8）：97-99
[5] 易继兵，李八方，赵雪，闫鸣艳，庄永亮.狮子鱼皮胶原蛋白的提取及理化性质研究[J].食品工业科技，2010，31（4）：65-67，70
[6] 王立慧，马倩，张裕中. 基于超细粉碎技术的鮰鱼鱼皮胶原热稳定性的研究[J].食品工业科技，2014，1：70-73
[7] Nagai T， Suzuki N. Isolation of collagen from fish waste material-skin， bone and fins. Food Chem. 2000， 68： 277-281
[8] Shaokui Zeng，Juanjuan Yin，Shuqi Yang，Chaohua Zhang，Ping Yang，Wenlong Wu.Structure and characteristics of acid and pepsin-solubilized collagens from the skin of cobia （Rachycentron canadum）. Food Chemistry.2012，135：1975-1984
[9] Nagai T， Araki Y， Suzuki N. Collagen of the skin of ocellate puffer fish （Takifugu rubripes）. Food Chem. 2002，78：73-177
[10] 闫鸣艳. 狭鳕鱼皮胶原蛋白结构和物理特性的研究：[硕士学位论文].山东：中国海洋大学，2009
[11] Woo JW， Yu SJ， Cho SM， Lee YB， Kim SB. Extraction optimization and properties of collagen from yellowfin tuna （Thunnus albacares） dorsal skin. Food Hydrocolloids. 2008， 22： 879-887
作者简介：赵钰，1990-01-10，女，山东临沂，中国海洋大学海洋生命学院，2011级细胞生物学硕士，方向：细胞工程。