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本论文探讨了酶法提取分离鲜猪皮胶原的最佳工艺,鉴定了胶原产物的部分性能,并将保持了天然结构、具有生物活性的胶原产物研制成一种新型生物海绵敷料,确定了产品的最佳制备工艺,制定了产品各项物理性能指标。
本论文具体研究内容和结果如下:
1.为了加强猪皮脱脂效果,采用超声波介入常规皂化的脱脂工艺,发现超声波介入可以明显提高鲜猪皮的脱脂率,并可使猪皮表皮发生剥落,有利于去除杂蛋白,得到纯度更高的胶原产物;实验确定了最佳脱脂工艺为:鲜猪皮碎料50g,NaOH碱液浓度3‰,猪皮与碱液质量比1∶5,超声波工作频率20KHz,功率50w,操作15min停45min,如此进行6个单元操作,即超声波累计作用90min,此时猪皮脱脂率为65.8%,是相同时间下常规皂化脱脂率的1.5倍;脱脂前后猪皮蛋白质氨基酸组成发生了比较明显的变化。
2.红外图谱和DSC鉴定结果均表明,超声波脱脂处理不影响猪皮胶原保持其天然活性以及完整的三股螺旋结构;20℃下提取的胶原仍然保持着良好的三股螺旋结构,而40℃下提取的胶原已经发生变性,三股螺旋结构已经被解开;综合考虑,本实验最终确定酶法提取分离猪皮胶原的工艺为:选用经过超声波介入脱脂处理的猪皮为原料,料液比=1∶10,m(酶)∶m(原料)=1∶50,选用酶活力为3000U/mg的胃蛋白酶,提取时间定为24小时,提取温度为0~4℃。此时猪皮降解率约为60%。
3.对胶原产物部分性质进行测定,得出:紫外最大吸收在225nm处,符合胶原特征;纯度相当高,为95.7%;等电点约为4.91;热变性温度约为38℃;数均分子量为4.81×10<3>g/mol,重均分子量为2.57x10<5>g/mol,分布较为集中且呈连续分布状态;产物氨基酸组成非常符合胶原的一级结构特征,并且纯度也较高,可用做生物医用材料。
4.通过正交实验并综合考虑各因素,最终确定胶原/壳聚糖复合海绵的制备工艺确定为∶用0.5mol/L的醋酸溶液分别将胶原、粘均分子质量为15万的壳聚糖配置成1g/100ml的溶液,将两溶液按照体积比3∶2混和,然后添加浓度为0.05%的精制戊二醛交联剂,使其占产品干重的15.0%;将溶液进行充分混和并脱气;注入经过预冻处理的口径f10cm的培养皿中,每皿30ml,在-30℃下预冻4h以上;将预冻好的样品迅速转入真空冷冻干燥机干燥24h左右即得复合海绵成品。
5.测定了复合海绵的各项物理指标:厚度约为0.588mm:表观密度约为7.621x10<-2>mg/cm<3>;孔径为50~100μm;孔隙率约为78.8%;润湿时间为71s;吸水率约为2倍;溶失率约为33.03%;pH值约为5.19;灰分约为1%。与国内相关产品以及意大利GELFIX胶原海绵的质量标准相比,本产品各项物理性能指标均在要求范围之内。