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乌鳢是广东的优势淡水养殖鱼类,养殖面积达到6.8万亩,年产量约为22万吨。其肉质鲜美,营养价值高。食用乌鳢可起到促进伤口愈合,增强机体免疫力和快速恢复体能的功效。但当前乌鳢的加工模式以鲜销和冻鱼片为主,大量具有生物活性鱼皮、鱼鳞和鱼骨等副产物被抛弃。因此,本研究采用具有特殊功效的乌鳢鱼皮作为原料制备胶原蛋白肽(CP),并对其进行理化特性和微观结构的进行分析。在此基础上,研究不同外界条件(温度、p H值和离子强度)作用下乌鳢胶原蛋白肽自组装聚集体的微观结构和理化性质,从而得出不同条件对乌鳢胶原肽聚集体结构稳定性的影响;进一步研究了不同交联剂交联处理对胶原肽聚集结构的凝胶特性和稳定性影响。将获得的6种不同胶原肽交联材料包埋药物吲哚美辛,通过体外胃肠消化模拟,揭示各交联包合物体外消化过程中的结构变化和缓释性能,为鱼皮胶原蛋白肽在药物缓释的开发和研究提供理论参考。本研究主要成果如下:1、乌鳢胶原蛋白肽的制备和结构特性的研究:采用胃蛋白酶对酸溶性乌鳢胶原蛋白进行酶解获得酶解胶原肽,通过紫外光谱、荧光光谱、扫描电子显微镜(SEM)和体积排阻色谱法测定酶解前后的乌鳢胶原蛋白和酶解胶原肽的结构和分子量的变化。结果表明:酶解胶原肽光谱扫描中其紫外及荧光最大吸收值均增加,且发生红移现象,说明胃蛋白酶处理胶原后,更多的紫外吸收基团和荧光发光基团暴露,且胶原结构发生变化;经体积排阻色谱法测定两者分子量分布发现,胶原蛋白分子量大于66430 Da占58.41%,酶解后的胶原肽仅占0.28%,而处于0-451 Da分子量的胶原肽含量从2.75%增加到27.07%,表明具有更多的小分子活性肽产生;采用SEM和TEM观察两者微观结构,胶原蛋白较酶解胶原肽结构更为连续,但胶原肽自组装结构更为丰富多样,表明酶解后的小分子肽仍具有自组装的能力,且可形成新的胶原肽聚集结构。2、不同外界条件(温度、pH值及离子强度)对乌鳢胶原肽自组装微观结构和理化特性的影响:通过测定乌鳢胶原肽的浊度、微观结构、粒径、粘度和圆二光谱,分析不同外界条件对胶原肽的结构特性和理化性质的变化规律。结果表明:在20～52 ~oC、p H 4～10、离子强度0～500 m M测定范围内乌鳢胶原肽自组装最适宜的温度、p H值及离子强度分别为30 ~oC、p H 8和150 m M。在该条件下,胶原肽自组装体的纤维紧密性、粒径及粘度均达到最大值。SEM、粒径和粘度结果表明,过低或过高的温度、p H值及离子强度条件下均不利于形成结构稳定紧密的胶原聚集体,微观结构紧密性、粒径和粘度值偏低;乌鳢胶原肽浊度和DSC测定中发现,升温和提高离子强度可加快胶原肽自组装速率,但乌鳢胶原肽存在较低的变性温度33.8 ~oC,当胶原肽长时间处于高于变性温度的条件下,乌鳢胶原肽将失去自组装能力。因此,将外界环境(温度、p H值及离子强度)控制在适宜条件下是更高效形成具有更高稳定性胶原肽自组装结构的关键。3、乌鳢交联胶原蛋白肽的凝胶特性和结构稳定性的研究:通过添加羧甲基壳聚糖(CMCS)、谷氨酰胺转氨酶(TG)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)/N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)对胶原肽(CP)凝胶进行交联处理,分别获得不同交联处理的交联凝胶材料(CP、CP-TG、CP-EDC/NHS、CP-CMCS、CP-CMCS-TG和CP-CMCS-EDC/NHS),再对6种不同的胶原肽形成的交联凝胶进行荧光光谱、G’、G’、粘度、微观结构、粒径、质构和持水性等指标测定分析。结果表明,交联剂和CMCS的添加均可提高胶原肽自组装体的凝胶特性和结构稳定性。其中EDC/NHS对胶原肽与CMCS共混自组装体的交联获得的CP-CMCS-EDC/NHS的凝胶强度和结构稳定性相比纯胶原肽聚合物提高效果最为明显,荧光光谱测定其最大荧光值从69.36降至42.01,微观结构表明CP-CMCS-EDC/NHS纤维紧密性最高,且其平均粒径比纯胶原肽颗粒大19.51μm,持水性从72.04%增大至95.85%、硬度增大134.62%、G’、G’及剪切粘度均为各交联样品的最大值,表明EDC/NHS对胶原肽与CMCS共混自组装体凝胶特性具有显著(p<0.05)的增强作用。4、胶原肽交联包埋物的胃肠消化缓释和Caco-2细胞毒性的研究:为了探究各交联材料包埋药物吲哚美辛的缓释性能及其生物相容性,通过体外模拟胃肠消化测定各缓释材料的各阶段的释药量、粒径变化,采用Caco-2测定其中缓释效果最好的包埋物的细胞毒性。结果表明:CP-CMCS-EDC/NHS包埋效果最佳,药物包埋率为85.11%,高于其它交联材料;对比各材料包合物进行胃肠消化,发现CP-CMCS-EDC/NHS-Indo较其它材料包埋物效果更为明显,在胃部药物释放率为18.24%,表明其可抵制胃部对胶原纤维的溶解的同时,是药物到达肠道后可较长时间释放,从而减轻吲哚美辛对胃肠道带来的不适;在对CP-CMCS-EDC/NHS-Indo包埋物的壁材(CP-CMCS-EDC/NHS)、芯材(吲哚美辛)及包埋物自身进行Caco-2细胞毒性实验中,测得3者100%浸提液培养的细胞存活率分别为84.91%、26.57%和80.51%,芯材对Caco-2细胞毒性评级为3级,而其包埋后包埋物细胞毒性评级为1级,表明包埋处理可有效减轻芯材对Caco-2细胞的毒性,可应用于口服药物缓释。