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材料與方法

3.Crude protein 4.Total sugars

3-2 原料來源及處理

本試驗所使用的雞冠,購自台東市場,將所購買的雞冠於自來水中清 洗,把血液以及髒污的部位去除後,將雞冠切成直徑大約1至1.5公 分,分袋包裝,於-20℃下保存。

3-3 雞冠一般化學組成分析

(1)水份測定(A.O.A.C.,1984)。

A. 洗淨坩鍋後置於105℃烘箱乾燥1小時以上,取出恢復到室溫,測 量、紀錄乾燥後重量。

B. 精確秤取樣品5克,再放入105℃烘箱乾燥3~5小時,取出恢復至室 溫秤重,測量並紀錄之。

水分(﹪)=b-c / b-a × 100 a:坩鍋之重量(g)

b:坩鍋加樣品之重量(g)

c:坩鍋加樣品乾燥至恆重時之重量(g)

(2)灰份測定(A.O.A.C.,1984)。

A. 將坩堝洗淨,置於500℃灰化爐中至少加熱5小時。

B.稱取坩鍋重量,精確秤取樣品,蓋上坩堝蓋,移入灰化爐。 凱氏法(Kjedhl method)

實驗試劑

1. 指示劑(0.2% methyl red:0.2% bromocresol green=1:5)

2. 4%硼酸溶液

50mL,放入250mL 三角燒瓶。

C. 加入3~5滴指示劑(0.2% methyl red:0.2% bromocresol green(1:5),連接蒸餾裝置,使冷凝器下端浸入三角瓶之硼酸

2.濃硫酸98%

3.葡萄糖標準工作溶液:精秤0.1g葡萄糖,定量到100mL,此為1mg/mL 葡萄糖標準工作溶液

葡萄糖標準曲線配製

取為2.0 、4.0、 6.0 、8 .0、10.0μg/mL葡萄糖溶液,取上述不同 濃度的1mL葡萄糖溶液,各加入1mL 5% 酚溶液,於10~20秒內加入5mL 濃硫酸溶液,混合均勻放入水浴槽於25℃水浴15分鐘,以分光光度計

2. 醋酸溶液(acetic acid solution):250ml的醋酸加蒸餾水定容至

4000ml,使其濃度為0.5 mol。

3. 丙酮(acetone)

4. 99.5%乙醇(alcohol) 實驗流程

A.秤取回溫的250克雞冠並去除多餘水分,而後加入胃蛋白酶溶液及 醋酸溶液,先以果汁機高速攪均作用大約10至15分鐘後取出。

B.將液體移入大型三角錐瓶並架設攪拌裝置(SHIN KWANG DC-15),移 至冷藏櫃10℃中持續攪拌24小時(轉速調至6),使醋酸溶液和胃蛋白 酶溶液和雞冠完全作用。

C.膠原蛋白粗萃取液以高速離心機離心以分離雜質,離心轉速為5000 xg、時間為30分鐘、溫度為10℃,離心後取上層液。

D.把膠原蛋白粗萃取液加入等量的丙酮溶液,將丙酮相(acetone phase)及水相(water phase),兩相液體分別收集分裝之。

E.懸浮的白色膠原蛋白取出後加入百分之99.5%的乙醇浸泡大約10分 鐘後,再以高速離心機離心以去除乙醇,離心設定的條件是,轉速 為 5000xg,10分鐘,10℃,離心後去除上層液體得可得膠原蛋白。

圖 3-1 膠原蛋白萃取流程圖

註: 丙酮相(acetone phase)及水相(water phase),兩相液體分別收

集分裝之

3-4-2玻尿酸萃取 實驗試劑的配製

1.95%乙醇(alocohol)

2.氫氧化鈉(sodium hydroxide)5M 3.丙酮(acetone)

實驗流程

A.將丙酮相(acetone phase)液體取出後倒入分液漏斗,再加入等量 的丙酮,靜置1小時等待其分層,取上層使用。

B.把上層的液體100mL加入三倍量的95%乙醇,再加入5M氫氧化鈉 4mL,在室溫下攪拌12小時使玻尿酸沉澱。

C.將玻尿酸粗萃取液使用高速離心機離心,離心轉速為5000 xg、時 間為10分鐘、溫度為10℃,離心後去除上層液體得可得玻尿酸。

圖 3-2 玻尿酸萃取流程圖

3-4-3 產物分析

(1)玻尿酸薄層層析(Macherey,1990) 實驗試劑

1. 展開劑:methanol/0.01M potassium phosphate buffer(1:1) 2. 染劑:(0.1% alcian blue、50% alcohol、10mL acetic acid加入

蒸餾水定量至300mL / 0.04g bromocersol green加入95% alcohol 定量到100ml.(1:1 v/v))

實驗流程

A.取矽膠薄層板(silica gel TLC)裁切適當大小在由底部向上三公分 處及12公分處劃上各一水平線。

B.將兩相液體water phase 、acetone phase與膠原蛋白標準品溶液 以毛細管在底部三公分處,滴上水溶液等待其乾燥。

(2)膠原蛋白薄層層析(Macherey,1990) 實驗試劑

1. 展開劑:1M acetic acid / 1M hydrochloric acid(1:1)、0.5M sodium acetate,加入water/methanol(20%)

2. 染劑:添加1% ninhydrin至pyridine/glacial acetic (5:1,v/v) 實驗流程

A.取矽膠薄層板裁切適當大小在由底部向上三公分處及12公分處劃 上各一水平線。

B.將分層的兩相溶液water phase 、acetone phase與膠原蛋白 type 1標準品水溶液以毛細管在底部三公分處,滴上水溶液等待其乾燥。

羥脯胺酸含量分析(hydroxyproline assay) (藍等,2006)

實驗試劑

1. Citrate buffer solutions pH 6.8:26g citrate,14g sodium hydroxide和78g sodium Acetate溶於500ml蒸餾水中,加入250ml n-propyl alcohol,用蒸餾水定量1000mL。此液於4℃在深色瓶中 保存,可穩定幾個星期。

2. Chloramine T 試劑:溶解1.41g chloramine T於100mL citrate buffer solutions(現配現用)。

3. P-dimethylaminobenzaldehyde reagent:35mL perchloric acid.

[60%(m/m)],稱取10g p-dimethylaminobenzaldehyde,,緩慢 加入65mL isopropyl alcohol(現配現用)。

4.Hydroxyproline.標準儲備液,500μg/mL:準確稱hydroxyproline 標準品50.0mg,用少量水溶解於100mL容量瓶中,加入一滴3 mol/L 硫酸酸定容至刻度。該溶液在4℃下能穩定至少一個月。

5.Hydroxyproline標準工作液:吸取5mL hydroxyproline標準儲備液

500ml容量瓶中,用蒸餾水稀釋定容(臨用前配),濃度5μg/mL。

羥脯胺酸(hydroxyproline)標準曲線配製

配製羥脯胺酸濃度分別為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6μg/mL。吸 取4mL上述稀釋好的溶液於具塞試管中,加入2mL chloramine T,搖

勻後在室溫下放置20min,加入2mL p-dimethylaminobenzaldehyde

1. 林格試液: (860mg sodium chloride, 30mg potassium chloride

和33mg calcium chloride 加蒸餾水定量至100mL pH 7.0。

(3)膠原蛋白SDS-PAGE 電泳分析(Nagai, et al., 2000) 實驗試劑

1. 5X running buffer pH 8.3: Tris 90 mM 54.5 g、EDTA·2Na 2.5 mM 4.7 g、Boric acid 80 mM 24.8 g、加水800 mL 溶解,以NaOH 調pH至8.4後,加水至1000 mL,室溫保存。使用時以蒸餾水稀釋 五倍。

2. 蛋白質變性液(protein denaturing solution):取distilled water 4mL,pH6.8的0.5M tris-HCl 1mL,glycerol 1mL,10%SDS 1.6mL,2-β-mercatoethanol 0.4mL, 0.05%(w/v) bromophenol blue 0.2mL移入褐色瓶並貯存於4℃下備用。

3. Fixing solution

取250mL isopropanol,100mL glacial acid,以去離子水定量至 650mL,並貯存於4℃下備用。

4. 膠片染色液(CBR R250)

0.25% comassie Brillant R250,25% isopropanol 7% acetic acid 再以蒸餾水定量至1000mL,貯存於室溫下備用。

A .膠片(PIERCE,4~20% PreciseTM GEL)以固定夾固定後,於電泳槽 (Mini-protein,BIO-RAD)中注入running buffer。

B .以微量注射器吸取10μL 樣品液,注入stacking gel 之凹槽中。

C. 啟動電源供應器,以110V之電力條件進行泳動。

D.當藍色指示劑到達離膠片底部約0.5cm時即停止泳動。

E.將膠片從裝置上取下,將膠片取出,將膠片置於有蓋之塑膠盒

,加入染色液後於震盪器染色30分鐘。

1.牛血清蛋白(bovine serium albumin,BSA) 2.Bio-Rad染劑(dye reagent)

蛋白質標準曲線配製

1.以牛血清蛋白(bovine serium albumin, BSA)為標準品,配置濃度 0.5~50μg/mL為標準品。

2. 取樣品以蒸餾水定量至200mL,在加入1000μL的Bio-Rad染劑 (dye reagent),反應5分鐘,再用分光光度計在波長595nm測量各 個不同濃度標準溶液的吸光值,然後以濃度對吸光值作圖,即可得 到蛋白質濃度標準曲線。

實驗流程

取樣品以蒸餾水定量至200μL,在加入1000μL的Bio-Rad染劑,反應5

分鐘,再以利用分光光度計在波長595nm測量吸光值,將之代入標準曲 線後,再乘以稀釋倍率,可得蛋白質濃度。

(5)膠原蛋白等電點測定(王,2001) 實驗試劑

1. 3%醋酸溶液

2. 6 mol/L 氫氧化鈉 實驗流程

將所萃取出的膠原蛋白溶解於3%醋酸溶液中,在緩慢滴入6 mol/L 氫 氧化鈉,直至發生沉澱,此時用pH meter測定其pH值。

3-6 玻尿酸特性分析

(1)玻尿酸濃度分析(Bitter,1962) 實驗試劑

1. 硼砂硫酸液: 稱取2.38 g 四硼酸鈉(Sodium tetraborate),溶於 250 mL 濃硫酸中。

2. Carbazole試液: 稱取0.125 g carbazole 溶於100 mL 無水乙醇,

保存於4℃冰箱(約可保存三個月)。

葡萄糖醛酸標準曲線配製

值為本質黏度( [η],intrinsic viscosity)。最後利用Mark-Houwink方 程式(陳,1996)來推算玻尿酸的分子量:[η]=KMa,此時K=0.029,

a=0.80。

t:幾丁聚醣溶液通過毛細管b、d 兩處所需的時間 t0:溶劑通過毛細管b、d 兩處所需的時間

C:樣品的濃度

圖 3-2 Ubbelohde 黏度計

圖 3-3 應用外插法求極限黏度

四 結果與討論

4-1 雞冠一般化學特性

雞肉不可食部份(inedible portion of meat)含有大量之蛋白質如 膠原蛋白、彈性纖維蛋白、角蛋白以及血液蛋白等(陳,2000)。

本實驗所使用的雞冠平均為 35g,表 4-1 為雞冠的一般化學組成成份, 其水份、灰份、粗蛋白、總糖量分別為 83、0.2、9.25、5.92﹪,由 結果中發現雞冠中水分含量最高,推論這是由於雞冠中富含黏液,導 致水分含量較高,而粗蛋白在雞冠成分中也有 9.25%,而灰份、總糖量 在雞冠成分中所佔的百分比較低,經換算雞冠內粗蛋白中含有 80%的 膠原蛋白,而雞冠中總糖內含有 72%的玻尿酸。

圖 4.1 總糖標準曲線

表 4-1 雞冠之一般化學組成

4-2 薄膜層析

由於雞冠是玻尿酸含量為最高的動物組織,所以萃取膠原蛋白後想測 試是否在兩相液體中有玻尿酸的成分在,所以將玻尿酸及膠原蛋白的 標準品分別配置與丙酮相與水相做薄膜層析,在圖 4-2 (A)可看出除 了膠原蛋白標準品有跑出,但是在丙酮相與水相並無跑出,而在 4-2(B) 中可發現玻尿酸與由丙酮相所萃取出的玻尿酸跑出的 Rf 值相同,於 是可推測在萃取完膠原蛋白的上層液丙酮相中有玻尿酸的成分,於是 之後便取丙酮相來做玻尿酸後續的萃取液。

圖 4-2 薄膜層析 A. 膠原蛋白薄膜層析圖

B. 玻尿酸薄膜層析圖

4-3 膠原蛋白濃度測定

由於膠原蛋白中含有大量的羥脯胺酸(hydroxyproline),這是這類蛋白 A

羥脯胺酸(hydroxyproline)來做標準曲線,最後再回推即可得膠原蛋 白濃度。以樣品所測出的吸光值帶入在圖 4-3 標準曲線,再乘以稀釋 倍數,即得到羥脯胺酸的濃度 0.29 mg/mL,而羥脯胺酸在膠原蛋白 內佔 12.5%故將所得到的濃度乘上 12.5,故樣品所測得的膠原蛋白濃 度為以膠原蛋白粗萃取中所萃取出的膠原蛋白濃度為 3.6mg/mL,而 在丙酮相中第二次所萃取出的膠原蛋白濃度為 0.4mg/mL,而兩次所 萃取的膠原蛋白濃度濃度相加為 4 mg/mL,而經換算得到膠原蛋白的 純度為 57%,而回收率為 85%,影響膠原蛋白的純度是由於不同的萃 取方法所能萃出的膠原蛋白含量會有差異性,且本實驗所採用的方法 中在後續處理方面並未有純化的過程,使得有非膠原蛋白的物質在其 中,之後若能在此有後續的研究相信能提高膠原蛋白的純度。

圖 4-3 羥脯氨酸(hydroxyproline)標準曲線

圖 4-4 雞冠萃取出膠原蛋白濃度(1)由膠原蛋白粗萃取液中第一次萃 取出膠原蛋白(2)由丙酮相中第二次萃取出膠原蛋白

4-4 膠原蛋白蛋白質濃度測定

由於在雞冠的成分分析中可發現,雞冠除了水分之外其蛋白質含量為 高, 經由實驗測出萃取出膠原蛋白產物的總蛋白量,在比對膠原蛋白 含量即可得知在萃取過程中雜蛋白去除是否完全,故我們測定所得到 樣品的蛋白質濃度為 13.4.mg/mL 與相同使用醋酸溶液處理 24 小時的 5.24mg/mL(傅等,2004)相比來的高,而在此數據中可看出樣品中蛋白 質濃度有 13.4mg/mL,但是在膠原蛋白濃度測定的結果中只 4mg/mL,

由此數據可看出此樣品中雜蛋白去除的不夠完全,導致膠原蛋白的純 度偏低。

4-5 膠原蛋白等電點測定

當蛋白質溶液處於某一 pH 時,蛋白質游離成正、負離子的趨勢相等,

即成為兼性離子(zwitterion,淨電荷為 O),此時溶液的 pH 值稱為蛋 白質的等電點(isoelectric point,簡寫 pI)。當到達等電點時蛋白 質會沉澱,而樣品所測出的等電點為 pH 6.5,亦即再此 pH 下會產生 沉澱,所以等電點可用來對於膠原蛋白分離的一個指標。

圖 4-5 蛋白質標準曲線

4-6 蛋白質電泳(SDS–PAGE)

(1)膠原蛋白類型鑑定

電泳是普遍來觀察膠原蛋白二級結構的工具(Deyl, et al.,2000)並

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