鱼鳞蛋白肽-钙螯合物的有效制备、结构表征及其促钙吸收效果与机制研究

鱼鳞是鱼类加工的主要副产物，主要由鱼鳞蛋白和钙盐组成。本研究从鱼鳞蛋白酶解物螯合钙离子的特性着手，研究鱼鳞蛋白肽及其侧链基团与钙离子螯合的机制与有效性，通过对螯合反应条件的优化与控制，制备鱼鳞蛋白肽-钙螯合物，并采用体外胃肠道模拟与动物试验评定螯合钙的生物学稳定性与钙吸收的效果。在此基础上，分离纯化鱼鳞蛋白钙离子螯合活性肽，鉴定其氨基酸序列与钙螯合位点，解析鱼鳞蛋白肽结构与钙吸收的关系，探讨其促进钙吸收的效果与机制。本项目的研究不仅可丰富蛋白肽促进矿物质元素吸收的理论，还将为钙营养补充剂的研发及鱼鳞的高效利用提供科学依据与技术支持，具有重要的理论价值和现实意义。

本研究经酶解鱼鳞蛋白制备鱼鳞钙离子结合活性肽，并通过优化螯合条件，制备了鱼鳞蛋白肽-钙螯合物，通过Caco-2细胞实验和动物模型实验研究了鱼鳞蛋白肽-钙螯合物的生物学稳定性及其补钙效果，分离纯化了钙离子结合活性肽，测定了该活性肽的一级结构序列，并对肽-钙螯合物的结构进行了表征，本研究可为新型钙营养补充剂的研发提供理论基础。.鱼鳞粉在酶解前须经0.4 mol/L HCl脱钙处理，在酶解条件优化过程中，鱼鳞粉经胃蛋白酶、胰蛋白酶及风味蛋白酶分步酶解14h后，其酶解物的持钙能力可达13.93mg钙/g蛋白，是胰蛋白酶单酶水解的5.32倍。在酶解产物蛋白浓度2 mg/mL条件下，螯合反应温度50℃，pH 6.0，蛋白：氯化钙质量比为6:1（w/w），螯合反应时间40 min时，鱼鳞肽与钙的螯合率最大。.鱼鳞蛋白酶解液经羟基磷灰石（HA）亲和层析、Sephadex G-15凝胶柱层析及高效液相色谱（HPLC）分离层析后，经MALDI-TOF-MS/MS鉴定F312组分，其氨基酸序列从N-端至C-端依次为Asp-Gly-Asp-Asp-Gly-Glu-Ala-Gly-Lys-Ile-Gly （分子量1033 Da），此十一肽含有4个酸性氨基酸（Asp、Glu），4个Gly，2个非极性氨基酸（Ala、Ile）和1个带正电荷的Lys。.与鱼鳞蛋白酶解物相比，鱼鳞蛋白肽-钙螯合物的红外光谱、X-射线图谱及其超微结构发生了显著变化，这表明在螯合过程中发生了明显的结构转型，酰胺键等化学键参与了螯合的过程且倾向于形成C-O-Ca键，在FTIR光谱中出现新的吸收峰。采用Caco-2细胞模型与动物实验相结合的方法，对比无机钙、鱼鳞蛋白肽-钙螯合物、酪蛋白磷酸肽肽-钙螯合物的钙生物学利用率，并结合结构分析探讨鱼鳞肽促进钙吸收的效果与机制。结果表明，在Caco-2细胞模型中，鱼鳞蛋白肽-钙螯合物可显著增加钙在细胞中的储留率、转运率及吸收率，且随着磷含量的增加，鱼鳞肽-钙螯合物的钙储留率和吸收率均显著增加；在大鼠动物模型试验中，与无机钙CaCL2相比，鱼鳞蛋白肽-钙螯合物显著增加大鼠钙的吸收率（64.18%）和血钙含量（2.58 mmol/L），增加大鼠股骨重量和骨钙含量，增大骨密度，并使大鼠股骨的生物力学指标维持在较高水平。