بهينه سازي استخراج و تعيين ويژگي هاي فيزيكوشيميايي كلاژن حاصل از غشاي داخلي پوسته تخم مرغ

Optimization of Extraction and Determination of Physicochemical Properties of Collagen from Eggshell Membrane

سابقه و هدف: كلاژن از جمله پروتئين هايي است كه داراي كاربردهاي مختلفي در صنايع دارويي، آرايشي، پزشكي و غذايي است كه به طور معمول از منابع مختلفي مانند پوست گاو، خوك، مرغ و ماهي تهيه مي شود. هدف از اين پژوهش بهينه سازي استخراج كلاژن از غشاي داخلي پوسته تخم مرغ و تعيين ويژگي هاي فيزيكوشيمايي آن است. مواد و روش ها: بازده استخراج كلاژن در غلظت هاي مختلف هيدروكسيد سديم (0/2-1/2 نرمال)، در زمان هاي تيمار مختلف (6-36 ساعت)، غلظت هاي آنزيم پپسين (U/mg90-15) و زمان هاي هيدروليز آنزيمي (6-60 ساعت) با روش سطح پاسخ (RSM) انجام شد و همچنين ويژگي هايي مانند تعيين ميزان حلاليت در pH و غلظت هاي مختلف نمك، تعيين وزن مولكولي و آناليز اسيدهاي آمينه مورد بررسي قرار گرفت. يافته ها : مهم ترين عوامل استخراج كلاژن با استفاده از روش سطح پاسخ بر طبق طرح مركب مركزي (CCD) بهينه سازي شدند. غلظت سود 0/76 نرمال، زمان تيمار قليايي 18 ساعت، غلظت آنزيم U/mg50، زمان هيدروليز 43/42 ساعت، شرايط بهينه براي استخراج كلاژن محلول با استفاده از آنزيم پپسين PSC)) از غشاء پوسته تخم مرغ هستند كه در اين شرايط، بازدهي 30/049 درصد به دست آمد. انحلال پذيري كلاژن در 3pH= و غلظت NaCl كمتر از 2% به دست آمد. آناليز اسيدهاي آمينه نشان داد كه گلايسين با 322 اسيد آمينه در هزار به عنوان بيشترين اسيد آمينه و ميزان ايمينواسيد (مجموع اسيدهاي آمينه پرولين و هيدروكسي پرولين) كلاژن 19/5درصد بود. الگوي پروتئيني نشان داد كه به غير از دو زنجيره α داراي دو جزء با وزن مولكولي بالا با پيوندهاي عرضي زياد هستند كه شامل زنجيره هاي β و γ است. نتيجه گيري: بازده استخراج كلاژن از پوسته تخم مرغ مطلوب است، كه مي توان از آن در توليد فيلم، ژلاتين و تركيبات غذايي فراسودمند براي حفظ سلامت استفاده كرد.

Background and Objectives: Collagen is a protein with several applications in the pharmaceutical، cosmetic، medical and food industries that is prepared from different sources such as cow، pig، poultry and fish. In this study، optimization of the extraction of collagen from eggshell membrane was examined. Materials and Methods: The efficiency of extraction of collagen in different concentrations of sodium hydroxide (2/0-2 /1 N) at different treatment times periods (6-36 hours)، different concentrations of pepsin (U/mg90-15) and enzymatic hydrolysis times (6-60 hours) was studied with response surface methodology (RSM). Also the properties of eggshell membrane collagen were characterized by amino acid analyzer، SDS- PAGE and solubility. Results: The most important factors for extraction of collagen using RSM according to central composite design were optimized. Optimum extraction conditions were as follows: NaOH concentration of 0.76 N، alkali treatment time of 18 h، enzyme concentration of 50 U/mg and hydrolysis time of 43.42 h. The experimental extraction yield under optimal conditions was found to be 30.049%. Collagen solubility in pH=3 and NaCl concentration of less than 2% was determined. The analysis showed that Glycine having 322/1000 amino acids as the most amino acids and the immune-acid (sum of Proline and hydroxylproline) of collagen was 19.5 %. SDS- PAGE protein pattern revealed two different a (α1 and α2) components with β and γ chains. Conclusion: Collagen was extracted from eggshell membrane with optimum extraction efficiency، which can be used in film production، gelatin and functional food components to maintain health and control chronic diseases.