食品工业科技

序号	时间（min）	流速（mL/min）	流动相A（%）	流动相B（%）
1	−	1.00	100.00	0.00
2	0.00~16.00	1.00	86.80	13.20
3	16.00~16.50	1.00	0.00	100.00
4	16.50~25.00	1.00	100.00	0.00
5	25.00~30.00	1.00	100.00	0.00

序号	时间（min）	流速（mL/min）	流动相A（%）	流动相B（%）
1	−	1.00	100.00	0.00
2	0.00~16.00	1.00	86.80	13.20
3	16.00~16.50	1.00	0.00	100.00
4	16.50~25.00	1.00	100.00	0.00
5	25.00~30.00	1.00	100.00	0.00

成分	溶液浓度（mol/L）	胃液模拟液（SGF）（mL）	肠液模拟液（SIF）（mL）
KCl	0.50	7.00	7.00
KH₂PO₄	0.50	1.00	1.00
NaHCO₃	1.00	30.00	45.00
NaCl	2.00	40.00	40.00
MgCl₂·H₂O	0.15	0.10	0.50
（NH₄）₂CO₃	0.50	0.50	−
CaCl₂·H₂O	0.30	0.15	0.60
总计		100.00	100.00

成分	溶液浓度（mol/L）	胃液模拟液（SGF）（mL）	肠液模拟液（SIF）（mL）
KCl	0.50	7.00	7.00
KH₂PO₄	0.50	1.00	1.00
NaHCO₃	1.00	30.00	45.00
NaCl	2.00	40.00	40.00
MgCl₂·H₂O	0.15	0.10	0.50
（NH₄）₂CO₃	0.50	0.50	−
CaCl₂·H₂O	0.30	0.15	0.60
总计		100.00	100.00

温度（℃）	时间（min）	L^*	a^*	b^*	ΔE
0	0	113.86±0.14^a	−0.55±0.01^a	1.85±0.01^g	−
80	60	112.99±0.16^b	−1.13±0.02^b	2.48±0.13^f	1.21±0.06^g
	90	112.90±0.12^bc	−1.10±0.01^b	2.83±0.43^ef	1.48±0.19^ef
	120	111.71±0.07^e	−1.13±0.01^b	3.91±0.05^c	3.14±0.15^c
100	20	112.45±0.12^d	−1.11±0.01^b	2.58±0.08^f	1.66±0.04^e
	40	111.88±0.12^e	−1.09±0.01^b	4.37±0.30^c	3.26±0.20^c
	60	111.68±0.11^e	−1.21±0.01^c	5.58±0.18^a	4.39±0.13^a
120	10	112.95±0.18^b	−1.09±0.01^b	2.99±0.05^e	1.42±0.02^fg
	15	112.65±0.18^cd	−1.11±0.05^b	3.72±0.06^d	2.20±0.05^d
	20	111.30±0.17^f	−1.21±0.01^c	4.67±0.04^b	3.81±0.07^b

温度（℃）	时间（min）	L^*	a^*	b^*	ΔE
0	0	113.86±0.14^a	−0.55±0.01^a	1.85±0.01^g	−
80	60	112.99±0.16^b	−1.13±0.02^b	2.48±0.13^f	1.21±0.06^g
	90	112.90±0.12^bc	−1.10±0.01^b	2.83±0.43^ef	1.48±0.19^ef
	120	111.71±0.07^e	−1.13±0.01^b	3.91±0.05^c	3.14±0.15^c
100	20	112.45±0.12^d	−1.11±0.01^b	2.58±0.08^f	1.66±0.04^e
	40	111.88±0.12^e	−1.09±0.01^b	4.37±0.30^c	3.26±0.20^c
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	15	112.65±0.18^cd	−1.11±0.05^b	3.72±0.06^d	2.20±0.05^d
	20	111.30±0.17^f	−1.21±0.01^c	4.67±0.04^b	3.81±0.07^b

温度（℃）	时间（min）	G-TSCP
0	0	8.02±0.01^a
80	60	7.92±0.01^b
	90	7.81±0.02^c
	120	7.72±0.02^d
100	20	7.91±0.02^b
	40	7.80±0.02^c
	60	7.68±0.03^e
120	10	7.91±0.02^b
	15	7.71±0.02^de
	20	7.55±0.03^f

温度（℃）	时间（min）	G-TSCP
0	0	8.02±0.01^a
80	60	7.92±0.01^b
	90	7.81±0.02^c
	120	7.72±0.02^d
100	20	7.91±0.02^b
	40	7.80±0.02^c
	60	7.68±0.03^e
120	10	7.91±0.02^b
	15	7.71±0.02^de
	20	7.55±0.03^f

温度（℃）	时间（min）	β-折叠	无规则卷曲	α-螺旋	β-转角
0	0	0.269±0.002^a	0.124±0.014^e	0.143±0.013^c	0.465±0.012^b
80	60	0.271±0.004^a	0.123±0.004^e	0.122±0.012^de	0.484±0.010^ab
90	0.270±0.010^a	0.244±0.011^bc	0.115±0.008^de	0.371±0.008^de
120	0.263±0.011^ab	0.265±0.014^b	0.107±0.007^e	0.365±0.007^e
100	20	0.246±0.007^bc	0.132±0.012^e	0.118±0.018^de	0.504±0.009^a
40	0.253±0.014^abc	0.201±0.012^d	0.150±0.017^b	0.396±0.022^cd
60	0.245±0.011^bc	0.218±0.017^cd	0.168±0.026^ab	0.370±0.015^e
120	10	0.235±0.010^c	0.219±0.019^cd	0.139±0.031^c	0.407±0.018^c
15	0.240±0.016^c	0.262±0.012^b	0.163±0.022^ab	0.335±0.006^f
20	0.242±0.019^bc	0.336±0.018^a	0.177±0.027^a	0.246±0.011^g

温度（℃）	时间（min）	β-折叠	无规则卷曲	α-螺旋	β-转角
0	0	0.269±0.002^a	0.124±0.014^e	0.143±0.013^c	0.465±0.012^b
80	60	0.271±0.004^a	0.123±0.004^e	0.122±0.012^de	0.484±0.010^ab
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120	0.263±0.011^ab	0.265±0.014^b	0.107±0.007^e	0.365±0.007^e
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120	10	0.235±0.010^c	0.219±0.019^cd	0.139±0.031^c	0.407±0.018^c
15	0.240±0.016^c	0.262±0.012^b	0.163±0.022^ab	0.335±0.006^f
20	0.242±0.019^bc	0.336±0.018^a	0.177±0.027^a	0.246±0.011^g

加热条件对糖基化罗非鱼鱼鳞胶原肽理化及消化特性的影响

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王松磊 ¹ , 陈兵 ¹ , 董士远 ¹^,²^,^* , 肖正元 ¹ , 李萌 ¹

食品工业科技 | 研究与探讨 2026,47(5): 61-70

收起

食品工业科技 |研究与探讨 2026 , 47 (5) : 61 -70

加热条件对糖基化罗非鱼鱼鳞胶原肽理化及消化特性的影响

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王松磊¹, 陈兵¹, 董士远¹^,²^,^*, 肖正元¹, 李萌¹

作者信息

¹中国海洋大学三亚海洋研究院，海南三亚 572000

²中国海洋大学食品科学与工程学院，山东青岛 266000

通讯作者:

董士远（1974−），男，博士，教授，研究方向：水产品高值化利用，E-mail：dongshiyuan@ouc.edu.cn。

作者简介:

王松磊（1998−），男，硕士研究生，研究方向：水产品高值化利用，E-mail：1599310715@qq.com

Effects of Thermal Processing Conditions on the Physicochemical and Digestive Properties of Glycated Tilapia Scale Collagen Peptides

Songlei WANG¹, Bing CHEN¹, Shiyuan DONG¹^,²^,^*, Zhengyuan XIAO¹, Meng LI¹

Affiliations

¹Sanya Institute of Oceanography, Ocean University of China, Sanya 572000, China

²College of Food Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266000, China

出版时间: 2026-03-01 doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2024120225

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摘要

收起

本研究系统探究了罗非鱼鳞胶原肽（TSCP）与低聚半乳糖（GOS）在不同热处理条件（80、100、120 ℃）下制备的糖基化修饰产物（G-TSCP）的理化特性及消化特性。通过测定G-TSCP的色差（ΔE）、pH、荧光强度、接枝度及糠氨酸含量等指标评价其糖基化程度，并采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、体外模拟消化实验及分子排阻色谱对糖基化肽的结构特征及消化特性进行分析。结果表明，随加热时间延长，G-TSCP接枝度、ΔE值及荧光强度均显著增加（P<0.05），而pH显著降低（P<0.05）；其中，100 ℃加热60 min制备的G-TSCP接枝度达到9.58%±0.23%，ΔE值为4.39±0.13，荧光强度为502803±8089 Rfu，均为各处理组最高值；120 ℃加热20 min制备的G-TSCP pH最低（7.55±0.03）。相关性分析显示，G-TSCP接枝度与ΔE值（r=0.83，P<0.01）及荧光强度（r=0.77，P<0.05）呈显著正相关，而pH与ΔE值（r=−0.81，P<0.01）及荧光强度（r=−0.87，P<0.01）呈极显著负相关。FTIR分析表明，糖基化修饰导致TSCP二级结构发生改变，较未修饰的TSCP，在120 ℃下加热20 min后G-TSCP的β-转角结构比例从46.5%降至24.6%，而无规则卷曲结构比例从12.4%增至33.6%。体外模拟消化实验表明，G-TSCP的水解度较未修饰TSCP显著降低22.18%~68.8%（P<0.05），其中120 ℃加热20 min制备的G-TSCP在肠消化阶段的水解度最低（6.65%±0.18%）；100 ℃和120 ℃制备的G-TSCP水解产物在1000~5000 Da分子量区间的比例较TSCP显著提高。综合上述结果，当加热条件为100 ℃/40 min时，G-TSCP的接枝度为8.07%，糠氨酸含量为5.83 μg/100 mg TSCP，糖基化程度适中，其胃肠消化水解度为10.27%，显著低于TSCP的消化水解度（P<0.05）。因此，在100 ℃/40 min加热条件下制备的G-TSCP可有效调控胶原肽的结构特性，降低其消化性，这为缓释功能性肽制品开发提供了理论依据。

关键词

罗非鱼鳞胶原肽 / 加热 / 糖基化 / 理化性质 / 消化特性

Abstract

收起

This study investigated the physicochemical and digestive properties of glycated tilapia scale collagen peptides (G-TSCP) reacted with galactooligosaccharides (GOS) under different thermal processing conditions (80, 100, 120 ℃). The glycation degree was evaluated through analysis of colorimetric parameters (ΔE), pH variation, fluorescence intensity, grafting degree, and furosine level. Structural characterization was performed using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), while digestibility was assessed through in vitro simulated gastrointestinal digestion coupled with size exclusion chromatography (SEC). Thermal processing analysis revealed significant time-dependent alterations (P<0.05): grafting degree (9.58%±0.23%), ΔE values (4.39±0.13), and fluorescence intensity (502803±8089 Rfu) reached maximum levels at 100 ℃/60 min treatment, while the most pronounced pH reduction (7.55±0.03) occurred at 120 ℃/20 min processing. Significantly positive correlations were observed between grafting degree and ΔE (r=0.83, P<0.01) and fluorescence intensity (r=0.77, P<0.05), while pH was negatively correlated with these parameters (r=−0.81, P<0.01; r=−0.87, P<0.01). Secondary structure analysis indicated that glycation-induced conformational changes were characterized by the decrease of β-turn content (from 46.5% to 24.6%) and the increase of random coil structures (from 12.4% to 33.6%) under the processing condition of 120 ℃/20 min when compared to native TSCP. Digestibility assessments demonstrated that G-TSCP exhibited lower hydrolysis degree (from 22.18% to 68.8%) when compared to native TSCP (P<0.05), with the 120 ℃/20 min processed sample showing minimal intestinal digestibility (6.65%±0.18%). SEC analysis revealed that thermal processing at both 100 ℃ and 120 ℃ significantly enhanced the ratio of 1000~5000 Da fractions in G-TSCP, showing higher proportions than unmodified TSCP. Under optimal heating conditions (100 ℃/40 min), the glycated tilapia scale collagen peptide (G-TSCP) exhibited a grafting degree of 8.07% and a furosine content of 5.83 μg/100 mg TSCP, indicating moderate glycation. Compared to native TSCP, G-TSCP demonstrated significantly reduced gastrointestinal hydrolysis (10.27%) (P<0.05), suggesting enhanced digestibility resistance. These findings reveal that controlled thermal glycation can modulate collagen peptide structure and attenuate digestion, providing a potential strategy for designing sustained-release bioactive peptide formulations.

Key words

tilapia scale collagen peptides / heating / glycation / physicochemical properties / digestive properties

引用本文

王松磊, 陈兵, 董士远, 肖正元, 李萌. 加热条件对糖基化罗非鱼鱼鳞胶原肽理化及消化特性的影响. 食品工业科技, 2026 , 47 (5) : 61 -70 . DOI: 10.13386/j.issn1002-0306.2024120225

Songlei WANG, Bing CHEN, Shiyuan DONG, Zhengyuan XIAO, Meng LI. Effects of Thermal Processing Conditions on the Physicochemical and Digestive Properties of Glycated Tilapia Scale Collagen Peptides[J]. Science and Technology of Food Industry, 2026 , 47 (5) : 61 -70 . DOI: 10.13386/j.issn1002-0306.2024120225

正文

收起

水产胶原肽主要是从水产生物的鱼皮、鱼骨、鱼鳞等加工副产物中酶解获得。与畜禽胶原肽（提取自猪、牛等）相比，水产胶原肽具有低抗原性、低过敏性等优势^[1]。许多研究表明，水产胶原肽具有抗氧化、抗菌、降血压与降血糖等功能，目前已广泛作为食品配料或保健食品的功效成分进行应用^[2]。

罗非鱼养殖成本较低，含有较多的优质蛋白，被称为“二十一世纪之鱼”，在国内外市场中的需求量较大。近年来罗非鱼的产量达到了180万吨^[3]，在罗非鱼加工过程中会产生大量下脚料，如鱼皮、鱼鳞等，约占鱼体总质量40%~50%，下脚料中约有10%左右的鱼鳞资源被浪费，罗非鱼鳞的大量消耗会导致潜在收入的损失以及处理成本的增加。因此，从环境和经济的角度来看，有必要从罗非鱼鳞中回收功能性成分，特别是胶原肽。

美拉德反应（maillard reaction）是还原糖和氨基酸之间发生的一种非酶促反应，可以有效改善蛋白质或多肽感官风味与抗氧化能力等功能特性，在食品领域备受关注^[4]。大量研究制备并表征了不同糖与蛋白质或多肽的美拉德反应产物（maillard reaction products，MRPs），证明了美拉德反应不仅对蛋白质功能性质具有一定的改善作用，还可以提升其消化稳定性，具有改善肠道菌群，维持肠道健康的潜在作用^[5−7]。Yang等^[8]研究发现糖基化修饰显著降低了卵清蛋白的消化性，且糖基化的卵清蛋白经过胰蛋白酶解后的肽段数量更低。Han等^[9]利用葡萄糖对草鱼肌原纤维蛋白进行糖基化修饰发现，糖基化修饰降低了肌原纤维蛋白的消化性，同时可以显著提升粪便微生物多样性，促进肠道微生物的调节。此外，反应温度、反应时间、pH、水活度、反应物种类及配比等因素对美拉德反应均有影响。在这些因素中，加热条件的确定非常重要，因为不同的加热温度与时间会遵循不同的反应途径，从而生成具有不同理化和功能特性的化合物。因此，通过调节加热条件来控制美拉德反应的进程，对控制MRPs的理化性质和功能性质具有重要意义。

本论文旨在探究不同加热条件下低聚半乳糖（galactooligosaccharide，GOS）糖基化修饰对罗非鱼鳞胶原肽（tilapia scale collagen peptide，TSCP）色泽、pH、荧光强度、接枝度、糠氨酸含量的影响，并通过傅里叶红外光谱分析糖基化修饰对TSCP结构的影响。此外，通过体外模拟消化，探究糖基化修饰前后TSCP消化性的变化。本论文为水产胶原肽新产品开发提供一定的理论依据。

1　材料与方法

收起

1.1　材料与仪器

罗非鱼鳞胶原肽（分子质量2000 Da）　海口华研胶原科技有限公司；低聚半乳糖（纯度为80%）　云浮市新金山科技股份有限公司；猪胃蛋白酶（3000 U/mg）、胰蛋白酶（250 U/mg）　德国BioFroxx生物科技；邻苯二甲醛、L-丝氨酸　上海麦克林生化科技股份有限公司；糠氨酸　美国Sigma公司；β-巯基乙醇　上海易恩化学技术有限公司；其他试剂（分析纯）　西陇科学股份有限公司。

DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器　上海力辰仪器科技有限公司；YS6060台式色差仪　广州卓谐仪器设备有限公司；pH计　无锡雷磁仪器仪表有限公司；UV-6100紫外可见分光光度计、F-4600 荧光光谱仪　日本Hitachi公司；IRTracer-100傅里叶变换红外光谱仪　岛津（上海）实验器材有限公司；Agilent 1260InfinityⅡ高效液相色谱仪　安捷伦科技（中国）有限公司。

1.2　实验方法

1.2.1　糖基化胶原肽的制备

将TSCP（10 mg/mL）与GOS按照4:1（m/m）的比例溶于磷酸盐缓冲液（0.05 mol/L，pH8.0），磁力搅拌20 min，使其充分混合。将混合样品分为三组，保存在25 mL玻璃瓶中。参考Niu等^[10]与Chen等^[11]的研究，并结合工业湿热杀菌条件，将第1组样品分别置于80 ℃水浴60、90、120 min；第2组样品分别置于100 ℃油浴20、40、60 min；第3组样品分别置于120 ℃油浴10、15、20 min。加热结束后进行冷却，置于−20 ℃下保存。未添加GOS的TSCP为空白组。

1.2.2　色泽的测定

参考夏明敬等^[12]的方法，选择D65光源，用色差仪测定糖基化胶原肽（glycated tilapia scale collagen peptide，G-TSCP）溶液的颜色，以未添加GOS的TSCP溶液为对照组。记录参数：L^*、a^*、b^*值，并计算整体颜色差异ΔE，其中L^*、a^*、b^*与ΔE分别表示亮度、红度、黄度和总色差。总色差的计算公式如下：

$ \mathrm{\Delta } \mathit{E} ^{ {2} } = \mathrm{\Delta } \mathit{L} ^{ \text{*2} } + \mathrm{\Delta } \mathit{a} ^{ \text{*2} } + \mathrm{\Delta } \mathit{b} ^{ \text{*2} } $

式中：ΔL^*、Δa^*和Δb^*分别表示糖基化胶原肽样品与空白组的L^*、a^*和b^*之间的差值。

1.2.3　pH测定

参考黄正花等^[13]的方法，采用PB-10 pH计测定不同加热条件下G-TSCP的pH。

1.2.4　荧光吸收强度测定

晚期糖基化产物AGEs自身具有一定的荧光特性，在激发波长（λ_Ex）347 nm，发射波长（λ_Em）415 nm下测定10 mg/mL G-TSCP溶液的荧光吸收强度^[14]。

1.2.5　游离氨基及接枝度测定

参考Wang等^[15]方法，通过OPA法测定游离氨基含量，并计算G-TSCP的接枝度。称取40 mg邻苯二甲醛溶于1 mL甲醇，然后分别加入25 mL 0.1 mol/L的四硼酸钠缓冲液、2.5 mL 20%（m/m）SDS和100 μL β-巯基乙醇，充分混匀，加入超纯水定容至50 mL，即为OPA试剂。取4 mL OPA试剂，加入200 μL 10 mg/mL的G-TSCP溶液（将100 mg冻干样品溶于10 mL超纯水）后混匀，在35 ℃水浴锅中避光反应2 min。待反应结束后，测定340 nm处的吸光度。用丝氨酸配制标准溶液并绘制标准曲线，得到标准曲线方程为：y=0.34636x+0.46015（R²=0.993），根据标准曲线计算样品的游离氨基含量及接枝度。接枝度计算公式如下：

$\rm 接枝度(\text{%})=\frac{C_0-C_\text{1}}{C_0}\times 100 $

式中：C₀为反应前的游离氨基浓度，mg/mL；C₁为糖基化反应后的游离氨基浓度，mg/mL。

1.2.6　糠氨酸含量测定

参考标准NY/T 939-2016《巴氏杀菌乳和UHT灭菌乳中复原乳的鉴定》^[16]与Li等^[17]的研究方法，采用高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC），配制糠氨酸标准溶液并绘制标准曲线，得到标准曲线方程为：y=9.99463x+17.79609（R²=0.999），根据标准品的保留时间读取样品中糠氨酸的信号强度，对其进行定量分析。

1.2.6.1　样品制备

将20 mg冻干样品与6 mL10.6 mol/L盐酸混合，加入到安瓿瓶中，静置2 min，向安瓿瓶中充入氮气后密封，置于110 ℃恒温鼓风干燥箱水解23 h。水解完全并冷却后，用滤纸过滤除杂。取1.0 mL水解液，0.22 μm的水系滤膜过滤，采用高效液相色谱进行测定。

1.2.6.2　HPLC条件

色谱柱：SUPELCO C₁₈（5 μm，250 mm×4.6 mm）；柱温：30 ℃；波长：280 nm；流速：0.6 mL/min；进样量：10 μL；流动相A：0.1% TFA乙酸铵溶液（m/m），流动相B：甲醇；梯度洗脱的程序如表1所示。

1.2.7　傅里叶变换红外光谱测定

参考陈晴^[18]的方法，采用傅里叶变换红外光谱法（FTIR）测定糖基化修饰对TSCP结构的影响。取2 mg冻干粉末与溴化钾按1:100的质量比充分混合研磨并压片，采用傅里叶变换红外光谱仪进行扫描测定。扫描波数范围为4000~400 cm⁻¹，分辨率4 cm⁻¹，扫描次数32次。红外光谱数据经傅里叶去卷积与二阶导数处理，分析酰胺Ⅰ带1600~1700 cm⁻¹处二级结构的变化情况。

1.2.8　体外模拟消化

参考曹振海等^[19]的方法进行体外模拟消化，模拟消化液的具体配制见表2。

模拟胃液：称取0.05 g胃蛋白酶与75 mL SGF浓缩液混匀，用超纯水定容至100 mL，调节pH至2.0，置于4 ℃待用。

模拟肠液：分别称取0.0025 g胰蛋白酶、0.01 g α-糜蛋白酶和0.85 g胆盐与75 mL SIF浓缩液混合，用超纯水定容至100 mL，调节pH至7.5，置于4 ℃待用。

将0.1 g冻干样品溶于10 mL去离子水中，调节pH至2.0。量取5 mL样品溶液，按照酶:蛋白=1:20（m/m）的比例，加入等体积模拟胃液，37 ℃恒温振荡（120 r/min）120 min。将胃消化液用1 mol/L NaOH调节pH至7.5，量取5 mL胃消化液，按照蛋白:胰蛋白酶:α-糜蛋白酶=1:（1/400）:（1/100）（m/m/m）的比例加入等体积模拟肠液，37 ℃恒温振荡（120 r/min）120 min，完成消化。样品经模拟胃肠消化后立即取出，90 ℃水浴灭酶10 min^[20]。

1.2.8.1　消化水解度测定

采用OPA法通过测定游离氨基计算样品的消化水解度，方法步骤同1.2.5。水解度计算公式如下：

$\rm 水解度(\text{%})=\frac{C_1-C_\text{0}}{C_0}\times 100 $

式中：C₀为消化前的游离氨基浓度，mg/mL；C₁为消化后的游离氨基浓度，mg/mL。

1.2.8.2　分子排阻色谱测定

参考标准GB 31645-2018《胶原蛋白肽》^[21]的方法，以细胞色素C（Mw 12384）、抑肽酶（Mw 6511.44）、杆菌肽（Mw 1423.00）、氧化型谷胱甘肽（Mw 612.63）、还原型谷胱甘肽（Mw 307.32）为标准品，绘制标准曲线，得到标准曲线为：y=−0.205x+6.586（R²=0.991）。HPLC条件：柱温30 ℃，色谱柱：TSKgel G2000SWXL（5 μm，7.8 mm×30 cm）。流动相：乙腈:水:三氯乙酸=450:550:1（v/v/v），波长：220 nm，流速：0.5 mL/min，进样量：20 μL，进样时间：30 min。

1.3　数据处理

各组数据平行测定三次，结果用平均值±标准偏差（mean±SD）表示，使用Excel、Origin2021、SPSS、OMINC、Peakfit等软件进行数据处理，根据显著性差异分析，P<0.05表示数据间存在显著性差异。

2　结果与分析

收起

2.1　糖基化修饰对胶原肽色泽的影响

糖基化产物色泽的变化可用来表征糖基化程度^[22]。加热条件对低聚半乳糖糖基化胶原肽外观及色差的影响如图1及表3所示。在三种温度下随着加热时间的延长，G-TSCP的色泽逐渐加深，黄度升高。在不同的加热条件下，120 ℃加热20 min时样品的L^*最小（P<0.05），亮度最低，外观颜色也较深；100 ℃加热60 min的样品b^*最高达到5.58，溶液趋于黄色；a^*在不同加热条件下变化不明显。三种温度下，随着加热时间的延长其ΔE值显著增加（P<0.05）。其中，100 ℃加热60 min时ΔE最大（4.39），说明此条件下糖基化程度最高，美拉德反应后期产物的积累使得溶液色泽发生明显褐变^[23]。王晨莹^[24]也得到了类似结论，指出随加热时间延长，蛋清蛋白与低聚麦芽糖反应体系的色泽变化程度逐渐增加。

2.2　糖基化修饰对胶原肽pH的影响

加热条件对低聚半乳糖糖基化胶原肽pH的影响如表4所示。三个温度下随着加热时间的延长，糖基化肽的pH显著降低（P<0.05），这与郭丽萍等^[25]的研究结论相符。与空白组相比，120 ℃加热20 min时G-TSCP的pH下降最显著，降低了5.86%，这是由于在糖基化反应初期阶段会生成降解产物甲酸、乙酸等酸性物质，在一定程度上降低了溶液的pH^[26]。廖阳等^[27]的研究也指出，随着加热时间延长，低聚木糖与乳清分离蛋白的糖基化产物的pH显著降低。

2.3　糖基化修饰对胶原肽荧光AGEs形成的影响

糖基化产物荧光吸收强度的变化可以用来表征晚期产物AGEs的含量变化^[28]。加热条件对低聚半乳糖糖基化胶原肽荧光强度的影响如图2所示。在不同温度下，随着加热时间的延长，G-TSCP中的AGEs含量显著增加（P<0.05），在100 ℃加热60 min时的G-TSCP荧光强度达到最大值502803 Rfu。在较长的加热时间如100 ℃加热40 min与120 ℃加热15 min后，荧光强度的增长速率有所降低，这种变化趋势可能是由于随加热时间延长，胶原肽的内部结构发生改变，蛋白质的去折叠导致部分荧光屏蔽，同时过多还原糖的接入可能会导致荧光淬灭，降低荧光强度的增长速率^[29]。

2.4　糖基化修饰对胶原肽接枝度的影响

接枝度是评价蛋白肽糖基化反应程度的重要指标之一^[30]。加热条件对低聚半乳糖糖基化胶原肽接枝度的影响如图3所示。在三种温度下，G-TSCP的接枝度均随加热时间的延长而增大，表明加热温度与时间是影响糖基化肽接枝度的重要因素，这与刘杰等^[31]的研究相符。100 ℃加热条件下G-TSCP接枝度较高，加热至60 min时达到最大值9.58%；而80 ℃与120 ℃加热时，G-TSCP接枝度均低于8%，糖基化程度较低。罗洲^[32]研究发现短时间加热糖基化牛乳铁蛋白时，其接枝度随加热时间延长而显著增加。

2.5　糖基化修饰对糠氨酸含量的影响

糠氨酸是Amadori产物-果糖赖氨酸的酸水解产物，可作为蛋白肽早期糖基化程度的重要标志物^[33]。加热条件对低聚半乳糖糖基化胶原肽糠氨酸含量的影响如图4所示。80 ℃加热条件下G-TSCP的糠氨酸含量较高，且随加热时间的延长，其糠氨酸含量缓慢增长；在100 ℃加热40 min时，G-TSCP糠氨酸含量达到峰值（5.83 μg/100 mg TSCP），而在此温度下延长加热时间则会导致其含量降低，这可能是由于糠氨酸在长时间加热条件下，其中间产物转化成晚期产物^[34]。当加热温度达到120 ℃时，加热时间10~15 min时，糠氨酸含量升高了6.82%，随后5 min内糠氨酸含量又显著降低（P<0.05），这说明在15~20 min内Amadori产物的降解速度大于形成速度^[35]。

2.6　加热条件对糖基化修饰指标的相关性分析

加热条件对G-TSCP的色差、pH、荧光强度、接枝度与糠氨酸含量的相关性分析如图5所示。根据相关性分析结果可以发现，TSCP的接枝度与整体色差ΔE呈极显著正相关（r=0.83，P<0.01），与荧光强度呈显著正相关（r=0.77，P<0.05），这说明TSCP的氨基基团在参与糖基化修饰过程中与羰基结合，生成了后期产物类黑素等显色物质与内源荧光物质^[31]。荧光强度与整体色差ΔE呈极显著正相关（r=0.88，P<0.01），与pH呈极显著负相关（r=−0.87，P<0.01），说明糖基化反应中的后期产物也会生成影响溶液pH的降解产物^[23]。糠氨酸含量与其他指标无显著相关性，可能是糠氨酸作为中间产物，由羰氨缩合反应生成，并参与转化为后期产物，含量处于动态变化中，与其他指标变化趋势有所差异^[36]。

2.7　傅里叶变换红外光谱分析

低聚半乳糖糖基化胶原肽的傅里叶变换红外光谱如图6所示。TSCP的吸收峰在3306 cm⁻¹处发生蓝移，说明在糖基化过程中胶原肽的氨基基团结构发生变化，引起N-H变形振动，或者体系中的游离羟基形成氢键，影响了-OH的伸缩振动^[37]。相比于胶原肽，80 ℃与120 ℃下的G-TSCP在1651 cm⁻¹处的吸收峰强度有所降低，但100 ℃下加热40 min的G-TSCP吸收峰变化不明显，这可能是由于Amadori产物、吡嗪及希夫碱的生成，使此处的吸收峰增强，同时C=O和N-H参与到美拉德反应中逐渐聚合成大分子化合物，又导致此处吸收峰减弱，最终造成该处的吸收峰变化趋势不明显^[38]。1070~1000 cm⁻¹吸收峰是由糖分子中C-O-C官能团的伸缩振动引起，该结构是低聚糖的特征结构，可以发现该基团在糖基化肽中的吸收峰强度明显降低，说明GOS参与了糖基化修饰，改变了C-O-C官能团的伸缩振动^[39]。

对红外光谱的酰胺I带进行分析处理^[40]，获得其二级结构的变化。加热条件对低聚半乳糖糖基化胶原肽二级结构的影响如表5所示。在不同加热条件下，G-TSCP的二级结构发生显著变化，α-螺旋含量小幅上升，β-折叠含量小幅下降，β-转角含量显著下降，无规则卷曲含量显著增加。在不同条件下，G-TSCP的二级结构的变化主要呈现为β-转角向无规则卷曲转变的趋势。与TSCP相比，120 ℃加热20 min时，G-TSCP中β-转角的含量降低了21.9%，无规则卷曲的含量增加了21.2%。这与周伟等^[41]的研究有所差异，该研究指出鱼鳞明胶的糖基化导致了α-螺旋含量下降，转化为β-折叠、β-转角和无规则卷曲。这可能是由于糖链、蛋白质序列或者糖基化过程中修饰位点的差异，最终导致蛋白质二级结构变化规律的不同^[42]。三种温度下不同反应时间的糖基化肽，120 ℃条件下的变化趋势更为显著，这表明在较高温度下，除糖基化修饰对蛋白二级结构的影响，高温作用可能也会降低蛋白自身的二级结构的稳定性。

2.8　糖基化修饰对胶原肽消化特性的影响

2.8.1　胃、肠消化产物的水解度

加热条件对低聚半乳糖糖基化胶原肽胃消化后水解度的影响如图7A所示。在80 ℃下加热90 min后，G-TSCP与TSCP的水解度无显著性差异，这表明较低的加热温度对于G-TSCP的消化性影响较小。这与Yang等^[8]的结论一致，该研究发现在模拟胃消化后，葡萄糖-卵清蛋白的糖基化产物未显示出明显的抗消化性。在100 ℃加热40 min时，G-TSCP的水解度显著低于TSCP的水解度（P<0.05），加热20 min与60 min时，两者水解度无显著性差异。120 ℃下加热的G-TSCP的水解度显著低于TSCP（P<0.05），可能是蛋白肽的热聚集或热降解，隐藏了胃蛋白酶的消化位点^[43]。

加热条件对低聚半乳糖糖基化胶原肽胃肠消化后水解度的影响如图7B所示。随着加热时间的延长，G-TSCP显示出了明显的抗消化性，在80 ℃加热120 min时，G-TSCP的水解度显著低于TSCP的水解度（P<0.05），相比于TSCP下降了8.65%。在100 ℃下加热40 min时，G-TSCP的水解度最小，相比于TSCP下降了9.81%。120 ℃加热至20 min时，G-TSCP的水解度显著低于TSCP的水解度（P<0.05），仅为6.65%。造成这种现象的原因可能是胰蛋白酶的酶切位点位于Lsy与Arg羧基端肽键，而糖基化反应是氨基（主要是赖氨酸残基）与羰基化合物的复杂反应，当赖氨酸参与糖基化修饰后，屏蔽了胰蛋白酶酶切位点，消化性受到抑制^[44]。

2.8.2　胃、肠消化产物的分子量分布

加热条件对低聚半乳糖糖基化胶原肽胃消化后分子量分布的影响如图8A~C所示。根据分子量分布曲线发现，在三种温度下加热的G-TSCP与TSCP的分子量分布差异并不显著，主要分布于1000~5000 Da范围内，且随着加热时间的延长并无显著变化。这说明在胃消化过程中，糖基化修饰对胶原肽的消化性无显著影响^[36]，与模拟胃消化中G-TSCP与TSCP的游离氨基含量变化基本相符。

加热条件对低聚半乳糖糖基化胶原肽胃肠消化后分子量分布的影响如图8D~F所示。糖基化修饰使得TSCP的分子量分布曲线向大分子量区域偏移。经模拟胃肠消化的TSCP分子量主要分布在300~1000 Da，经过糖基化修饰后，G-TSCP分子量在300~1000 Da范围内的比例降低，1000~5000 Da所占比例增大，在300 Da以下与5000 Da以上的范围内无显著变化。这可能是由于糖基化修饰赖氨酸残基，隐藏了胰蛋白酶的酶切位点，使得糖基化肽在肠消化中能够保持大分子量的状态，抑制蛋白酶的水解^[45]，与消化前后游离氨基含量测定的结果基本一致。这与Pinto等^[46]研究相符，研究指出葡萄糖糖基化修饰的β-乳球蛋白和β-酪蛋白经过模拟胃肠消化后，蛋白质片段主要是大分子量片段，糖基化产物具有明显的消化稳定性。

3　结论

收起

本研究系统阐明了加热条件对低聚半乳糖修饰胶原肽的理化特性及消化稳定性的影响。研究结果表明，加热条件显著影响胶原肽的糖基化修饰程度，其中延长加热时间可促进美拉德反应产物的积累及中间产物的转化。通过相关性分析发现，糖基化修饰胶原肽的荧光强度变化与整体色差及接枝度呈显著正相关（P<0.05），而与pH变化呈极显著负相关（P<0.01）。与已有研究相比，本研究进一步阐明了糖基化修饰过程中胶原肽二级结构的转变规律，证实了β-转角结构向无规则卷曲结构的转化特征。体外模拟消化实验结果表明，糖基化修饰可显著改变胶原肽的空间构象，提升胶原肽的消化稳定性。当加热条件为100 ℃/40 min时，G-TSCP的接枝度为8.07%，糠氨酸含量为5.83 μg/100 mg TSCP，糖基化程度适中，其胃肠消化水解度为10.27%，显著低于TSCP的消化水解度（P<0.05）。本研究为热处理胶原肽的糖基化修饰及生物利用研究提供了重要的理论依据，可依据此结论制备缓释型蛋白产品如运动营养品、代餐产品或老年营养补充剂等。然而，本研究仍存在一些局限性，如未深入探讨糖基化修饰对胶原肽生物活性的影响机制，建议后续研究可重点关注糖基化修饰胶原肽的构效关系及其在真实食品体系中的应用效果，以期为胶原肽的功能性开发提供更全面的理论支撑。

参考文献

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文献

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2026年第47卷第5期

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doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2024120225

接收时间：2024-12-17
首发时间：2026-10-24
出版时间：2026-03-01

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作者

出版历史

收稿日期：2024-12-17

基金

作者信息

¹中国海洋大学三亚海洋研究院，海南三亚 572000

²中国海洋大学食品科学与工程学院，山东青岛 266000

通讯作者:

董士远（1974−），男，博士，教授，研究方向：水产品高值化利用，E-mail：dongshiyuan@ouc.edu.cn。

参考文献

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https://castjournals.cast.org.cn/joweb/spgykj/CN/10.13386/j.issn1002-0306.2024120225

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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TxT

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1	−	1.00	100.00	0.00
2	0.00~16.00	1.00	86.80	13.20
3	16.00~16.50	1.00	0.00	100.00
4	16.50~25.00	1.00	100.00	0.00
5	25.00~30.00	1.00	100.00	0.00

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−

1.00

100.00

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25.00~30.00

1.00

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0.00

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MgCl₂·H₂O	0.15	0.10	0.50
（NH₄）₂CO₃	0.50	0.50	−
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总计		100.00	100.00

成分

溶液浓度
（mol/L）

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（mL）

肠液模拟液（SIF）
（mL）

KCl

0.50

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KH₂PO₄

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