Điều chỉnh có hệ thống động học đông tụ của collagen da cá lóc (Channa argus) bởi các tham số môi trường

Juntao Zhang1, Benmei Wei1, Lang He1, Chengzhi Xu1, Dong Xie1, Kyung-Wook Paik1, Haibo Wang1
1School of Chemical and Environmental Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan, Hubei, P. R. China

Tóm tắt

Các ma trận gel của collagen động vật có vú thường được sử dụng làm vật liệu sinh học và chất tạo độ dày cho thực phẩm, trong đó việc điều chỉnh các thuộc tính cơ học là một vấn đề quan trọng. Tuy nhiên, thông tin về các ma trận gel dựa trên collagen nguồn gốc từ cá còn rất ít, mặc dù chúng mang lại những lợi thế độc đáo cho một số ứng dụng. Trong nghiên cứu này, một thử nghiệm lưu biến, phương pháp thường được sử dụng để theo dõi quá trình phát triển gel, đã được áp dụng để làm sáng tỏ có hệ thống ảnh hưởng của các tham số môi trường lên động học đông tụ và các thuộc tính lưu biến của collagen hòa tan trong pepsin (PSC) được chiết xuất từ da cá lóc (Channa argus). Động học đông tụ và mô đun đàn hồi cân bằng của PSC bị ảnh hưởng bởi nồng độ, nhiệt độ, pH, đệm và độ mạnh cũng như loại ion. Hình ảnh SEM và TEM của các gel ở các nồng độ và nhiệt độ ủ khác nhau xác nhận rằng các thuộc tính cơ học của gel PSC có liên quan trực tiếp đến mật độ, chứ không phải kích thước, của các sợi. Ngoài ra, mối quan hệ giữa các thuộc tính sinh học và cơ học của các gel collagen này cũng đã được đánh giá. Nghiên cứu hiện tại sẽ giúp hiểu rõ hơn về quá trình đông tụ của collagen nguồn gốc từ cá và cho phép kiểm soát chính xác hơn các thuộc tính cơ học của các ma trận gel này.

Từ khóa

#gel #collagen #cá lóc #lưu biến #đông tụ #thuộc tính cơ học #sinh học

Tài liệu tham khảo

W. Traub and K. A. Piez, Adv. Protein Chem., 25, 243 (1997). W. Friess, Eur. J. Pharm. Biopharm., 45, 113 (1998). K. Gelse, E. Poschl, and T. Aigner, Adv. Drug Deliv. Rev., 55, 1531 (2003). K. E. Kadler, A. Hill, and E. G. Canty-Laird, Curr. Opin. Cell Biol., 20, 495 (2008). F. H. Silver, J. W. Freeman, and G. P. Seehra, J. Biomech., 36, 1529 (2003). K. Wolf, M. T. Lindert, M. Krause, S. Alexander, J. T. Riet, A. L. Willis, R. M. Hoffman, C. G. Figdor, S. J. Weiss, and P. Friedl, J. Cell Biol., 201, 1069 (2013). A. Atala and R. P. Lanza, Methods of Tissue Engineering, Academic Press, London, UK, 2002. H. Mori, K. Shimizu, and M. Hara, Mater. Sci. Eng. C, 33, 3230 (2013). M. Zhang, K. Wu, and G. Li, Int. J. Biol. Macromol., 49, 847 (2011). Y. Yang and L. J. Kaufman, Biophys. J., 96, 1566 (2009). D. G. Wallace and J. Rosenblatt, Adv. Drug Deliv. Rev., 55, 1631 (2003). S. Zeng, C. Zhang, H. Lin, P. Yang, P. Hong, and Z. Jiang, Food Chem., 116, 879 (2009). Y. Kawaguchi, E. Kondo, N. Kitamura, A. Kazunobu, Y. Tanaka, M. Munekata, N. Nagai, and K. Yasuda, J. Mater. Sci. Mater. Med., 22, 397 (2011). M. Yan, B. Li, and X. Zhao, Food Chem., 122, 1333 (2010). M. Zhang, W. Liu, and G. Li, Food Chem., 115, 826 (2009). J. Zhang, M. Zou, M. Zhang, B. Wei, C. Xu, D. Xie, and H. Wang, Food Biophys., 11, 380 (2016). G. K. Reddy and C. S. Enwemeka, Clin. Biochem., 29, 225 (1996). C. B. Raub, V. Suresh, T. Krasieva, J. Lyubovitsky, J. D. Mih, A. J. Putnam, B. J. Tromberg, and S. C. George, Biophys. J., 92, 2212 (2007). Y. Jia, H. Wang, H. Wang, Y. Li, M. Wang, and J. Zhou, Food Sci. Biotechnol., 21, 1585 (2012). H. H. Winter and F. Chambon, J. Rheol., 30, 367 (1986). P. Noitup, M. T. Morrissey, and W. Garnjanagoonchorn, J. Food Biochem., 30, 547 (2006). L. Sang, X. Wang, Z. Chen, J. Lu, Z. Gu, and X. Li, Carbohydr. Polym., 82, 1264 (2010). X. Cheng, U. A. Gurkan, C. J. Dehen, M. P. Tate, H. W. Hillhouse, G. J. Simpson, and O. Akkus, Biomaterials, 29, 3278 (2008). B. A. Roeder, K. Kokini, J. E. Sturgis, J. P. Robinson, and S. L. VoytikHarbin, J Biomech. Eng., 124, 214 (2002). G. C. Wood, Biochem. J., 75, 598 (1960). A. M. Stein, D. A. Vader, D. A. Weitz, and L. M. Sander, Complexity, 16, 22 (2011). B. R. Williams, R. A. Gelman, D. C. Poppke, and K. A. Piez, J. Biol. Chem., 253, 6578 (1978). A. Cooper, Biochem. J., 118, 355 (1970). J. Rosenblatt, B. Devereux, and D. G. Wallace, Biomaterials, 15, 985 (1994). Y. Yang, L. M. Leone, and L. J. Kaufman, Biophys. J., 97, 2051 (2009). M. Achilli and D. Mantovani, Polymer, 2, 664 (2010). B. Peng, Y. Hao, H. Kang, X. Han, C. Peng, and H. Liu, Carbohydr. Res., 345, 101 (2010). G. C. Wood and M. K. Keech, Biochem. J., 75, 588 (1960). S. Leikin, D. C. Rau, and V. A. Parsegian, Nat. Struct. Biol., 2, 205 (1995). E. I. Tiktopulo and A. V. Kajava, Biochemistry, 37, 8147 (1998). E. L. Mertz and S. Leikin, Biochemistry, 43, 14901 (2004). H. B. Bensusan, J. Am. Chem. Soc., 82, 4995 (1960). Y. P. Dick and A. Nordwig, Arch. Biochem. Biophys., 117, 466 (1996). M. Zou, H. Yang, H. Wang, H. Wang, J. Zhang, B. Wei, H. Zhang, and D. Xie, Int. J. Biol. Macromol., 92, 1175 (2016). P. Friedl and E. B. Brocker, Cell Mol. Life Sci., 57, 41 (2000).