华南理工大学生物科学与工程桃子汉化组移植游戏大全吴振强教授团队近日在国际知名期刊Food Hydrocolloids（IF=11.0）上在线发表题目为“Impact of Co-60 γ-ray irradiation on the cross-linking and stability of fish collagen: Structural changes and digestibility”的研究论文。博士研究生秦军委为第一作者，吴振强教授为通讯作者，华南理工大学生物科学与工程桃子汉化组移植游戏大全为第一单位。
Co-60 γ射线辐照技术在食品医药行业的应用具有重要的意义和潜力。辐照可以提高食品原料的稳定性和安全性，通过辐照交联改善生物大分子的机械强度和热稳定性，有助于开发新型食品包装材料或作为食品添加剂延长食品的保质期，从而研制高值医食用产品。辐照还能杀灭病原体和腐败微生物，减少食品污染风险。在医药领域，辐照技术能够增强生物材料的抗菌性和生物相容性，如通过辐照改性胶原蛋白，制备具有良好生物活性和较低免疫原性的医用敷料、支架等。同时，辐照还能提高药物的稳定性，通过控制药物释放速率，实现药物的缓释和靶向治疗。
该论文通过不同剂量辐照，探求改善胶原蛋白的纤维结构、交联度、抗氧化活性和消化过程中的粒径大小分布，给出不同存在形式中胶原蛋白合理的辐照剂量，为制备具有优异抗氧化活性和消化抗性的稳定鱼源胶原蛋白提供新方法（图1）。
图1 论文图形摘要
研究将鱼胶原蛋白样品暴露于不同剂量的Co-60 γ射线辐照，以揭示剂量依赖性对胶原蛋白结构和稳定性的影响，通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外光谱（UV）、X射线衍射（XRD）、圆二色谱（CD）和凝胶电泳（SDS-PAGE）等技术，分析辐照对不同存在形式的胶原蛋白分子稳定性和晶体结构的改善情况。另外，测量辐照后胶原蛋白的热稳定性，提供蛋白质变性温度的相关信息，并通过测定总硫醇基和活性硫醇基、羰基含量和表面疏水性来评估辐照引起的化学变化。
结果发现：（1）辐照剂量对胶原蛋白的影响具有剂量依赖性。低剂量辐照（1-3 kGy）可以提高胶原蛋白的抗氧化活性，而高剂量辐照（9-12 kGy）则降低了胶原蛋白的消化性和抗氧化能力。高剂量辐照导致胶原蛋白形成较大的聚集体，难以被消化。（2）不同形态的胶原蛋白对辐照的敏感性不同。在溶液中的胶原蛋白比鱼皮中的胶原蛋白更容易受到辐照的影响。辐照可以促进胶原蛋白在溶液中的交联，但对鱼皮胶原蛋白和胶原蛋白海绵的结构影响较小。（3）辐照改变了胶原蛋白的分子结构和功能。低剂量辐照可以改善胶原蛋白的某些物理化学性质，而高剂量辐照则可能导致胶原蛋白分子结构的破坏，减少其对胶原酶的敏感性，影响其功能性（图2）。
图2 体外酶解消化：研究γ射线辐照如何影响胶原蛋白被胃蛋白酶消化的能力，突出辐照后酶解敏感性的变化。
论文给出了蛋白辐照改性的具体建议：（1）控制辐照剂量：在应用辐照技术改善胶原蛋白的交联和稳定性时，应严格控制辐照剂量，避免使用过高剂量导致蛋白结构破坏和功能损失。（2）形态选择：考虑到不同形态的胶原蛋白对辐照的敏感性不同，可以根据最终应用的需求选择最合适的胶原蛋白形态进行辐照处理。（3）应用导向：根据胶原蛋白的预期应用，如药物缓释或组织工程，选择适当的辐照条件以优化胶原蛋白的性能。
该研究得到了广州市重点研发计划项目（202103000087）和广州市科技计划项目（202002020087）的资助。
原文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0268005X24007197
