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为解决猪肉加工废弃物未有效利用导致的收益下降和环境问题,研究人员开发 Bet/Gly 辅助的酶催化系统开展相关研究。结果显示该系统提升了酶活性与稳定性,制备的复合敷料膜性能优异。这为废弃物处理和增值利用提供创新策略。
在当今社会,食品浪费问题日益严峻,其中猪肉加工废弃物的处理更是一大难题。猪肉作为全球消费量极高的肉类,在加工过程中会产生大量废弃物,像骨头、边角料、猪皮、脂肪和内脏等,这些废弃物产量可高达生猪体重的 30%。若对其处理不当,不仅会造成经济收益的明显下滑,还会引发一系列环境问题。同时,随着人们对可持续发展的关注度不断提高,如何将这些废弃物转化为有价值的资源,成为了科研领域的热门话题。
在此背景下,四川大学生物工程学院的研究人员开展了一项具有创新性的研究。他们开发了一种环境友好的含溶剂酶催化系统,旨在将猪肉加工废弃物中的功能性成分(酶解产物和血红素)转化为增值的复合敷料膜。这项研究成果发表在《Food Chemistry》上,具有重要的意义。它不仅为食品工业废弃物的有效减少提供了更清洁的方法,还实现了医疗和制药行业有用材料的可持续生产,为解决食品废弃物问题提供了全新的思路和途径。
研究人员开展研究时用到的主要关键技术方法包括:选择常见蛋白酶进行酶解实验,研究酶在不同多组分溶剂中的活性变化;利用制备的溶剂辅助酶催化系统对猪肉加工废弃物进行高效降解,同时从外渗血液中提取血红素;通过多种实验手段探究绿色溶剂与所选蛋白质之间的相互作用,进而研究酶的稳定性和活性变化;将从猪肉加工废弃物中获得的两种生物活性成分制备成复合敷料膜,并测试其抗菌和紫外线屏蔽能力。
下面来具体看看研究结果:
- 蛋白酶活性:研究人员选取了 α- 胰凝乳蛋白酶(α-Chy)、胰蛋白酶、风味酶和木瓜蛋白酶这四种常见蛋白酶,考察它们对酪蛋白的酶解情况以及在四种测试多组分溶剂中的活性变化。结果发现,向酶催化系统中添加绿色多组分溶剂后,部分酶的活性出现了显著变化 。
- 酶催化系统的优势:通过研究发现,以甜菜碱(Bet)/ 甘油(Gly)作为绿色介质,能够显著增强酶的活性和稳定性。这主要是因为它们之间存在范德华力和氢键相互作用。这种绿色介质在整个增值过程中发挥了多种功能,比如作为反应介质、萃取剂、增塑剂、渗透剂和抑菌剂等,真正实现了 “一石多鸟” 。
- 复合敷料膜的性能:研究人员利用从猪肉加工废弃物中获得的血红素和酶解产物制备了复合敷料膜。该复合敷料膜展现出了优异的多种性能,尤其是在紫外线屏蔽和抗菌活性方面表现突出。这表明这种复合敷料膜在医疗和制药领域具有很大的应用潜力。
在研究结论和讨论部分,此次研究成功开发了一种新型的 Bet/Gly 辅助酶催化系统,用于猪肉加工废弃物的环境可持续处理和增值利用。这种绿色溶剂在整个过程中发挥了多重作用,极大地提高了酶的活性和稳定性。通过该系统制备的复合敷料膜性能优良,为猪肉加工废弃物的高值化利用开辟了新方向。该研究成果不仅有助于解决食品废弃物带来的环境和经济问题,还为生物活性成分的提取和转化提供了新的技术手段,在生命科学和健康医学领域具有重要的应用价值,有望推动相关产业的可持续发展。