《Food Hydrocolloids》：Study on the physicochemical properties and biocompatibility of proanthocyanidin cross-linked collagen hydrogels mediated by highly active laccase promoted by pH
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•利用漆酶介导的proanthocyanidins作为胶原蛋白的绿色交联剂。•改进了鲤鱼皮胶原蛋白水凝胶的物理化学性质。•由鲤鱼皮制备的胶原蛋白水凝胶表现出良好的生物相容性。引言渔业加工业的迅速发展产生了大量副产品，包括鱼皮和鱼鳞。由于这些副产品的利用价值有限，它们往往被直接丢弃
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利用漆酶介导的proanthocyanidins作为胶原蛋白的绿色交联剂。
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改进了鲤鱼皮胶原蛋白水凝胶的物理化学性质。
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由鲤鱼皮制备的胶原蛋白水凝胶表现出良好的生物相容性。
引言
渔业加工业的迅速发展产生了大量副产品，包括鱼皮和鱼鳞。由于这些副产品的利用价值有限，它们往往被直接丢弃或加工成低价值饲料，导致严重的资源浪费和环境污染。值得注意的是，鲤鱼皮富含胶原蛋白，使其成为生物基材料的有希望的来源。胶原蛋白独特的三螺旋结构和自组装行为使其具有最佳的功能特性，从而促进了其在生物材料领域的应用（Subhan等人，2021年）。从鱼皮胶原蛋白制备的水凝胶在整个创伤恢复过程中能有效促进伤口愈合（Geng等人，2025年）。此外，鱼源胶原蛋白避免了哺乳动物源胶原蛋白的局限性，如疾病传播风险和宗教方面的问题（Laasri等人，2023年）。然而，鱼皮胶原蛋白的机械性能和热稳定性较差，再加上其较低的变性温度，限制了其在生物基材料中的应用（Pati等人，2010年；Subhan等人，2014年）。交联改性是目前研究中的常用技术，常用于提高胶原蛋白水凝胶的性能。虽然物理和化学改性都被证明是有效的，但其在生物医学领域的应用受到其他问题的限制，如胶原蛋白结构的破坏和潜在的生物毒性（Hayashi等人，2012年）。因此，开发环保的交联剂以改善胶原蛋白水凝胶的物理化学性质符合经济和环境的可持续性。
最近，人们对研究天然多酚化合物与蛋白质之间的相互作用产生了浓厚的兴趣，旨在增强蛋白质的功能特性。例如，这些相互作用可以破坏植物蛋白质的结构，促进展开并增加疏水基团的暴露（Kim等人，2024年）。虽然形成了共价和非共价键，但由于多酚的弱酸性，非共价相互作用占主导地位（Chen等人，2024年）。多酚与胶原蛋白之间的非共价相互作用主要是氢键（Wang等人，2023年），辅以疏水相互作用、静电相互作用等。相比之下，通过Maillard加成反应、Schiff碱反应和酚氧化酶催化形成的共价键是不可逆的且更稳定（Guo等人，2025年）。这样的共价键增强了多酚-胶原蛋白复合体的物理化学稳定性和机械性能（Liu等人，2025年）。漆酶是一种多铜氧化酶，因其安全性、可持续性和广泛的底物范围而被广泛用于食品蛋白改性。例如，漆酶介导的桑提取物催化显著提高了胶原蛋白膜的拉伸强度（Ran等人，2024年）。同样，Yang等人（2025年）开发了一种漆酶介导的蛋白质-多糖-多酚系统，改善了印加花生白蛋白的功能特性以及该复合物作为乳化剂的粘弹性，用于制备高内乳乳液。漆酶可以催化多酚上的酚羟基和蛋白质中的酪氨酸残基的氧化，从而生成醌自由基。随后，这些自由基通过与胶原蛋白的亲核氨基进行Michael加成或Schiff碱反应，形成稳定的共价交联键（Tang等人，2023年）。
在这项研究中，使用proanthocyanidins作为天然交联剂，探讨了漆酶介导的改性对胶原蛋白水凝胶的物理化学性质和热稳定性的影响。此外，该研究还旨在验证漆酶介导的proanthocyanidin交联胶原蛋白水凝胶的生物相容性及其促进成纤维细胞生长和相关因子表达的能力。通过改善鲤鱼皮来源的胶原蛋白水凝胶的物理化学性质，本研究提出了一种将副产品转化为高价值生物基材料的新颖且可持续的策略。
章节片段
材料
鲤鱼皮胶原蛋白来源于实验室储存，用于生产胶原蛋白的鲤鱼皮从华中农业大学市场购买。漆酶从Sigma-Aldrich（美国）购买。proanthocyanidins和 ninhydrin 从上海宇源生物科技有限公司获得，而无菌PBS从Thermo Fisher Scientific（美国）购买。DMEM培养基（含有10%胎牛血清+1%青霉素-链霉素）从
FTIR分析
使用傅里叶变换红外光谱对胶原蛋白-多酚相互作用进行了分析。结果表明，胶原蛋白水凝胶在特征波长处表现出明显的吸收峰，每个峰都有特定的意义。3433 cm-1处的酰胺A带是由-OH伸缩振动和N-H伸缩振动的叠加峰组成的。N-H参与氢键的形成，从而保持了胶原蛋白的稳定性
结论
本研究考察了漆酶介导的proanthocyanidin交联对鲤鱼皮来源的胶原蛋白水凝胶的物理化学特性和生物相容性的影响。与未交联的胶原蛋白水凝胶组和proanthocyanidin交联组相比，漆酶介导的交联改善了其机械性能和热稳定性。当漆酶介导proanthocyanidins的交联时，虽然观察到了剂量-响应关系
CRediT作者贡献声明
赵倩楠：撰写——原始草稿、软件、方法论、数据管理。邓芳辉：项目管理。谢俊宏：撰写——原始草稿、软件、方法论、研究、数据管理。宋梁：监督、方法论、概念化。胡阳：撰写——审阅与编辑、监督、项目管理、资金获取。赵永强：概念化。黄麒麟：方法论、研究。刘友明：方法论、研究。岳伟：方法论，
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致谢
作者感谢湖北省重点研发计划（编号：2024BBB039；编号：2025BBB042）、中央高校的基本研究基金（编号：2662024SPPY001）以及深圳的华中农业大学-农业基因组学研究所合作基金（编号：SZYJY2022013）的财政支持，使我们能够进行这项研究。
谢俊宏|赵倩楠|邓芳辉|岳伟|荣建华|黄麒麟|刘友明|赵永强|宋梁|胡阳
