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什么是胶原蛋白?
作者:管理员    发布于:2010-05-25 14:58:57    文字:【】【】【

概述
胶原蛋白(也称胶原)是细胞外基质的一种结构蛋白质,英文名“collagen”,由希腊文演化而来,多糖蛋白,呈白色,含有少量的半乳糖和葡萄糖,是细胞外基质(ECM)的主要成分,约占胶原纤维固体物的85%。胶原蛋白是动物体中普遍存在的一种大分子蛋白,主要存在于动物的结缔组织(骨、软骨、皮肤、腱、韧等)中,占哺乳动物体内蛋白质的25%~30%,相当于体重的6%。在许多海洋生物,如鱼类的皮,占其蛋白质含量甚至高达80%以上。对机体和脏器起着支持、保护、结合以及形成界隔等作用。除了生物力学方面的以外,还具有诸如信号转导、生长因子与细胞因子的运输等功能。
畜禽源动物组织一直是人们获取天然胶原蛋白及其胶原肽的主要途径,但由于疯牛病(BSE)、口蹄疫(FMD)、禽流感等疾病的发生,使人们对陆生哺乳动物胶原蛋白及其制品的安全性产生了质疑,另外来源于牲畜的胶原蛋白在信仰伊斯兰教等地区的应用受到了限制。正在逐步转向海洋生物中开发胶原蛋白(花美荟正是采用海洋动植物)。虽然欧洲食品安全局(EFSA)已证实了即使是动物骨骼来源的胶原蛋白也是安全的,不存在感染疯牛病和其它相关疾病的可能。
由于氨基酸组成和交联度等方面的差异,使得水产动物尤其是其加工废弃物—皮、骨、鳞中所含有的丰富的胶原蛋白具有很多牲畜胶原蛋白所没有的优点,如一定的凝胶性、高度的分散性、低粘度性、吸水性、持水性以及乳化性等,另外人们发现来源于海洋动物的胶原蛋白在一些方面明显优于陆生动物的胶原蛋白,比如具有低抗原性、低过敏性、变性温度低、可溶性高、易被蛋白酶水解等特性。因此水产胶原蛋白可能逐步替代陆生动物胶原蛋白。
胶原蛋白种类较多,常见类型为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅴ型和Ⅺ型,胶原蛋白因具有良好的生物相容性、可生物降解性以及生物活性,比如低抗原性、在体内易被人体吸收、能促进细胞成活与生长、促进血小板凝结等在食品、医药、组织工程、化妆品等领域获得广泛的应用。它不仅可以作为保健食品、美容产品、包装材料,还可以作为食品添加剂应用在肉制品改良、冷冻食品、饮料、糕点以及乳制品等中。在医学领域中,胶原蛋白由于具有低免疫原性、纤维的再形成性、强的机械性能和生物可降解性等优点,可制成胶原海绵、胶原膜、人工皮肤、固定化美酶载体和胶囊等。中国传统的胶原保健品“阿胶”主要是以驴皮为原料(其实就是驴皮中所含胶原蛋白),经特殊的工艺生产出来的,具有较高的滋补保健作用,有中药三宝之一的美誉。

在水产动物体内胶原蛋白含量高于陆生动物,如鲢鱼、鳙鱼和草鱼鱼皮的蛋白质含量分别为25.9%、23.6%和29.8%,均高于各自相应鱼肉的蛋白质含量:17.8%、15.3%和16.6%。而鱼皮中的胶原含量最高可超过其蛋白质总量的80%,较鱼体的其它部位要高许多,有研究报道真鲷鱼皮中胶原蛋白占粗蛋白的80.5%,鳗鲡则高达87.3%。如此高的含量意味着得率也高,如小鲔鲣42.5%;日本海鲈40.7%;香鱼53.6%;黄海鲷40.1%;竹荚鱼43.5%(均以干重计)。但胶原蛋白的种类要少得多,已从鱼类中分离鉴定出的胶原类型有:广泛分布在真皮、骨、鳞、鳔、肌肉等处的I型、软骨和脊索的Ⅱ型和Ⅺ型以及肌肉的V型。而鱼皮和鱼骨所含的Ⅰ型胶原蛋白是其主要胶原蛋白。此外,还发现ⅩⅧ型胶原,然而哺乳动物中含量比较丰富的Ⅲ型胶原,在水产动物中尚未发现。其中只有Ⅰ型胶原蛋白的价格人们才可以接受;其它类型的胶原如Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等仅在研究中制备,由于价格昂贵都不宜于大量生产。

胶原蛋白的水解产物含有多种氨基酸,其中以甘氨酸最为丰富。其次为丙氨酸、谷氨酸和精氨酸,半胱氨酸、色氨酸、酪氨酸以及蛋氨酸等必需氨基酸含量低,因此,胶原蛋白属不完全蛋白质。水解猪皮胶原所得的肽类产物中含有19种氨基酸,其中包括7种成人必需氨基酸和2种幼儿必需的半必需氨基酸;而且氨基酸总量高达90%以上。在八种人体必需氨基酸中含有六种:异亮氨酸(Ile)为1.21%,亮氨酸(Leu)和苯丙氨酸(Phe)为4.89%,缬氨酸(Val)2.95%,苏氨酸(Thr)为1.95%,赖氨酸(Lys)为1.94%。

胶原蛋白由动物皮提取,皮中除胶原蛋白外还含有透明质酸、硫酸软骨素等蛋白多糖,它们含有大量极性基团,是保湿因子,且有阻止皮肤中的酪氨酸转化为黑色素的作用,故胶原蛋白有纯天然保湿、美白、防皱、祛斑等作用,可广泛应用于美容用品中。胶原蛋白的化学组成、结构赋予了它是美容的基础。胶原蛋白与人体皮肤胶原的结构相似,为非水溶性纤维状含糖蛋白质,分子中富含大量氨基酸和亲水基,具有一定的表面活性和很好的相容性,同时由于其分子中含有大量的羟基,因此它有着相当好的保湿作用。在相对湿度70%时,仍可保持其自身重量45%的水分。试验证明:0.01%的胶原蛋白纯溶液就能形成很好的保水层,供给皮肤所需要的全部水分。
随着年龄的增长,成纤维细胞的合成能力下降,若皮肤中缺乏胶原蛋白,胶原纤维就会发生联固化,使细胞间粘多糖减少,皮肤便会失去柔软、弹性和光泽,发生老化,同时真皮的纤维断裂、脂肪萎缩、汗腺及皮脂腺分泌减少,使皮肤出现色斑、皱纹等一系列老化现象。将其作为活性物质用于化妆品中时,后者可以扩散到皮肤的深层,其含有的酪氨酸与皮肤中的酪氨酸竞争,而与酪氨酸酶的催化中心结合,从而抑制黑色素的产生,使皮肤中的胶原蛋白活性增强,保持角质层水分以及纤维结构的完整性,促进皮肤组织的新陈代谢,对皮肤产生良好的滋润保湿、消皱美容作用。早在20世纪70年代初,美国就率先推出注射用牛胶原,用于祛斑除皱纹及修复瘢痕。
不过在化妆品中,单纯用作营养性护肤类原料通常要求分子量在2KD以下,以让水解胶原能渗透入皮肤内。而护发类化妆品除要求水解胶原具有保湿性以外,还应具有一定的成膜性,因此,水解胶原的分子量要求会更高。

脚注信息
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