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水解胶原蛋白是什么?

发布日期:2014-05-07 15:59:13
 

   胶原蛋白对大多数人来说并不陌生,但说到水解胶原蛋白,很多人就不太清楚了。其实跟我们生活息息相关的正是水解胶原蛋白,本期特邀北京化工大学材料科学与工程学院教授黄雅钦为读者解答——

 

  Q:水解胶原蛋白从何而来?

 

     A:这要从胶原蛋白讲起,胶原蛋白主要存在于动物肌腱、韧带、软骨、皮肤等结缔组织中,是由3条多肽链组成、具有三螺旋结构的一类蛋白质。

 

目前,已经有29种同源和异源三聚体被识别出来,如Ⅰ型胶原蛋白、Ⅱ型胶原蛋白、Ⅲ型胶原蛋白……(几种典型胶原蛋白的分布见下表)。这类所有的三聚体都具有共同的[Gly-X-Y]n 氨基酸重复序列不仅区分了胶原蛋白和其他蛋白质,还产生了胶原蛋白特征三螺旋结构。《高分子科学》第3卷第2期中提到,Ⅰ型胶原蛋白原纤维是所有结缔组织中最主要的结构成分,起到结构支架的作用。

 

  在酸、碱、热或酶的作用下,胶原蛋白会水解成为多肽混合物,也称为水解胶原蛋白。目前,大多水解胶原蛋白是通过酶解法制备,采用的酶通常为胰蛋白酶、糜蛋白酶、胃蛋白酶、碱性蛋白酶、蛋白酶E、链霉蛋白酶、胶原酶、菠萝蛋白酶或木瓜蛋白酶等。

 

  Q:水解胶原蛋白主要采用哪些原料?

 

  A:水解胶原蛋白主要采用的原料为动物(包括牛、羊、猪、鱼以及家禽)的皮、骨、筋、腱或者软骨等结缔组织,此外,也可以用水生动物的鳍、鳞等。

 

  Q:水解胶原蛋白的研究情况如何?

 

  A:胶原蛋白水解物的研究主要集中在以下几个方面:

 

  抗氧化性:研究表明,相对于许多其他抗氧化肽,水解胶原蛋白在抑制脂质过氧化中更加有效,同时也能保护细胞免受自由基氧化损伤。水解胶原蛋白具有很强的自由基清除能力,随着分子量的减小,其自由基清除能力增强。特定氨基酸的存在对于抗氧化活性不仅必不可少,而且氨基酸在多肽序列中的正确排序对抗氧化活性发挥起到了重要作用。

 

  《食品化学》中曾报道了美国克莱姆森大学教授Li Chen等人从猪皮胶原蛋白水解物中提取出了具有高抗氧化活性的多肽Gln-Gly-Ala-Arg

 

《生命科学》中也曾报道了这样的研究,韩国釜庆国立大学博士Mendis等人从鱿鱼皮中提取出了具有自由基抑制能力的多肽

Asn-Gly-Pro-Leu-Gln-Ala-Gly-Gln-Pro-Gly-Glu-Arg

 

  抗高血压:抗高血压多肽是一种通过抑制血管紧张素转换酶(ACE)活性降低血压的多肽分子。由于ACE的活性位点不能匹配到多肽大分子上,因此这些多肽分子大部分都有相对较短的序列和低分子量。胶原蛋白通过适当酶解后,可以得到抗高血压的多肽。

 

  《食品胶体》(中就提到,相关研究者不仅从陆生动物胶原(如猪皮胶原蛋白、牛皮胶原蛋白、鸡腿骨胶原蛋白等)中提取出了强效的ACE抑制剂,还从海生动物(如从鱼皮、鱼软骨、鱼鳞、鱿鱼、海参等)中也提取出了强效ACE抑制剂。

 

  治疗骨质疏松:胶原蛋白水解产物可以用作治疗缺钙症的激活剂,对弥补儿童期、青春期缺钙有显著的疗效,高纯度水解明胶能够治疗由于缺钙引起的早期骨质疏松症。日本也曾发表过用水解明胶治疗骨质疏松症的专利,指出分子量在40006000道尔顿的酶解产物能有效地改善和抑制骨强度的下降、预防骨折,是骨质疏松预防和治疗的有效成分。

 

  缓解关节炎:有研究表明,水解胶原蛋白对软骨的亲和性以及对合成软骨细胞具有激发效果,水解胶原蛋白同时增强了新陈代谢和Ⅱ型胶原蛋白的合成。此外,水解胶原蛋白还可以有效缓解关节炎疼痛,改善关节的运动灵活性,从而可以减少镇痛剂用量。

 

  营养和修复功能:水解胶原蛋白作为胶原蛋白的水解产物,具有优良的性能,它富含氨基酸,不含脂肪,符合人们对“低脂高蛋白”的食品需求。近年研究表明,水解胶原蛋白可以在肠道直接被吸收,肽类和氨基酸以不同的途径被吸收,而且类比氨基酸具有更大的吸收量。在日本,胶原蛋白及其水解产物被作为众多功能性食品和蛋白饮料的原料,已普遍地应用于食品工业。在化妆品中,水解胶原蛋白主要具有营养性、修复性、保湿性、配伍性、亲和性等的功效,能起到保湿、修复、美白皮肤、润泽头发的作用,并对多种皮肤病如皲裂、冻疮、皮炎、黄褐斑等治疗具有很好的效果。

 

  近年来,研究人员还发现水解胶原蛋白具有明显改善胶原合成的能力,并具有促进皮肤角质层的代谢回转效果,可见胶原多肽具有很好的美容效果。    

 

  水解胶原蛋白在医药工业、临床医学和临床治疗中应用也有不少研究,水解胶原蛋白对关节病等胶原病具有很好的预防及治疗作用,对伤口愈合有很好的促进作用,还能够保护胃黏膜从而具有抗溃疡效果,可以抑制血管紧张素转移酶(ACE)从而降低血压,提高骨骼强度。

 

Q:口服水解胶原蛋白有疗效功能吗?

 

  A:有一些研究已证实,针对某些症状,口服水解胶原蛋白是有一定疗效的。比如患有皮肤炎症和干燥的病人,一般通过涂抹润肤剂进行治疗。由于水解胶原蛋白具有低抗原性而且不产生过敏反应等优点,可以通过口服水解胶原蛋白进行治疗。日本横滨市立大学助理教授Tomoko Okawa 等人研究了口服水解胶原蛋白三肽对治疗皮肤干燥和瘙痒的疗效作用,采用了人皮肤成纤维细胞进行体外实验,采用了丙酮诱导的老鼠干皮肤进行了体内实验,同时也对老鼠表皮失水量和抓挠行为进行了验证,结果表明,水解胶原蛋白三肽可以促进皮肤成纤维细胞中透明质酸的生成,并且可以减少皮肤失水量和抑制抓挠行为。

 

  北京大学Zhang Zhaofeng等研究了海生水解胶原蛋白(提取自大马哈鱼皮)对创伤愈合的疗效,通过对两种小鼠创伤模型(切口模型、切除模型)进行实验,测定了伤口缝合能力、伤口抗拉强度和血管再生能力。结果表明,口服了水解胶原蛋白的一组小鼠相对于对照小鼠,其伤口缝合及组织再生更快、血管再生能力更强、胶原纤维形成更厚更好。

 

  紫外线照射会引起皮肤的严重损伤,日本明治有限责任公司博士Chisato Oba等人研究了口服水解胶原蛋白对改善紫外线诱导的表皮功能缺损和皮肤弹性的作用,通过对口服了水解胶原蛋白的小鼠和对照小鼠进行紫外光照射实验发现,水解胶原蛋白可以减少表皮水分的流失、降低表皮厚度和增加角质层含水量,从而验证了口服水解胶原蛋白可以改善紫外光诱导的表皮功能损伤并提高皮肤弹性。

 

  中国长春中医药大学Qu xiaobo等人研究了水解胶原蛋白对由视黄酸引起的小鼠骨质疏松的疗效。实验研究了口服/不口服鹿茸水解胶原蛋白,骨质疏松小鼠的组织形态和血清生化参数。与对照组相比较,口服鹿茸水解胶原蛋白明显提高了小鼠的骨矿物质密度(BMD)、钙、磷和静态组织生物学指数及生物力学性能。结果表明,提取的水解胶原蛋白对预防及治疗由视黄酸引起的小鼠骨质疏松发挥了重要作用。

 

来源:中国化妆品网


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