胶原蛋白的研究进展

4、胶原蛋白的应用
4.1食品领域的应用
4.1.2肉制品改良剂
胶原蛋白可以影响肉类的嫩度和肉类蒸煮后肌肉的纹理, 其含量和存在状态与肉制品的嫩度密切相关。通过破坏胶原 蛋白分子内的氢键,使其原有的紧密超螺旋结构破坏,形成分子 较小、结构较为松散的明胶,即可改善结缔组织的嫩度,提高其 食用价值。
4、胶原蛋白的应用
3、胶原蛋白的提取
由于以上几种方法各有其优缺点,因此目前在提 取胶原蛋白时,常把几种方法结合起来。如碱酶处理 法,即在提取胶原蛋白时,先用碱对铬革屑进行轻度处 理,然后再用酶进行二次处理,这样可以增加胶原的提 取率和反应效率。
4、胶原蛋白的应用
4.源自文库食品领域的应用
4.1.1功能性食品和保健品
经常食用含胶原蛋白丰富的食品,能有效地增加皮肤组织 细胞的储水能力,增强和维持肌肤良好的弹性,强化肌肤的韧性, 延缓肌体的衰老。同时,胶原蛋白可以作为补钙成分用于保健 食品,因为血浆中来自胶原蛋白的羟基脯氨酸是将血浆中的钙 运输到骨细胞的运载工具,骨细胞中的骨胶原则是羟基磷灰石 的黏合剂,它与羟基磷灰石共同构成了骨骼的主体。此外,胶原 蛋白还能降低血甘油三酯和胆固醇,用于制作减肥降血脂食品。 有研究表明,铝对人体有害,老年痴呆症可能与摄入过量的铝有 关,而胶原蛋白在排出体内的铝方面也具有独到之处。
4、胶原蛋白的应用
4.2在化妆品领域的应用
4.2.4 配伍性 胶原蛋白具有调节和稳定pH值、稳定泡沫、乳化胶体的作 用。同时,作为一种功能性成分，在化妆品中可以减轻各种 表面活性剂、酸、碱等刺激性物质对皮肤、毛发的损害。 4.2.5 亲和性 胶原蛋白对皮肤和头发表面的蛋白质分子有较大的亲和力, 胶原蛋白主要通过物理吸附与皮肤和头发结合,能耐漂洗处 理。亲和作用随相对分子质量的增大而增强。相对分子质量 小的分子可以渗入皮肤和头发的表皮,有时还可以透过皮质 层,达到营养皮肤的作用。相对分子质量较大的分子,每个分 子结合位置较多,结合力增强,亲和力增大。
3、胶原蛋白的提取
3.2 酸处理法
酸处理法的原理是在酸性条件下,铬配 合物发生解离,随着H+浓度增大,离解速度加快,配合物的分子 变小,失去鞣制作用,达到脱铬提取胶原蛋白的目的。利用酸水 解法分离胶原纤维,H2SO4的浓度越大,水解时间越短,但浓度 大于4%,在70℃以下,铬鞣革屑(削匀屑)水解完全所需的时间为 2h左右;而且温度的影响也很大,高于70℃时,水解对时间的依 赖性减弱。但是酸处理法对胶原的水解程度大,只能得到小分 子的胶原降解物,而且Cr3+在酸性条件下处于溶解状态,很难与 胶原蛋白彻底分开。
2、胶原蛋白的结构及功能特性
2.2胶原蛋白的功能特性
2.2.4增强皮肤代谢机能 胶原及其水解物与人皮肤胶原的结构相似,相容性好,存 在着离子键、氢键等相互作用; 由其制备的材料,可以扩散到 皮肤的深层,对人的皮肤有很好的营养作用; 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; 其分子中 的氨基和羧基又赋予它一定的表面活性,这使它与其它材料 的相容性很好,且对皮肤无刺激性。
如右图示当真皮 层的胶原蛋白（ 右图黄色部分） 被氧化、断裂后 ，对表皮的支撑 作用就消失了， 因此造成不均一 的塌陷，这样皱 纹就产生了。
2、胶原蛋白的结构及功能特性
2.1 胶原分子的结构
胶原分子是由3条α肽链以右
手螺旋方式形成蛋白质，主要
含有α－氨基酸、脯氨酸、羟氨
酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸等。
胶原蛋白的研究进展
1、引言
胶原蛋白（collagen）是由原胶原蛋白分子组成的，是 不含“色氨酸”“胱氨酸”和的不完整蛋白质，而甘氨酸、脯 氨酸、羟脯氨酸含量则相当的高.胶原蛋白是人体内含量最 多的蛋白质，占体内蛋白质总量的三分之一，约占人体重 量的 6％. 它是结缔组织的主要组成部分，主要以胶原纤维 的形式存在，主要存在于人体皮肤、骨骼、眼睛、牙齿、 肌腱、内脏等部位，其功能是维持皮肤和组织器官的形态 和结构，也是修复各损伤组织的重要原料物质。
2、胶原蛋白的结构及功能特性
2.2胶原蛋白的功能特性
2.2.3功能保健作用 胶原含有其它蛋白质所没有的羟基赖氨酸,因而营养十分 丰富。明胶和胶原多肽作为胶原蛋白的降解产物,同样具有 很多优良的性能。胶原多肽的氨基酸种类丰富,蛋白质含量 高,不含脂肪,符合人们对“低脂高蛋白”的食品需求,已有大 量研究表明,胶原多肽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,而且肽类比氨基酸具有有速度快、耗 能低、不易饱和, 且各种肽之间运转无竞争性与抑制性等特 点。
3、胶原蛋白的提取
3.3氧化法
氧化法的原理是在弱碱性条件下,利用氧化 剂(通常H2 02)将鞣革废渣中Cr3+氧化成Cr6+ (成为可溶性的 铬酸盐),使Cr6+从蛋白质的肽链上脱落下来,从而实现铬与胶 原蛋白的分离。如在碱性介质中,根据双氧水氧化三价铬的原 理,采用酸-碱-氧化交替的方法,也可获得低含铬量的胶原,并保 持了胶原分子的结构。王远亮等采用碱性脱铬剂和氧化剂配 合使用的脱铬方法,脱铬效果显著,脱铬后胶原含铬量低。大量 研究表明:用氧化法脱铬,速度快,对胶原的结构破坏程度小,获 得的胶原产物分子量较大,色泽好,脱铬效果好,但在处理过程 中会产生有毒的Cr6+。
4.1食品领域的应用
4.1.3食品包装材料
胶原蛋白是制作人工肠衣的理想原料,在热处理过程中,随 着水分和油脂的蒸发和熔化,胶原几乎与肉食的收缩率一致,而 其它的可食用包装材料还没被发现具有这些品质。胶原蛋白 还可以用于制作复合天然保鲜膜,用于肉类保鲜,效果显著。用 明胶制成的明胶膜又称可食包装膜、生物降解膜,具有良好的 抗拉强度、热封性和较高的阻气、阻油、阻湿性能 ,可用于水 果保鲜、肉类保鲜、食品包装或直接食用。
4、胶原蛋白的应用
4.1食品领域的应用
4.1.5在其它食品领域方面的应用
胶原蛋白的水解产品明胶可以代替传统的鱼胶作为啤酒、 果酒、果汁、黄酒和白酒等的澄清剂。利用胶原的成膜性,可 将其用作固化酶的膜材料和肉食品标签,后者已经在欧洲实际 应用。胶原蛋白粉经调浆、成型、干燥、油炸等工序,可制得 胶原小食品;调浆时,可根据口感需要,添加不同的香辛料,制成 美容小食品。在食品生产中,明胶可作为稳定剂、乳化剂、搅 打剂、发泡剂等用于糖果、冷冻食品和乳制品、罐头食品等 的生产。明胶还可用于制作蛋糕和各种糖衣,由于明胶的稳定 性,即使在热天,当液相增加时,这种糖衣也不致渗入糕饼中,而 且还能控制糖晶体的大小。
1、引言
人体胶原蛋白有27 种，不同部位所含 的胶原蛋白的类型也各不相同。胶原蛋白 是一种细胞外蛋白质，它是由3条肽链拧成 螺旋形的纤维状蛋白质。皮肤胶原蛋白以I 型、III型居多，由3条左旋肽链右旋而成。
1、引言
胶原蛋白是人体皮肤真皮层的主要成分，占 80%以上。胶原蛋白在皮肤中构成一张细密的弹 力网，能锁住水分，如支架般支撑着皮肤。 随着年龄的增长，胶原蛋白会逐渐的流失， 从而导致支撑皮肤的胶原肽键和弹力网断裂，其 螺旋网状结构随即被破坏，皮肤组织被氧化、萎 缩、塌陷，肌肤就会出现干燥、皱纹、松弛无弹 性等衰老现象。
4、胶原蛋白的应用
4.1食品领域的应用
4.1.4食品涂层材料
近年来,人们发现将明胶用于食品涂层上具有很多好处,如: 避免食品氧化,抑制褐变反应;防止食品吸潮及僵硬;使食品表 面有光泽;作为稳定剂,防止产品干缩变形;具有保鲜作用,明胶 溶液可在果蔬表面形成皮膜,能保证食品的新鲜度和天然风味; 防止食品腐败,延长食品的保存期;提高挥发性食品成分的保存 性;调整溶解性。
2、胶原蛋白的结构及功能特性
2.2胶原蛋白的功能特性
2.2.1细胞-基质间的相互作用
胶原蛋白与其他成分以特定的形式排列结合,形成细胞 外间质的网状结构。这种结构对细胞起到锚定和支持作用, 并为细胞的增殖生长提供适当的微环境。在生理或病理机制 的调控下,胶原蛋白有机地参与细胞迁移和代谢,从而使细胞 更准确地发挥其功能。
5、胶原蛋白的发展前景
胶原蛋白虽以其优良的 性质得到重视，但不可避免 的弱点也限制了它的应用。 例如拉伸强度较弱；体内降
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2 KD 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,通常还应具有一定的成膜性,因此,水解胶原的分子量一般要求更高。
4、胶原蛋白的应用
4.3在医学领域的应用
由于胶原蛋白具有保护、支持人体组织及骨骼张 力强度及粘稠性等特性，所以作为医疗材料的用途 极为广泛，另据国外有关报告，胶原蛋白还可有效 改善关节病及骨质疏松症，具有抑制血压上升、通 过胃粘膜抗溃疡作用、起免疫功能调节等作用。
3、胶原蛋白的提取
目前提取胶元蛋白主要从皮革废弃物中,国内外已有不少研究。根据文 献,从铬革屑中提取胶方法很多,根据处理剂的不同其提取方法分为以下 几种。
3.1碱处理法
碱处理法的原理是碱液中的OH-离子进 入络合物内界,将胶原羧基从铬络合物中取代出来,使胶原脱铬 且同时发生降解,然后溶于水,Cr3+与OH-离子形成沉淀。经过 压滤或离心分离,可将胶原溶液与Cr(OH)3沉淀分离。陈武勇 等对CaO提取铬鞣革屑中的胶原蛋白的影响因素进行了研究, 确定了氧化钙提取胶原蛋白的最佳条件和方案。
3、胶原蛋白的提取
3.4 酶处理法
酶处理法的原理是用酶水解铬革屑,使 其中的铬络合物与蛋白质脱鞣,分离 出铬 盐和已部分水解的 胶原。Cabeza改进了一步酶法,用两步酶法(先用胃蛋白酶提 取,再用碱性蛋白酶提取)提取2种不同的胶原水解产物。酶处 理法条件温和,对蛋白质的成分破坏小,所得胶原蛋白纯度高, 水溶性好,物理化学性质稳定,但如果单独使用,反应过程很慢
2、胶原蛋白的结构及功能特性
2.2胶原蛋白的功能特性
2.2.4增强皮肤代谢机能 蛋白质是生物体中最主要的组成物质,包括覆盖人体的皮 肤、毛发都是由蛋白质组成。此外,蛋白质几乎主导着生物 界全部的生命活动,如:细胞分裂、新陈代谢、传递信息,以及 对疾病的抵抗能力,都是依赖蛋白质来完成的。因此,在化妆 品中,以蛋白质作为活性物质十分自然。美国CTFA化妆品原 料手册录用的天然物质和《功能性化妆品原料》中,选用的 天然物质中都有胶原蛋白或其水解产物(羟脯氨酸、脯氨酸、 丝氨酸)。
2、胶原蛋白的结构及功能特性
2.2胶原蛋白的功能特性
2.2.2止血、创伤愈合机能 天然的胶原聚集体是良好的止血剂,血小板首先粘附在 胶原表面诱导血小板释放,随后血小板开始聚集并产生最终 止血栓。胶原的天然结构,尤其是足够发达的四级结构,是胶 原具有凝聚能力的基础。用胶原制备的凝血材料,比如胶原/ 壳聚糖复合膜的止血性能比明胶等一般材料好得多。
2、胶原蛋白的结构及功能特性
2.2胶原蛋白的功能特性
2.2.5免疫能力 胶原虽然是大分子物质但由于其结构重复性大,与其它 具有免疫性的蛋白质相比,胶原的免疫原性非常低,尤其是它 以胶原组织和纯化胶原形式使用时更为明显。胶原的主要免 疫原性位点是在分子的C、N末端区域, 这两个区域是有短的、 非螺旋氨基酸序列所组成, 又叫“端肽( telopeptides) ”，它 可在提取胶原时, 被选择性的水解或去除而失活，仅在胶原 分子三股螺旋内保留微弱的免疫原性, 不足以引起明显的排 异反应。
4、胶原蛋白的应用
4.2在化妆品领域的应用
在国外,对胶原蛋白在美容方面的作用已进行深入的研究。试验证 明:0.01 %的胶原蛋白纯溶液就有良好的抗各种辐射的作用,且能形成很好 的保水层,能供给皮肤所需要的全部水分。胶原蛋白应用于化妆品中的功 效总结起来有如下几点：
4.2.1营养性 可以给予含有胶原蛋白的皮肤层所必需的养分,补充17 种对 人体有益的氨基酸,使皮肤中的胶原蛋白活性加强,保持角质 层水分以及纤维结构的完整性,改善皮肤细胞生存环境和促 进皮肤组织的新陈代谢,增强循环,达到滋润 4.2.2 修复性 胶原蛋白和周围组织的亲和性很好,从而具有修复组织的作 用。 4.2.3 保湿性 由于胶原蛋白分子中含有大量的亲水基,使之具有良好的保 湿功效,能够达到保持皮肤润泽的目的。