胶原蛋白肽产业现状及发展趋势_周雪松
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胶原蛋白肽产业现状及发展趋势
*
周雪松
(广州合诚实业有限公司,广东广州,
510530)摘
要
胶原蛋白肽作为一种新兴的功能性蛋白配料近年来在国内外发展迅速。文中综述了胶原蛋白肽的定
义、特性、制备工艺以及国内外胶原蛋白肽产业的发展现状,厘清了胶原蛋白肽推广过程中下游生产企业和消费者关注的3方面问题,包括胶原蛋白肽产品品质与原料来源间关系,胶原蛋白肽功效与分子量间关系以及胶原蛋白肽应用法规,展望了胶原蛋白肽产品的研究发展趋势,以期科学引导从事和关注胶原蛋白肽产业人群,促进国内胶原蛋白肽产业的健康持续发展。关键词
胶原蛋白肽,制备工艺,特性,原料来源,分子量,应用法规
第一作者:博士,高级工程师。
*十二五国家科技支撑计划课题(2012BAD37B08);863计划课题
(2013AA102201)收稿日期:2013-04-28,改回日期:2013-05-14
胶原蛋白是一种重要的功能性多糖蛋白质,与细
胞再生、分化、运动、免疫、关节润滑、血压抑制、伤口愈合、衰老及疾病等有极其密切的关系。胶原蛋白肽,胶原蛋白的酶解产物,是一种天然的生物产品,具有胶原蛋白诸多的生理活性和胶原蛋白所不具有的
特性,
作为一种新兴的功能性蛋白配料近年来在国内外发展迅速,因其显著的生理活性广泛应用于功能性食品、
保健食品、化妆品和药品。本文从胶原蛋白肽的定义、特性入手,详细阐述其制备工艺、国内外胶原蛋白肽产业的发展现状,厘清胶原蛋白肽推广过程中下游生产企业和消费者关注的几个焦点问题,并展望胶原蛋白肽产品的研究发展趋势,以期科学引导从事和关注胶原蛋白肽产业人群,促进我国胶原蛋白肽产业的健康持续发展。
1胶原蛋白肽的定义和特性
胶原蛋白肽,顾名思义,是以胶原蛋白为原料来
源的肽类物质。但由于国内相关法规不健全、
不同生产厂商生产的产品质量差距较大,
市面上不同企业生产的产品名称不尽相同,
包括胶原蛋白、胶原多肽、活性胶原蛋白、水解胶原蛋白、胶原蛋白水解物、小分子胶原肽、水解蛋白、水解明胶、胶原蛋白肽等,使消费
者不知所措。胶原蛋白、
胶原蛋白肽间的关系见图1,胶原蛋白、胶原蛋白肽结构变化过程见图2。由图1、图2可以看出,胶原蛋白肽是胶原蛋白在热处理、
酶的作用下,发生分子链解体、断裂,再经加工所得到
的一种产物。日本Nippi 公司定义为:胶原蛋白是一种动物性食材中所普遍含有的蛋白质,通过热变性提炼出胶原蛋白,使用蛋白分解酶对其进行部分加水分解,降低分子量而形成的物质,称为胶原蛋白肽
。
图1胶原蛋白-明胶-胶原蛋白肽关系图
Fig.1
The relationship diagram of collagen-gelatine-
collagen
peptides
图2胶原蛋白-胶原蛋白肽结构变化过程
Fig.2Structural change process of collagen-collagen peptides
胶原蛋白肽除了具有多肽的典型特征(包括分
子量小、易吸收,无抗原性、不过敏,安全性高、无副作用,生物活性高、作用准确,载体运输能力强等)外,因其结构特殊,脯氨酸和羟脯氨酸含量明显高于其他
蛋白原料来源的活性肽[1],又具有其他多肽所不具备的功能。大量的国内外研究证实,胶原蛋白肽具有
显著的美容(抗皱、美白、修复、保湿、滋养、丰胸、改
善皮肤弹性、抗辐射等)[2-5]
、促进骨骼关节健康(促
进骨细胞生成、加速骨骼发育、提高骨骼坚固性、缓解
关节疼痛、改善关节软骨内蛋白多糖的耗损等)
[6-10]
、控制体重[11]
等功效。因此胶原蛋白肽被称为“皮肤的软黄金”、“肤中之肤、骨中之骨”,广泛用于化妆品、补钙食品、保健食品、特殊营养食品、医用材料及医药中。
2胶原蛋白肽的制备工艺(图3
)
图3胶原蛋白肽制备工艺流程
Fig.3
Preparation process of collagen peptides
制备工艺说明:
(1)原料选择:主要原料包括鱼皮鱼鳞、猪/牛皮骨等,
要求来源安全、无污染。(2)预处理:主要是通过控制温度、酸、碱、盐处理脱脂、脱钙、去杂蛋白,提高胶原蛋白的纯度以保证胶原蛋白肽的纯度;脱脂是去除脂肪;脱钙主要是去除鳞、骨中的羟基磷灰石晶体和无定型磷酸氢钙[12]
;
去杂蛋白是指去除非胶原蛋白的蛋白部分。
(3)酶解:根据目标胶原蛋白肽的质量参数要求,优化筛选复合酶组合、用量,控制作用温度、pH 值以及作用时间高效酶解,
达到酶解终点即通过升温或调节pH 值钝化酶。
(4)精制分离:通过活性碳或其他吸附剂选择性
吸附脱色、
去异味,通过粗滤、离心分离、膜分离(微滤、超滤、纳滤)等去除色素、异味以及大分子蛋白和多肽,
控制产品的分子量。(5)浓缩:通过膜浓缩或蒸发浓缩至胶原蛋白肽液浓度至20% 45%,为后续干燥节约能耗、提高效率。
(6)干燥制粒:通过喷雾干燥塔结合造粒机获得胶原蛋白肽粉末或颗粒,控制产品的密度。(7)包装成品:在控温控湿的洁净间(一般要求十万级以上)操作,包装有袋装、桶装、箱装(内包装一般为复合膜),注意防晒、防雨、防潮,避免与有毒、有异味物品混放。
3
国内外胶原蛋白肽产业现状
3.1
国外胶原蛋白肽产业情况
多肽具有营养和生理调节双重作用的特性,因此
成为发达国家研究和应用的热点。日本、
美国、欧洲的科学家首先开创了多肽在食品和保健功能食品中
的应用。近十年,
GNC 、Puritan ’s 、安利等全球营养保健食品巨头们不断扩大含有多肽成分产品的占比。国外胶原蛋白肽的研究和生产大都始于明胶生产企
业,包括日本新田、日本日皮(Nippi )、法国罗塞洛、德国嘉利达、比利时PB Gelatins 等。1980年,日本日皮
公司开始生产胶原蛋白肽产品并在市场上销售,Nip-pi 公司拥有胶原蛋白肽专项研究所(Nippi Biomatrix 研究所)。日本的FANCL 、
DHC 、UTU 从20世纪90年代起,便将多肽应用在美容和营养保健食品中,现
已推出含多肽的营养食品和护肤品达30余种,其中
胶原蛋白果饮于1998年在日本相继上市,目前每年营业额达15亿美元。现日本市场上,胶原蛋白肽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,产品形式包括粉剂、片剂、口服液、软
胶囊等
[13-14]
。图4为2003 2010年日本市场胶原蛋白肽总销售量图(日本胶原蛋白/胶原蛋白肽行业协会统计资料),其中日本市场胶原蛋白肽总销售量是指日本胶原蛋白/胶原蛋白肽行业协会会员的总销售量,可以看出,
2003年后日本的胶原蛋白肽年用量增加迅速,
2009年后年用量达到5000t 以上。在日本、欧美等发达国家,胶原蛋白已成为一种
渗入老百姓生活各个方面的大众化产品。欧莱雅、雅诗兰黛、
资生堂集团等旗下多个品牌都推出含有胶原蛋白的抗衰老产品,
具有美容功效的胶原蛋白风靡全球,活性肽类医药、食品在日本、美国、欧洲已形成巨
大的市场
。
图42003 2010年日本市场胶原蛋白肽总销售量Fig.4
Total sales of collagen peptides in Japanese market from 2003to 2010
3.2
国内胶原蛋白肽产业情况
在中国,胶原蛋白肽市场是一个新兴的市场。国
内本土胶原蛋白肽生产企业大部分都于2005年以后成立,目前在行业内具有一定的市场占有率和知名度