膠原蛋白知識

膠原蛋白知識匯總

第一部分膠原蛋白肽的基本概念

1、蛋白質(zhì)、氨基酸和肽

蛋白質(zhì)(Protein)是一種復(fù)雜的有機(jī)化合物。是由一條或多條多肽

鏈組成的生物大分子，每一條多肽鏈?zhǔn)怯啥翑?shù)百個(gè)氨基酸通過脫

水縮合連成，氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。多個(gè)蛋白質(zhì)可以結(jié)合

在一起形成穩(wěn)定的蛋白質(zhì)復(fù)合物，折疊或螺旋構(gòu)成一定的空間結(jié)構(gòu)，

從而發(fā)揮某一特定功能。蛋白質(zhì)的不同在于其氨基酸的種類，數(shù)目，

排列順序和肽鏈空間結(jié)構(gòu)的不同。

蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。因此，它是與生

命及與各種形式的生命活動(dòng)緊密聯(lián)系在一起的物質(zhì)。機(jī)體中的每一個(gè)

細(xì)胞和所有重要組成部分都有蛋白質(zhì)參與。蛋白質(zhì)占人體重量的

16%~20%,即一個(gè)60kg重的成年人其體內(nèi)約有蛋白質(zhì)9.6~12kg。

人體內(nèi)蛋白質(zhì)的種類很多，性質(zhì)、功能各異，但都是由20多種氨基

酸按不同比例組合而成的，并在體內(nèi)不斷進(jìn)行代謝與更新。蛋白質(zhì)又

分為完全蛋白質(zhì)和不完全蛋白質(zhì)。富含必需氨基酸，品質(zhì)優(yōu)良的蛋白

質(zhì)統(tǒng)稱完全蛋白質(zhì)，如奶、蛋、魚、肉類等屬于完全蛋白質(zhì)，植物中

的大豆亦含有完全蛋白質(zhì)。缺乏必需氨基酸或者含量很少的蛋白質(zhì)稱

不完全蛋白質(zhì)，如谷、麥類、玉米所含的蛋白質(zhì)和動(dòng)物皮骨中的明膠

等。

氨基酸(aminoacid)：含有氨基和竣基的一類有機(jī)化合物的通稱。

是構(gòu)成生物功能大分子蛋白質(zhì)的基本組成單位，賦予蛋白質(zhì)特定的分

子結(jié)構(gòu)形態(tài)，使它的分子具有生化活性。兩個(gè)或兩個(gè)以上的氨基酸化

學(xué)聚合成肽，是一個(gè)蛋白質(zhì)的原始片段，是蛋白質(zhì)生成的前體。氨基

酸(aminoacids)廣義上是指既含有一個(gè)堿性氨基又含有一個(gè)酸性

竣基的有機(jī)化合物，正如它的名字所說的那樣。但一般的氨基酸，則

是指構(gòu)成蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位。在自然界中共有300多種氨基酸，人

體能消化吸收以及利用的氨基酸只有22種，其中a-氨基酸21種(氨

基連在a-碳上的稱為a-氨基酸)。組成蛋白質(zhì)的氨基酸均為a-氨基

酸。a-氨基酸是肽和蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子，也是構(gòu)成生命大廈的基本磚

石之一O

必需氨基酸(essentialaminoacid)：指人體(或其它脊椎動(dòng)物)不

能合成或合成速度遠(yuǎn)不適應(yīng)機(jī)體的需要，必需由食物蛋白供給，這些

氨基酸稱為必需氨基酸。8種必需氨基酸即亮氨酸、異亮氨酸、綴氨

酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蘇氨酸、賴氨酸，成人必需氨基

酸的需要量約為蛋白質(zhì)需要量的20%?37%。半必需氨基酸或條件

必需氨基酸：人體雖能夠合成，但通常不能滿足正常的需要，因此，

又被稱為半必需氨基酸或條件必需氨基酸，組氨酸為小兒生長發(fā)育期

間的必需氨基酸，精氨酸、胱氨酸、酪氨酸、牛磺酸為早產(chǎn)兒所必需。

人體對必需氨基酸的需要量隨著年齡的增加而下降，成人比嬰兒顯著

下降。這幾種氨基酸對成人則是非必須的。非必需氨基酸

(nonessentialaminoacid)：指人(或其它脊椎動(dòng)物)自己能由簡

單的前體合成，不需要從食物中獲得的氨基酸。例如甘氨酸、丙氨酸

等13種氨基酸，可以用葡萄糖或是別的礦物質(zhì)來源制造。

肽(peptide)是介于氨基酸和蛋白質(zhì)之間的物質(zhì)，是一種有機(jī)化合

物，由兩個(gè)或多個(gè)氨基酸結(jié)合而成，是一種兩性化合物。氨基酸與氨

基酸之間以肽鍵相連。兩個(gè)氨基酸以肽鍵相連的化合物稱為二肽；三

個(gè)氨基酸以肽鍵相連的化合物稱為三肽，以此類推。一般認(rèn)為，含

10個(gè)以上氨基酸的肽稱為多肽(polypeptide),含10個(gè)以下氨基酸

的肽稱為寡肽或者低聚肽(oligopeptide)。而50個(gè)氨基酸以上的則

為蛋白質(zhì)。組成多肽的氨基酸單元稱為“氨基酸殘基”。多個(gè)肽進(jìn)行多

級折疊就組成一個(gè)蛋白質(zhì)分子。是涉及生物體內(nèi)多種細(xì)胞功能的生物

活性物質(zhì)。

截止2003年9月，生物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)幾百種肽，是機(jī)體完成各種復(fù)雜

的生理活性必不可少的參與者。所有細(xì)胞都能合成多肽物質(zhì)，其功能

活動(dòng)也受多肽的調(diào)節(jié)。它涉及激素、神經(jīng)、細(xì)胞生長和生殖各領(lǐng)域，

其重要性在于調(diào)節(jié)體內(nèi)各個(gè)系統(tǒng)器官和細(xì)胞。肽優(yōu)于氨基酸，一是較

氨基酸吸收快速；二是以完整的形式被機(jī)體吸收；三是主動(dòng)吸收(氨

基酸屬被動(dòng)吸收)；四是低耗，與氨基酸比較，肽吸收具有低耗或不

需消耗能量的特點(diǎn)，肽通過十二指腸吸收后，直接進(jìn)入血液循環(huán)，將

自身能量營養(yǎng)輸送到人體各個(gè)部位；五是肽吸收較氨基酸，具有不飽

和的特點(diǎn)；六是人體可利用氨基酸只有22種，功能可數(shù)，而肽以氨

基酸為底物，可合成上百上千種。分子量段在5000?180之間的才

能稱為肽。分子量段在5000?10000之間的稱為大肽。分子量段

1000?180之間的稱為小肽、寡肽、低聚肽，也稱為小分子活性肽,

一般由2-6個(gè)氨基酸組成，與其他肽的區(qū)別是，在人體不需消化，

即可直接吸收。生物學(xué)家將肽稱為“氨基酸鏈”，將小分子活性肽統(tǒng)稱

為“生物活性肽”。

2.膠原蛋白和膠原蛋白肽

膠原蛋白（也稱膠原）是細(xì)胞外基質(zhì)的一種結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)，動(dòng)物結(jié)締組

織中的主要成分，也是哺乳動(dòng)物體內(nèi)含量最多、分布最廣的功能性蛋

白，英文名"collagen”，由希臘文演化而來，多糖蛋白，呈白色，含

有少量的半乳糖和葡萄糖，是細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的主要成分，約

占膠原纖維固體物的85%O膠原蛋白是動(dòng)物體中普遍存在的一種大

分子蛋白，主要存在于動(dòng)物的結(jié)締組織（骨、軟骨、皮膚、腱、韌等）

中，占哺乳動(dòng)物體內(nèi)蛋白質(zhì)的25%?30%,相當(dāng)于體重的6%。在許

多海洋生物，如魚類的皮，占其蛋白質(zhì)含量甚至高達(dá)80%以上。與

組織的形成、成熟、細(xì)胞間信息的傳遞，以及關(guān)節(jié)潤滑、傷口愈合、

鈣化作用、血液凝固和衰老等有著密切的關(guān)系。對機(jī)體和臟器起著支

持、保護(hù)、結(jié)合以及形成界隔等作用。除了生物力學(xué)方面的以外，還

具有諸如信號傳導(dǎo)、生長因子與細(xì)胞因子的運(yùn)輸?shù)裙δ堋Ｄz原蛋白也

是生物科技產(chǎn)業(yè)最具關(guān)鍵性的原材料之一，在醫(yī)學(xué)材料、化妝品、食

品工業(yè)等均有著廣泛應(yīng)用。

膠原蛋白肽（collagenpeptide）,是采用生物酶解技術(shù)從膠原蛋白

中制備獲得的低分子量膠原蛋白肽類混合物，其分子量分布一般在

10kDa以下。膠原蛋白肽，除了具有膠原蛋白諸多的生理活性以外,

還具有膠原蛋白所不具有的特性。與膠原蛋白相比，膠原蛋白肽分子

量更低，具有更好的消化吸收性。長期以來，人們僅僅把食物蛋白質(zhì)

當(dāng)作一種營養(yǎng)豐富的成分，認(rèn)為蛋白質(zhì)只有消化成氨基酸才能被吸

收，它只能為人體提供充足的氮源和必需氨基酸。事實(shí)上，小分子寡

肽有其獨(dú)立的吸收運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制。研究表明，蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物大部分是二

三個(gè)氨基酸殘基組成的寡肽，它們能以完整形式被吸收進(jìn)入血液循環(huán)

系統(tǒng)。經(jīng)過深入的研究，發(fā)現(xiàn)在小腸存在一個(gè)寡肽的吸收通道，稱之

為寡肽載體。隨著寡肽載體的發(fā)現(xiàn)，“寡肽能被完整吸收”的觀點(diǎn)也不

再是許多人認(rèn)為的“非主流發(fā)現(xiàn)”，而是現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)發(fā)現(xiàn)的一個(gè)明確的

科學(xué)事實(shí)。此外，許多其他研究表明，膠原蛋白肽還具有低致敏性、

抗氧化、抗疲勞、增強(qiáng)免疫力、促進(jìn)礦物質(zhì)吸收、延緩皮膚衰老、促

進(jìn)骨骼形成等方面的作用。

市場上膠原蛋白肽產(chǎn)品的名稱繁多，常見的有膠原蛋白、膠原蛋白肽、

膠原蛋白多肽、膠原肽、膠原多肽、水解膠原蛋白等，也有的稱做小

分子膠原蛋白、膠原蛋白水解物。之所以出現(xiàn)如此繁多的名稱，是因

為市場對于膠原蛋白的概念沒有理清。書面講的膠原蛋白，是專指天

然存在于動(dòng)物體內(nèi)的結(jié)構(gòu)蛋白。它屬于大分子蛋白質(zhì)，且溶解性和加

工性能相對較差。而實(shí)際上，市面上的膠原蛋白產(chǎn)品大部分都是經(jīng)過

酶解小分子化，分子量比普通整蛋白要小很多，且水溶性很好。因此,

嚴(yán)格意義上講，市面上的膠原蛋白產(chǎn)品其本質(zhì)是膠原蛋白肽產(chǎn)品。

第二部分膠原蛋白肽的功能與消化吸收

1、膠原蛋白的作用

在相當(dāng)長的一段時(shí)間里，人們認(rèn)為膠原蛋白對皮膚、關(guān)節(jié)等具有很多

益處。事實(shí)上，膠原蛋白由獨(dú)特的三股超螺旋構(gòu)成，性質(zhì)十分穩(wěn)定，

一般的加工溫度及短時(shí)間加熱都不能使其分解，從而造成其消化吸收

比較困難，不易被人體充分利用。近年來研究發(fā)現(xiàn)，真正可以發(fā)揮生

理功效的是一些分子量較小的膠原蛋白水解物，被統(tǒng)稱為膠原蛋白

肽。目前國際與國內(nèi)的眾多研究表明膠原蛋白肽才能最大程度地發(fā)揮

各種功能。

2、膠原蛋白肽的功效

近年來，膠原蛋白肽的研究已引起人們廣泛重視，如抗氧化性，抗菌

活性，降脂效應(yīng)，免疫調(diào)節(jié)活性和對皮膚，骨骼和關(guān)節(jié)的有益作用，

其獨(dú)特的生理功能和物化特性成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。目前膠原蛋白

肽已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于制藥業(yè)及保健食品業(yè)，作為改善皮膚和軟骨組織

的食品補(bǔ)充劑。

2.1.膠原蛋白肽對皮膚的作用

延緩衰老已成為研究的熱門話題。皮膚是人體中最大的和最外層器

官，大約從25歲開始就可以在表皮、真皮層和皮下組織中觀察到皮

膚衰老的跡象。皮膚的衰老過程可以分為內(nèi)在老化、光老化。研究表

明，內(nèi)在老化主要是由于年齡的增長，支撐皮膚的彈力網(wǎng)斷裂，皮膚

組織萎縮，塌陷，體現(xiàn)在皮膚表面變得粗糙、干燥，松弛，皺紋，色

斑等衰老現(xiàn)象。另一方面，受太陽紫外線照射而引起的皮膚老化，即

光老化，比內(nèi)在老化給皮膚帶來的傷害更為明顯和迅速。臨床觀察，

內(nèi)在老化下衰老的肌膚顯得光滑，蒼白，并且?guī)缀跤^察不到皺紋，而

光老化下衰老的肌膚，相比之下可以明顯觀察到皮膚表面粗糙，褶皺,

并且伴隨色素沉淀以及毛細(xì)血管擴(kuò)張。

2.1.1促進(jìn)纖維合成

成纖維細(xì)胞是皮膚真皮中最主要的細(xì)胞成分，在合成分泌纖維和細(xì)胞

外基質(zhì)中扮演著重要的角色。隨著年齡的增長，皮膚老化突顯，眾多

的臨床表現(xiàn)都與成纖維細(xì)胞數(shù)量減少、合成功能下降或異常有關(guān)。早

在1978年，就有研究證明膠原蛋白肽可以促進(jìn)成纖維細(xì)胞的趨化反

應(yīng)。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)膠原蛋白肽對豬皮膚成纖維細(xì)胞和膠原纖維密度具

有有益的影響；口服吸收的膠原蛋白肽可特異性地作用于膠原蛋白含

量豐富的組織中的膠原蛋白纖維，例如跟腱、真皮。這些研究都表明，

口服膠原蛋白肽可促進(jìn)真皮膠原蛋白纖維合成、成纖維細(xì)胞增殖。

2.1.2改善皮膚水分功能

皮膚的角質(zhì)層中所含水分應(yīng)在10%-20%之間，通常低于10%就會干

燥，進(jìn)而引起皮膚粗糙，皺紋增多等現(xiàn)象。從目前文獻(xiàn)報(bào)道來看，以

膠原蛋白肽改善皮膚水分的研究包括外部涂抹和經(jīng)口食用兩個(gè)途徑。

國內(nèi)科學(xué)家研究證明含有膠原寡肽成分的眼霜可以顯著地增加皮膚

角質(zhì)層的含水量，并能改善眼周皺紋。人體試驗(yàn)證實(shí)，口服海洋魚皮

膠原低聚肽對于改善皮膚水分具有明顯的效果，皮膚干燥受試者每天

攝入海洋魚皮膠原肽2.7克，連續(xù)30天，皮膚水份得到明顯改善。

國外的研究也證明膠原蛋白肽對皮膚的吸水、保水能力具有促進(jìn)作

用。日本科學(xué)家使用平均分子量為3000-5000Da豬皮膠原蛋白肽,

以日本39名女大學(xué)生為對象，驗(yàn)證口服膠原蛋白肽對皮膚的影響。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，服用膠原蛋白肽30天后，皮膚吸水能力有增高的傾向，

并且未發(fā)現(xiàn)血檢異常。這說明口服膠原蛋白肽可以提升角質(zhì)層含水量

而不會導(dǎo)致血液異常。德國科學(xué)家研究了膠原蛋白肽對影響皮膚老化

的皮膚生物物理參數(shù)所起的功效，結(jié)果表明，攝取膠原蛋白肽使皮膚

彈性得到了顯著的增加，年長女性的皮膚彈性改善效果尤為顯著。其

中約98%的女性在停用膠原蛋白肽后，皮膚彈性的改善效果依然明

顯。并且就皮膚水分保持而言，水解膠原蛋白在這方面也有積極作用

的傾向。整個(gè)研究過程中，也未發(fā)現(xiàn)任何副作用。

有關(guān)其作用機(jī)理有研究發(fā)現(xiàn)，膠原蛋白肽可促進(jìn)透明質(zhì)酸合成。透明

質(zhì)酸（玻尿酸）是人皮膚表皮層及真皮層的主要基質(zhì)成分之一，皮膚

中透明質(zhì)酸（玻尿酸）含量的減少及破壞，可造成皮膚失水，起皺而

失去彈性，使人皮膚衰老。因此膠原蛋白肽改善皮膚的作用機(jī)理與透

明質(zhì)酸有很大的關(guān)系。另外，膠原蛋白肽與人皮膚膠原的結(jié)構(gòu)相似，

相容性好，存在著離子鍵、氫鍵等相互作用；由于其分子量小可以擴(kuò)

散到皮膚的深層，同時(shí)含有大量的羥基，因此它有著相當(dāng)好的保濕作

用。

213抗皮膚老化與防紫外線損傷

國內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明，海洋魚皮膠原肽可促進(jìn)真皮層中成纖維細(xì)胞增多且活

躍，可以有效延緩皮膚衰老。膠原蛋白多肽可有效改善紫外線誘導(dǎo)的

光老化皮膚膠原纖維的受損程度。膠原蛋白肽保護(hù)皮膚的作用與提高

機(jī)體抗氧化活性有直接關(guān)系，也可能與膠原蛋白肽可以促進(jìn)皮膚膠原

蛋白的合成有關(guān)。國外的研究還發(fā)現(xiàn)，口服膠原蛋白肽可抑制UVB

引起的皮膚損傷。日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：口服膠原蛋白肽能顯著提升角質(zhì)

層含水量，防止角質(zhì)層因UVB照射而增厚，改善了皮膚狀況。

2.1.4減少黑色素形成與祛黃褐斑功能

皮膚中黑色素的含量與分布是決定皮膚顏色及色斑的主要因素。黑色

素聚集即形成色斑。黑色素是酪氨酸在酪氨酸酶的作用下經(jīng)過一系列

復(fù)雜的反應(yīng)而形成的產(chǎn)物。所以，現(xiàn)代科學(xué)研究常通過受試物對酪氨

酸酶活性的抑制能力，來判斷其減少黑色素形成和消除色斑的能力。

研究發(fā)現(xiàn)20g/L質(zhì)量濃度的魚膠原肽溶液的酪氨酸酶抑制率可以達(dá)

到30%以上。分別選擇相對分子質(zhì)量分別為10OOODa、4OOODa、

1000Da的海洋膠原肽組分進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其抑制酪氨酸酶活性隨相

對分子質(zhì)量的減小而增大，且清除自由基和抑制酪氨酸酶的最大活性

相對分子質(zhì)量都集中在1000Da以下。以鯨魚皮、日本刺參來源的膠

原蛋白多肽研究發(fā)現(xiàn)，能明顯降低B16黑素瘤細(xì)胞黑素含量，抑制

酪氨酸酶活性。

以分子量小于1000Da的海洋魚皮膠原肽進(jìn)行人體研究，發(fā)現(xiàn)面部有

黃褐斑者口服海洋魚皮膠原肽每天2.7克，持續(xù)30天，黃褐斑的顏

色深淺及黃褐斑的面積均明顯降低。抑制酪氨酶的活性，減少黑色素

的形成，可能是祛黃褐斑的內(nèi)在機(jī)制。

2.1.5促進(jìn)皮膚傷口愈合

皮膚與結(jié)締組織中最主要的蛋白質(zhì)是膠原蛋白。手術(shù)等創(chuàng)傷造成皮膚

損傷，加速膠原蛋白的破壞與流失。及時(shí)給予一定量的膠原蛋白肽對

于加速傷口愈合具有明顯效果。手術(shù)傷口組織學(xué)觀察，海洋膠原肽組

傷口表皮愈合較對照組完整，瘢痕組織和炎性細(xì)胞均明顯少于對照

組，傷口組織膠原纖維的數(shù)量明顯多于對照組。

皮膚膠原蛋白合成的速度與動(dòng)物的年齡有關(guān)。膠原肽促進(jìn)皮膚傷口愈

合是否在不同的年齡，作用是否一致，尚需進(jìn)一步研究。

22膠原蛋白肽對骨關(guān)節(jié)的作用

2.2.1促進(jìn)骨骼生長，防止更年期骨密度降低

德國科學(xué)家于2003年對體外培養(yǎng)的牛軟骨細(xì)胞進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)膠原

蛋白水解物可以顯著地提高軟骨細(xì)胞中II型膠原蛋白的合成。眾多實(shí)

驗(yàn)證明了膠原蛋白水解物對動(dòng)物和人骨骼的生長和代謝有積極的影

響。日本科學(xué)家實(shí)驗(yàn)證明水解膠原蛋白的攝入（膳食中含20%蛋白

質(zhì)，其中30%為水解膠原蛋白）在成長期可以提高大鼠骨骼的密度。

通過給去卵巢大鼠補(bǔ)充膠原蛋白肽，可以阻止其因?yàn)榇萍に厝狈Χ?/p>

起的椎骨骨質(zhì)疏松。海洋魚骨膠原肽還能有效預(yù)防去卵巢大鼠的股骨

丟失。以海洋魚骨膠原肽制備的營養(yǎng)制劑給骨質(zhì)疏松患者食用，能夠

促進(jìn)骨骼增長，并能改善骨疼、四肢活動(dòng)障礙等癥狀。

2.2.2對關(guān)節(jié)的作用

2005-2006年進(jìn)行為期24周的流行病學(xué)實(shí)驗(yàn)中，膠原蛋白水解物服

用組在站立、休息等情況下的膝關(guān)節(jié)疼痛均有所改善。結(jié)論顯示膠原

蛋白水解物有保護(hù)關(guān)節(jié)健康減少高危人群關(guān)節(jié)退化風(fēng)險(xiǎn)的作用。有研

究表明口服膠原蛋白水解物可增加骨髓中蛋白聚糖的量，同時(shí)也能夠

減輕膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)炎軟骨破壞所帶來形態(tài)學(xué)的變化。在美國，膠原蛋白

水解物廣泛地應(yīng)用于關(guān)節(jié)炎患者的輔助治療，并取得了一定的效果。

在減輕患者疼痛、提高治療效果等方面均有作用。給中老年女性膝骨

關(guān)節(jié)炎患者每天服服用膠原蛋白肽8克，連續(xù)3個(gè)月，有效緩解關(guān)節(jié)

疼痛，改善關(guān)節(jié)功能。膠原蛋白肽這一方面的作用對于預(yù)防人的骨質(zhì)

疏松、預(yù)防關(guān)節(jié)損傷是有利的。

2.3抗氧化功能

國內(nèi)關(guān)于膠原蛋白肽抗氧化功能的研究涉及多個(gè)來源的膠原蛋白肽，

對體外、體內(nèi)（動(dòng)物和人體）的抗氧化作用均有研究。

2.3.1體外抗氧化研究

對以深海三文魚皮為原料提取的低聚肽（相對分子質(zhì)量范圍為100?

860）海洋膠原肽進(jìn)行了體外抗氧能力的研究，海洋膠原肽對于亞油

酸自氧化的抑制率達(dá)到58.69%O對河豚魚皮膠原蛋白肽的三個(gè)分子

質(zhì)量范圍的肽段進(jìn)行抗氧化活性研究，證實(shí)隨著河豚魚皮膠原蛋白肽

分子質(zhì)量的減小，其清除自由基的能力及還原性增強(qiáng)。說明在膠原肽

中存在具有較強(qiáng)抗氧化能力的肽段。

以豬皮膠原蛋白制備的膠原肽也表現(xiàn)出體外抗氧化作用。豬皮膠原多

肽在10mg/mL?50mg/mL濃度范圍內(nèi)具有一定的抗氧化能力，且隨

著濃度的增加抗氧化作用也增強(qiáng)。

來自于動(dòng)物骨骼等組織的膠原蛋白肽也具有體外抗氧化作用。從魚雪魚

骨提取的膠原蛋白肽對自由基有一定的清除能力，而且其清除能力隨

樣品質(zhì)量濃度的增大而增強(qiáng)。

研究報(bào)道，其他來源的膠原蛋白肽，如扇貝裙邊膠原蛋白肽、多棘海

盤車體壁膠原蛋白肽、海棒槌膠原蛋白、東海海參膠原蛋白多肽也均

有體內(nèi)外抗氧化作用。

2.3.2體內(nèi)抗氧化研究

對于膠原蛋白肽體內(nèi)的抗氧化作用的研究，基本上都是通過觀察血清

及肝、腦等組織器官中的抗氧化酶的改變進(jìn)行判定。鰥魚皮膠原蛋白

肽的抗氧化活性以分子量小于2000Da的組分對自由基的清除效果

更好。對分子量小于1000Da的海洋膠原肽的抗氧化作用實(shí)驗(yàn)中，試

驗(yàn)組大鼠血清SOD活力明顯提升，并有效降低血清MDA的水平。

研究也發(fā)現(xiàn)，無論是魚皮來源還是骨來源的膠原蛋白肽在機(jī)體的多個(gè)

組織中均表現(xiàn)有抗氧化能力。

口服海洋膠原肽的抗氧化作用在人體也經(jīng)過科學(xué)驗(yàn)證。健康受試者口

服海洋魚皮膠原肽后，抗氧化能力明顯提升。而未服用海洋膠原肽的

受試者無明顯改變。

可見，海洋魚皮膠原低聚肽在人體內(nèi)和動(dòng)物體內(nèi)都具有抗氧化作用，

但具體抗氧化指標(biāo)的變化程度還存在一定的差異。

雖然多個(gè)研究者對膠原肽的抗氧化作用進(jìn)行了研究，但無論是在體外

試驗(yàn)，還在在體內(nèi)試驗(yàn)中，由于不同試驗(yàn)中所用的膠原肽在來源、水

解程度、分子量及肽段構(gòu)成方面均不同，所以在產(chǎn)生抗氧化作用的膠

原肽劑量或抗氧化強(qiáng)度方面尚不具有可比性。

2.4膠原蛋白肽的免疫方面功能

2.4.1免疫調(diào)節(jié)功能

2013年美國科學(xué)家驗(yàn)證了鯊魚軟骨提取物中可以介導(dǎo)人類白細(xì)胞的

細(xì)胞活素反應(yīng)的生物活性物質(zhì)。當(dāng)提取物和蛋白酶共同作用時(shí)，致細(xì)

胞活素反應(yīng)的能力減少了80%,據(jù)此可見其活性成分可能是一種蛋

白質(zhì)類物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)中鑒定了活性成分分子的類型，證明其為一種小分

子的糖蛋白，據(jù)分析這種分子是來源于鯊魚的二型膠原分子。

2.4.2抗菌作用

西班牙科學(xué)家通過制片擴(kuò)散法測定了金槍魚和鯨魚膠原蛋白水解物

對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌以及魚類腐敗菌的抗菌作用，發(fā)現(xiàn)其

對其中某些特定菌群具有抗菌作用。

2.5其他功能研究

海洋膠原肽能夠明顯提高慢性腎功能損傷大鼠血清肌酢和尿素氮的

清除率，對腎小管細(xì)胞結(jié)構(gòu)、線粒體結(jié)構(gòu)及腎小球基底膜均有明顯的

保護(hù)作用。膠原蛋白肽能明顯抑制去卵巢大鼠胰腺細(xì)胞凋亡，保護(hù)胰

腺組織減輕炎癥損傷變性壞死，提示對于高血糖及糖尿病人具有良好

的干預(yù)效果。海洋膠原肽可以明顯提高老齡小鼠的空間學(xué)習(xí)記憶能力

和被動(dòng)回避能力。這些研究為膠原蛋白肽在營養(yǎng)改善慢性退行性疾病

方面的應(yīng)用提供了依據(jù)。

3、膠原蛋白肽的消化與吸收

近年來有很多學(xué)者對肽的消化吸收機(jī)制進(jìn)行了研究，認(rèn)為肽在動(dòng)物體

內(nèi)可以被完整吸收并被機(jī)體利用。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，腸道能完整地吸收轉(zhuǎn)運(yùn)

雙昔肽（小肽的一種）；并且通過喂養(yǎng)小鼠雙甘肽，在血液中也檢測

到了雙甘肽的增加，證明肽并沒有被分解成氨基酸，而是以完整的雙

昔肽形式直接被吸收到體內(nèi)，進(jìn)入血液。有研究證明在小腸黏膜上發(fā)

現(xiàn)肽載體，表明肽能完整地通過腸黏膜細(xì)胞進(jìn)入體循環(huán)。20世紀(jì)90

年代，肽可以完整的形式被吸收進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)而被組織利用。近幾年

來，有關(guān)肽在動(dòng)物體內(nèi)的吸收機(jī)制、載體的特性以及肽生理特性的研

究取得了很大的進(jìn)展。肽在動(dòng)物體內(nèi)可以被完整吸收的觀點(diǎn)得到了進(jìn)

一步的確證和發(fā)展。肽比游離氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)速度更快。

許多試驗(yàn)表明，肽的添加還可以提高氨基酸的吸收速度。1973年英

國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在肽已經(jīng)被完全吸收后，消化道內(nèi)腔還滯留著高濃度的

游離氨基酸。1986年，在探討飲食中最合適的蛋白源時(shí)，日本科學(xué)

家分別對比了大分子蛋白、小分子蛋白和游離氨基酸，發(fā)現(xiàn)小分子蛋

白的吸收率明顯高于大分子蛋白和游離氨基酸的吸收率。推斷這是因

為在吸收過程中，肽是直接被細(xì)胞吸收，遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于以滲透方式進(jìn)入腸

壁的氨基酸。這一結(jié)果也說明蛋白有兩種吸收方式，一種是以氨基酸

的形式被吸收，另一種則是以肽的形式進(jìn)入體內(nèi)。此外肽還能增加蛋

白質(zhì)沉積率，因?yàn)殡哪艽龠M(jìn)體蛋白質(zhì)的合成?，F(xiàn)在小分子肽可以被腸

道直接吸收的觀點(diǎn)，已經(jīng)被大多數(shù)人理解并接受。

膠原蛋白肽作為一種小分子肽，也同其他肽類成分相同，可直接被腸

道吸收，進(jìn)入血液，達(dá)到皮膚、肝臟、腎臟等身體各個(gè)部位。德國科

學(xué)家實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)小鼠攝取膠原蛋白肽12h后95%的膠原蛋白肽進(jìn)入到

體內(nèi)，出現(xiàn)在血液、皮膚中，并且攝入96h后還能觀察到膠原蛋白

肽的在這些部位的存在。之后臨床研究也發(fā)現(xiàn)，膠原蛋白肽主要以二

肽的形式被吸收到血液中。實(shí)驗(yàn)證明Pro-Hyp二肽能不被血液中的

酶分解，所以可以較長在血液中滯留，發(fā)揮其生理功效。

第三部分膠原蛋白肽的來源與制備

1、膠原蛋白肽的原料來源

1.1陸生動(dòng)物來源

畜牧業(yè)大量制造出陸生動(dòng)物食品加工的副產(chǎn)物，包括豬、牛、羊、雞

等動(dòng)物的皮膚和骨骼。這些都可以作為提取膠原蛋白肽的大宗原料來

源。目前全球動(dòng)物膠原蛋白的產(chǎn)量超過24x104噸，其中大部分都是

豬和牛的皮骨。

1.2水生動(dòng)物來源

長期以來，生產(chǎn)膠原蛋白肽都是使用豬牛的皮骨為原料。但近年來因

為瘋牛病、口蹄疫、禽流感等牲畜疾病的爆發(fā)以及穆斯林信仰者的述

求，人們轉(zhuǎn)而從水產(chǎn)食品加工副產(chǎn)物中尋找替代原料，其中魚皮和魚

骨就是理想的提取膠原蛋白的水產(chǎn)原料。

以三文魚皮為原料，采用中性蛋白酶制備得到分子量在180?

1000Da之間的膠原蛋白低聚肽，其膠原蛋白肽的得率高達(dá)74.28%o

采用酶解法從羅非魚皮中制取膠原蛋白肽，選用動(dòng)物蛋白水解酶，獲

得最高的蛋白回收率為92.97%O采用熱水提取法提取批魚骨中的膠

原蛋白，并采用中性蛋白酶、酸性蛋白酶和胃蛋白酶等不同的蛋白酶,

分別進(jìn)行酶解獲得了鱷魚骨膠原蛋白肽。以草魚魚鱗為對象，通過木

瓜蛋白酶酶解可得到分子量在200?5000Da之間的草魚魚鱗膠原

蛋白肽。以海參體壁為原料，研究酶解法制備海參膠原蛋白肽的最佳

工藝條件，獲得海參膠原蛋白肽最佳水解度為17.76%?？傊捎?/p>

魚類的特殊生存環(huán)境特別是海洋魚類的生物活性多樣性，從海洋魚類

中提取膠原蛋白肽的研究和產(chǎn)業(yè)化呈現(xiàn)很好的發(fā)展趨勢。

2、膠原蛋白肽的制備工藝

膠原蛋白肽的制備技術(shù)從上個(gè)世紀(jì)中葉開始就已有研究。長期以來，

人們一直通過酸法或者堿法從動(dòng)物皮骨等原料中提取并水解膠原蛋

白。但是此類酸堿法水解膠原蛋白的制備工藝，存在污染大，能耗高,

水解專一性差等問題，而且大部分都降解成了游離氨基酸。隨著膠原

蛋白肽的產(chǎn)業(yè)不斷升級，膠原蛋白肽的制備工藝也經(jīng)過了較大的改進(jìn)

并逐漸成熟。原來的酸堿法逐漸被蛋白酶水解技術(shù)所替代。酶法水解

制備膠原蛋白肽，具有條件溫和，污染小，專一性強(qiáng)等優(yōu)勢。制備出

的膠原蛋白肽分子量一般在幾百道爾頓至幾千道爾頓不等。

由于所使用的原料差異，以及采用的設(shè)備差異，各種膠原蛋白肽的制

備工藝細(xì)節(jié)方面不盡相同。概括來講，膠原蛋白肽的制備工藝可以歸

納為原料預(yù)處理與膠原提純、膠原蛋白酶解、肽的分離純化、濃縮干

燥成粉等4個(gè)步驟，最終獲得膠原蛋白肽成品。

2.1原料預(yù)處理與膠原提純

由于膠原蛋白是一種纖維狀蛋白，對稱性差，分子結(jié)構(gòu)類似于纖維，

溶解性差，所以人們常認(rèn)為膠原蛋白是一種不溶性蛋白。無論是采用

豬牛的皮骨還是魚皮魚鱗為原料，都需要首先去除原料中的脂肪和色

素等雜質(zhì)，再根據(jù)膠原蛋白的特性，改變蛋白所在的外界環(huán)境，把膠

原蛋白與其他蛋白質(zhì)分離開來，實(shí)現(xiàn)膠原蛋白的提純。一般來講，膠

原蛋白提純方法可分為四類，即酸法、堿法、鹽法以及熱水浸提法等。

在讓膠原蛋白在特定條件下發(fā)生溶解或者沉淀，獲取完整結(jié)構(gòu)的高純

度膠原蛋白。

2.2膠原蛋白酶解

根據(jù)膠原蛋白肽的特定質(zhì)量要求，如水解度、肽含量、分子量大小、

游離氨基酸以及特征性氨基酸含量等多個(gè)指標(biāo)，篩選不同來源的蛋白

酶及其組合。所使用的蛋白酶必須是安全性高的食品級蛋白酶。目前,

比較常用的食品級蛋白酶按照來源分，包括了動(dòng)物蛋白酶、植物蛋白

酶和微生物蛋白酶。其中屬于動(dòng)物蛋白酶的有胃蛋白酶、胰蛋白酶、

胰凝乳蛋白酶，屬于植物蛋白酶的有木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶，屬于

微生物蛋白酶的有通過地衣芽抱桿菌、枯草芽泡桿菌、米曲霉、黑曲

霉等發(fā)酵產(chǎn)生的堿性蛋白酶、中性蛋白酶等。在酶解過程中，加酶量、

酶解時(shí)間、溫度以及pH是主要的工藝參數(shù)。在酶解結(jié)束時(shí)，通過升

溫或者調(diào)解pH來終止酶解反應(yīng)。

2.3肽的分離純化

膠原蛋白酶解液通過一系列的分離純化工藝，盡可能地出去雜質(zhì)、未

酶解的蛋白質(zhì)以及游離氨基酸。常用的分離純化手段，包括了離心分

離、樹脂分離以及膜分離等工藝。一般而言，為了獲得最佳的分離純

化效果，需要組合不同的分離純化手段，才能最終獲得更純的膠原蛋

白肽。

2.4濃縮干燥

為了節(jié)約能耗和提高效率，將膠原蛋白肽液經(jīng)過濃縮步驟，蒸發(fā)出一

部分水分，提高肽液的濃度，一般濃縮后的濃度在20%?45%之間。

然后通過噴霧干燥等干燥設(shè)備，將膠原蛋白肽液最終干燥成膠原蛋白

肽粉，并包裝成成品。

第四部分膠原蛋白肽的發(fā)展

1、目前市售的膠原蛋白肽市場情況

1.1國外膠原蛋白肽市場情況

膠原蛋白肽不僅應(yīng)用在營養(yǎng)補(bǔ)充食品中，也使用在保健品和化妝品

中。在化妝品中，膠原蛋白肽被配制成面霜和面膜來使用，這些產(chǎn)品

主要在北美和亞洲地區(qū)銷售。在歐洲I,膠原蛋白肽被設(shè)計(jì)成更精細(xì)的

產(chǎn)品，用于消除衰老的痕跡，例如皺紋和皮膚彈性下降。在保健品應(yīng)

用中，膠原蛋白肽以不同的形式出現(xiàn)。以傳統(tǒng)的片劑和膠囊形式出現(xiàn),

則是用于強(qiáng)化食品。更多的產(chǎn)品包括速溶食品，方便食品，酸奶，乳

飲料，強(qiáng)化口香糖，糖果，零食等。

在北美地區(qū)，含有膠原蛋白肽的營養(yǎng)棒是最主要的應(yīng)用。膠原蛋白肽

和牛奶，植物蛋白一起應(yīng)用于蛋白質(zhì)棒中，可以將蛋白含量提高

55%?60%。在亞洲I,飲品是最主要的應(yīng)用。膠原蛋白肽的固體飲料,

或者與其他營養(yǎng)成分復(fù)配的產(chǎn)品，已經(jīng)有著幾十年的市場銷售歷史。

由于膠原蛋白肽的加工工藝的大幅改進(jìn)，其口感和氣味均有了很大的

改善，目前的膠原蛋白肽對于終端飲品的口感和風(fēng)味已經(jīng)沒有任何負(fù)

面影響了，這樣既節(jié)約了加工時(shí)間，又節(jié)省了氣味掩蓋的費(fèi)用。

膠原蛋白肽的另一大市場應(yīng)用是改善骨質(zhì)疏松的健康食品。根據(jù)世界

衛(wèi)生組織（WHO）的數(shù)據(jù)，從2003年以來，世界范圍內(nèi)骨質(zhì)疏松

的流行呈上升趨勢，年增長率在3%。由此可以看出，骨質(zhì)健康類食

品的市場非常廣闊。數(shù)據(jù)顯示，美國范圍內(nèi)關(guān)節(jié)和骨質(zhì)健康產(chǎn)品市場

在2008年就已經(jīng)達(dá)到了32億美元。到2013年末，有可能上升到

40億美元，并且全球都擁有類似的趨勢。

在國外膠原蛋白肽原料市場上，主要生產(chǎn)企業(yè)包括日本富士、法國羅

塞洛、德國嘉利達(dá)等。此外在終端市場，日本的FANCL、DHC將膠

原蛋白肽應(yīng)用在美容和營養(yǎng)保健食品中，現(xiàn)已推出30余種含膠原蛋

白肽的營養(yǎng)食品和護(hù)膚品。現(xiàn)日本市場上，膠原蛋白肽被作為眾多功

能性食品和蛋白飲料的原料，已普遍地應(yīng)用于食品工業(yè)。產(chǎn)品形式包

括粉劑、片劑、口服液、軟膠囊等。2003年后，日本市場的膠原蛋

白肽年用量增加迅速，2009年后年用量已達(dá)到5000噸以上。

1.2國內(nèi)膠原蛋白肽市場情況

近幾年，膠原蛋白肽在我國發(fā)展迅速，市場容量迅速擴(kuò)容。早在2005

年，北京中食海氏在浙江舟山已經(jīng)建成年產(chǎn)300噸海洋魚低聚肽生

產(chǎn)線。國內(nèi)本土的膠原蛋白肽生產(chǎn)企業(yè)大部分都于2005年以后成立。

目前，包括北京中食海氏、北京中食月太在內(nèi)的20余家企業(yè)，占據(jù)

了國內(nèi)國產(chǎn)膠原蛋白的主要原料市場。所生產(chǎn)的膠原蛋白肽涵蓋淡水

魚、海洋魚以及豬牛皮骨等來源，基本上年產(chǎn)能都在幾百噸至1000

噸左右。

隨著國內(nèi)市場經(jīng)濟(jì)的繁榮，國民收入水平的提高，人們對于健康品的

需求與日俱增。國內(nèi)膠原蛋白肽終端市場方面也越來越繁榮。涌現(xiàn)出

一批膠原蛋白肽的專業(yè)品牌，如顏如玉、lumi等營養(yǎng)保健品公司。國

內(nèi)許多藥品、保健品巨頭以及食品生產(chǎn)龍頭企業(yè)紛紛投入和開發(fā)膠原

蛋白肽產(chǎn)品。包括江中藥業(yè)、同仁堂、深圳海王、貴州百靈、華北制

藥、東海制藥、泰爾制藥等在內(nèi)的藥企，在布局大健康產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，

把膠原蛋白肽產(chǎn)品作為一個(gè)非常重點(diǎn)的產(chǎn)品推向市場。國內(nèi)保健品龍

頭企業(yè)完美、天獅、湯臣倍健、養(yǎng)生堂等也爭相推出膠原蛋白肽產(chǎn)品。

2、國際與國內(nèi)對膠原蛋白肽產(chǎn)業(yè)的政策與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.1國際對膠原蛋白肽產(chǎn)業(yè)的政策標(biāo)準(zhǔn)

美國食品藥品監(jiān)督局(FDA)食品安全中心關(guān)于膠原蛋白安全性聲明

中認(rèn)為，膠原蛋白產(chǎn)品作為藥品和食品成分對人體是安全的。同時(shí)一，

歐洲膠原蛋白生產(chǎn)聯(lián)盟(GME)和美國膠原蛋白生產(chǎn)聯(lián)盟(GMIA)均對

膠原蛋白產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)做出了明確的規(guī)定。歐盟認(rèn)可魚(擬沙丁魚)肽類

產(chǎn)品作為一種新型食品配料。日本2003年由厚生省批準(zhǔn)的322種“特

定用保健食品”中，在主要功能分類及使用原料中，就包括了大豆肽、

沙丁魚肽、鰥魚低聚肽、酪蛋白肽、乳清蛋白肽、酪蛋白磷酸肽等。

目前在全球范圍內(nèi)，膠原蛋白肽被作為新型食品配料在食品及營養(yǎng)產(chǎn)

業(yè)中廣泛使用。

2.2國內(nèi)膠原蛋白肽標(biāo)準(zhǔn)

目前，國內(nèi)涉及膠原蛋白肽的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)也在逐漸完善中。相應(yīng)的

標(biāo)準(zhǔn)有兩項(xiàng)。

221海洋魚低聚肽粉(GB/T22729-2008)

2008年，由中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院牽頭，起草制定了國內(nèi)首個(gè)包

含膠原蛋白肽的國家標(biāo)準(zhǔn)——“海洋魚皮低聚肽粉標(biāo)準(zhǔn)”(GB/T

22729—2008)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于海洋魚低聚肽粉產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢驗(yàn)和

銷售。標(biāo)準(zhǔn)中涉及海洋魚皮膠原低聚肽和海洋魚骨膠原低聚肽。標(biāo)準(zhǔn)

由全國食品工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出，由全國特殊膳食標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)

委員會歸口。該標(biāo)準(zhǔn)明確提出了海洋魚皮膠原低聚肽粉的具體技術(shù)要

求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則以及標(biāo)簽、包裝、運(yùn)輸和貯存等方面的內(nèi)容。

全行業(yè)涉及到海洋魚的膠原白肽產(chǎn)品都需要符合這項(xiàng)國標(biāo)的要求，從

而規(guī)范了市場。該國標(biāo)也為膠原蛋白肽市場規(guī)范奠定了法律基礎(chǔ)。

222淡水魚膠原蛋白肽粉(SB10634-2011)

本標(biāo)準(zhǔn)適用于以淡水魚魚皮和魚鱗為原料，用酶解法工藝生產(chǎn)，相對

分子質(zhì)量低于5000Da肽段為主要成分的粉末狀產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢驗(yàn)和

銷售。本標(biāo)準(zhǔn)由中國商業(yè)聯(lián)合會提出，中國商務(wù)部歸口。

可見，目前國內(nèi)關(guān)于膠原蛋白肽的標(biāo)準(zhǔn)僅僅是對以海洋魚皮、骨和淡

水魚皮、鱗為原料制備的膠原蛋白肽產(chǎn)品進(jìn)行了規(guī)定。但是膠原蛋白

肽來源很廣，以陸地的畜禽類動(dòng)物的皮、骨為原料的膠原蛋白肽來源

豐富，但尚缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.羥脯氨酸對于評價(jià)膠原蛋白肽的價(jià)值

2.3.1膠原蛋白肽中羥脯氨酸含量

與其他蛋白質(zhì)相比，膠原蛋白一個(gè)顯著特點(diǎn)是羥脯氨酸含量比較高。

但不同來源的膠原蛋白或膠原蛋白肽，羥脯氨酸含量又有差別。

水產(chǎn)品來源的膠原蛋白中羥脯氨酸普遍較低。每100克鮮三文魚皮

中含蛋白質(zhì)58.28g、羥脯氨酸0.6g(經(jīng)過折算，每100克三文魚皮

的蛋白質(zhì)中含羥脯氨酸為1.03克)。人工