胶原蛋白研究初探

摘 要：本文在调研国内外胶原蛋白尿研究成果的基础上，从胶原蛋白的类型，简易生化常识，胶原蛋白品质的判定和胶原蛋白应用于产品中的功效等方面进行了探讨。

关键词：胶原蛋白 生化常识 品质 功效

胶原蛋白（Collagen）又称胶原，是由三条肽链拧成的螺旋形纤维状蛋白质。胶原蛋白是动物结缔组织重要的蛋白质，结缔组织除了含60～70%的水分外，胶原蛋白占了约20～30%，因为有高含量的胶原蛋白，结缔组织具有了一定的结构与机械力学性质，如张力强度、拉力、弹力等以达到支撑、保护的功能。

人体成分中有16%左右是蛋白质，胶原蛋白占体内蛋白质总量的30～40%，故成年人体内约有3Kg左右胶原蛋白，主要存在于皮肤肌肉、骨骼、牙齿、内脏（如胃、肠、心肺、血管与食道）与眼睛等处。

1.胶原蛋白的类型

胶原蛋白属醣蛋白（glycoprotein）之一种，除了蛋白质外，胶原蛋白还与糖相结合，脊髓动物中的胶原蛋白约含六碳醣（hexoses）0.5-1.3%，如葡萄糖、半乳糖等，而非脊髓动物胶原蛋白则含醣类3-4%。这些醣类常与胶原蛋白之羟离胺酸这类氨基酸以糖链键结而结合。

胶原蛋白是动物结缔组织重要的蛋白质，结缔组织一般除了含60-70%的水分以外，胶原蛋白占了约20-30%，也因为含高量胶原蛋白，因此结缔组织具有一定的结构与机械力学性质，如张力强度、拉力、粘弹力等以达到支持、保护等功能。多细胞动物体内所含胶原蛋白成分，目前已知种类至少有十九种，这些分子中之遗传基因均相异。胶原蛋白之氨基酸组成亦极具特色而与其他蛋白质有别。如胶原蛋白含有甘胺酸（glycine）25-30%、脯胺酸（proline）12%及高量之羟脯胺酸（hdroxyproline）10%，而一般动物性蛋白质之羟脯胺酸含量则极微。

2.胶原蛋白相关简易生化常识

2.1 胶原蛋白与明胶的区别

胶原蛋白分子量大约为十万左右，它是由三条都胜链（叫做α链），有如麻花方式彼此缠绕在一起构成。胶原蛋白经过加热处理高次结构破坏就会变性，三条链会彼此分开而成为明胶。

但事实上，明胶在制造过程中有可能是二条α链或三条头尾相连所生成的二倍体或三倍体，所以明胶的分子量是胶原蛋白的倍数，由几万～几百万都有，分布很广。因此明胶是立体结构遭到破坏的胶原蛋白。

2.2 胶原蛋白与明胶作为食品使用之差别

胶原蛋白与明胶氨基酸基本组成虽然相同，但由于明胶分子量可能比胶原蛋白还大，不利于消化吸收，更何况胶原蛋白的立体结构对人体健康与生理代谢有其独特功能。所以，胶原蛋白与明胶相比较，在人体能发挥的功效当然比明胶好很多，更何况分子量比明胶小，较容易为人体消化吸收。一般而言，分子量越低，越容易吸收，分子量在几百，几千范围内对人体是最为有利的。

2.3 胶原蛋白主要功能

胶原蛋白与保持人体年轻、健康有很大关系。其功能如下：

a. 强化骨骼。

b. 缓和关节疼痛使关节圆滑活动。

c. 赋予肌肉扩张功能，保持适当张力。

d. 保护消化器官。

e. 抑制血压上升。

在运动保护方面，可预防关节受伤等运动伤害，促进治疗功效最受注目。

2.4骨骼与胶原蛋白的关系

骨骼中的胶原蛋白是抓住钙质的主要成分。骨骼在胶原蛋白合成之前是无法将钙保住的。

胶原蛋白是人体非常重要的蛋白质，由于具柔软性，纵然钙是质地坚硬的，但却能是骨骼呈现不易折断并具有弹性柔软特质。

2.5关节与胶原蛋白之关系

正常关节表面应经常保持，但由于磨损缘故，度会逐渐丧失，胶原蛋白可促进关节表面细胞、组织的再生能力，所以可以减缓关节疼痛。

2.6胶原蛋白与肌肉之关系

肌肉中的蛋白质大约有百分之七十属于胶原蛋白，所以有胶原蛋白构成的胶原蛋白多胜，在肌肉中胶原蛋白的生合成扮演重要的角色。

2.7 消化器官与胶原蛋白的关系

依据医学研究，胶原蛋白不但有治疗消化器官溃疡功能，还有抑制消化器官溃疡的作用，并能保护消化器官。

2.8血压与胶原蛋白的关系

胶原蛋白可以抑制血压上升机制，使血压不致一直上升。

2.9 胶原蛋白的适当摄取量

一般而言，胶原蛋白摄取量每人每天在五～十克最为恰当，也许有人认为为什么摄取量这么多？一位体重五十公斤的人，约有三公斤（大约百分之五）的胶原蛋白，而这些胶原蛋白在体内每天都不断的进行新陈代谢，所以必须常补充才行。

2.10 胶原蛋白在骨中组成比率

骨骼依下述比例组成：胶原蛋白：百分之二十五，钙质百分之二十五，其他为水、矿物质（钙以外）以及糖质，因此是骨中含量较多的成分。

2.11胶原蛋白在人体保健机能作用原理：

胶原蛋白在人体中先是转变为多胜形态，骨骼与肌肉均与胶原蛋白的新生有很大关系。胶原蛋白进入人体后，先分解成多胜，再进一步分解成为胺基酸，多胜能直接吸收到血液中，发挥人体保健功能。分解后的胺基酸不但成为身体合成胶原蛋白的原料，如生合成肌肉骨骼等，也会直接对细胞作用，发挥调整细胞代谢及促进活化之功能。

3.胶原蛋白品质的判定

采用高级的液相色谱仪测定的分子量图谱和产品的气味就是判断的两项重要依据，当然氨基酸组成和各种氨基酸之间的比例，也可以作为参考（因为蛋白质的功效主要体现在其高级结构上，而氨基酸组成和比例只是胶原的一级结构特征）。

首先，谈一下分子量图谱，因为酸法和碱法水解胶原的共同特点是分子量连续分布，表现在分子量图谱上就是主要成分不集中，杂峰较多，波峰呈舌型和锯齿状，这是由于酸、碱对胶原链的作用没有选择性。酶具有专一性的特点，对胶原采用生物酶解技术时，酶对胶原的作用一般具有选择性，最后的产品分子量不是连续分布，表现在分子量图谱上就是主要成分集中，杂峰少，波峰较尖，与标准品的形状较接近。

其次，就是产品的气味。由于一般来说，胶原蛋白本身具有其特有的气味，同时，在生物酶解的过程中，需要添加酶，但是由于很多酶是通过发酵培养而成，在发酵的过程中，使酶本身也有一定的气味，所以，生物酶解胶原蛋白最终自身具有一定的气味是正常的。

参考文献

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