膠原蛋白對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)并不陌生，但說(shuō)到水解膠原蛋白，很多人就不太清楚了。其實(shí)跟我們生活息息相關(guān)的正是水解膠原蛋白，本期特邀北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授黃雅欽為讀者解答——

    Q：水解膠原蛋白從何而來(lái)？

    A：這要從膠原蛋白講起，膠原蛋白主要存在于動(dòng)物肌腱、韌帶、軟骨、皮膚等結(jié)締組織中，是由3條多肽鏈組成、具有三螺旋結(jié)構(gòu)的一類蛋白質(zhì)。(資料來(lái)源：Adv Drug Deliv Rev,2003,55(12):1531-46)

    目前，已經(jīng)有29種同源和異源三聚體被識(shí)別出來(lái)，如Ⅰ型膠原蛋白、Ⅱ型膠原蛋白、Ⅲ型膠原蛋白……（幾種典型膠原蛋白的分布見(jiàn)下表）。這類所有的三聚體都具有共同的[Gly-X-Y]n 氨基酸重復(fù)序列不僅區(qū)分了膠原蛋白和其他蛋白質(zhì)，還產(chǎn)生了膠原蛋白特征三螺旋結(jié)構(gòu)?！陡叻肿涌茖W(xué)》第3卷第2期中提到，Ⅰ型膠原蛋白原纖維是所有結(jié)締組織中最主要的結(jié)構(gòu)成分，起到結(jié)構(gòu)支架的作用。

    在酸、堿、熱或酶的作用下，膠原蛋白會(huì)水解成為多肽混合物，也稱為水解膠原蛋白（資料來(lái)源：Dyes and Pigments,2012, 94(3):475-480）。目前，大多水解膠原蛋白是通過(guò)酶解法制備，采用的酶通常為胰蛋白酶、糜蛋白酶、胃蛋白酶、堿性蛋白酶、蛋白酶E、鏈霉蛋白酶、膠原酶、菠蘿蛋白酶或木瓜蛋白酶等。(資料來(lái)源：Food Hydrocolloids,2011,25(3):1813-1827）

    Q：水解膠原蛋白主要采用哪些原料？

    A：水解膠原蛋白主要采用的原料為動(dòng)物（包括牛、羊、豬、魚以及家禽）的皮、骨、筋、腱或者軟骨等結(jié)締組織，此外，也可以用水生動(dòng)物的鰭、鱗等。

    Q：水解膠原蛋白的研究情況如何？ 

    A：膠原蛋白水解物的研究主要集中在以下幾個(gè)方面:

    抗氧化性：研究表明，相對(duì)于許多其他抗氧化肽，水解膠原蛋白在抑制脂質(zhì)過(guò)氧化中更加有效，同時(shí)也能保護(hù)細(xì)胞免受自由基氧化損傷。水解膠原蛋白具有很強(qiáng)的自由基清除能力，隨著分子量的減小，其自由基清除能力增強(qiáng)。特定氨基酸的存在對(duì)于抗氧化活性不僅必不可少，而且氨基酸在多肽序列中的正確排序?qū)寡趸钚园l(fā)揮起到了重要作用。（資料來(lái)源：Food Hydrocolloids,2011,25(3):1813-1827）

    《食品化學(xué)》（Food Chemistry，2007,102(4):1135-1143）中曾報(bào)道了美國(guó)克萊姆森大學(xué)教授Li Chen等人從豬皮膠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。

    《生命科學(xué)》（Life Sciences，2005,77（17）:2166-2178）中也曾報(bào)道了這樣的研究，韓國(guó)釜慶國(guó)立大學(xué)博士Mendis等人從魷魚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。

    抗高血壓：抗高血壓多肽是一種通過(guò)抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）活性降低血壓的多肽分子。由于ACE的活性位點(diǎn)不能匹配到多肽大分子上，因此這些多肽分子大部分都有相對(duì)較短的序列和低分子量。膠原蛋白通過(guò)適當(dāng)酶解后，可以得到抗高血壓的多肽。

    《食品膠體》（Food Hydrocolloids，2011,25(3):1813-1827）中就提到，相關(guān)研究者不僅從陸生動(dòng)物膠原(如豬皮膠原蛋白、牛皮膠原蛋白、雞腿骨膠原蛋白等)中提取出了強(qiáng)效的ACE抑制劑，還從海生動(dòng)物(如從魚皮、魚軟骨、魚鱗、魷魚、海參等)中也提取出了強(qiáng)效ACE抑制劑。

    治療骨質(zhì)疏松：膠原蛋白水解產(chǎn)物可以用作治療缺鈣癥的激活劑，對(duì)彌補(bǔ)兒童期、青春期缺鈣有顯著的療效，高純度水解明膠能夠治療由于缺鈣引起的早期骨質(zhì)疏松癥。日本也曾發(fā)表過(guò)用水解明膠治療骨質(zhì)疏松癥的專利，指出分子量在4000?6000道爾頓的酶解產(chǎn)物能有效地改善和抑制骨強(qiáng)度的下降、預(yù)防骨折，是骨質(zhì)疏松預(yù)防和治療的有效成分。(資料來(lái)源：Span.ES 2104507(1997); JP11-012192(1999)）

    緩解關(guān)節(jié)炎：有研究表明，水解膠原蛋白對(duì)軟骨的親和性以及對(duì)合成軟骨細(xì)胞具有激發(fā)效果，水解膠原蛋白同時(shí)增強(qiáng)了新陳代謝和Ⅱ型膠原蛋白的合成。此外，水解膠原蛋白還可以有效緩解關(guān)節(jié)炎疼痛，改善關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)靈活性，從而可以減少鎮(zhèn)痛劑用量。（資料來(lái)源：SEMIN ARTHRITIS RHEU,2000,30(2):87-99）

    營(yíng)養(yǎng)和修復(fù)功能：水解膠原蛋白作為膠原蛋白的水解產(chǎn)物，具有優(yōu)良的性能，它富含氨基酸，不含脂肪，符合人們對(duì)“低脂高蛋白”的食品需求。近年研究表明，水解膠原蛋白可以在腸道直接被吸收，肽類和氨基酸以不同的途徑被吸收，而且類比氨基酸具有更大的吸收量。在日本，膠原蛋白及其水解產(chǎn)物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)。在化妝品中，水解膠原蛋白主要具有營(yíng)養(yǎng)性、修復(fù)性、保濕性、配伍性、親和性等的功效，能起到保濕、修復(fù)、美白皮膚、潤(rùn)澤頭發(fā)的作用，并對(duì)多種皮膚病如皸裂、凍瘡、皮炎、黃褐斑等治療具有很好的效果。（資料來(lái)源：process biochemistry ,2002,37(12):1403-1412）

    近年來(lái)，研究人員還發(fā)現(xiàn)水解膠原蛋白具有明顯改善膠原合成的能力，并具有促進(jìn)皮膚角質(zhì)層的代謝回轉(zhuǎn)效果，可見(jiàn)膠原多肽具有很好的美容效果。     

    水解膠原蛋白在醫(yī)藥工業(yè)、臨床醫(yī)學(xué)和臨床治療中應(yīng)用也有不少研究，水解膠原蛋白對(duì)關(guān)節(jié)病等膠原病具有很好的預(yù)防及治療作用，對(duì)傷口愈合有很好的促進(jìn)作用，還能夠保護(hù)胃黏膜從而具有抗?jié)冃Ч?，可以抑制血管緊張素轉(zhuǎn)移酶（ACE）從而降低血壓，提高骨骼強(qiáng)度。(資料來(lái)源：Food Hydrocolloids,2011,25(3):1813-1827)

    Q：口服水解膠原蛋白有療效功能嗎？

    A：有一些研究已證實(shí)，針對(duì)某些癥狀，口服水解膠原蛋白是有一定療效的。比如患有皮膚炎癥和干燥的病人，一般通過(guò)涂抹潤(rùn)膚劑進(jìn)行治療。由于水解膠原蛋白具有低抗原性而且不產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，可以通過(guò)口服水解膠原蛋白進(jìn)行治療。日本橫濱市立大學(xué)助理教授Tomoko Okawa 等人研究了口服水解膠原蛋白三肽對(duì)治療皮膚干燥和瘙癢的療效作用，采用了人皮膚成纖維細(xì)胞進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)，采用了丙酮誘導(dǎo)的老鼠干皮膚進(jìn)行了體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也對(duì)老鼠表皮失水量和抓撓行為進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明，水解膠原蛋白三肽可以促進(jìn)皮膚成纖維細(xì)胞中透明質(zhì)酸的生成，并且可以減少皮膚失水量和抑制抓撓行為。(資料來(lái)源：J DERMATOL SCI,2012,, 66(2):136-143）

    北京大學(xué)Zhang Zhaofeng等研究了海生水解膠原蛋白（提取自大馬哈魚皮）對(duì)創(chuàng)傷愈合的療效，通過(guò)對(duì)兩種小鼠創(chuàng)傷模型（切口模型、切除模型）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定了傷口縫合能力、傷口抗拉強(qiáng)度和血管再生能力。結(jié)果表明，口服了水解膠原蛋白的一組小鼠相對(duì)于對(duì)照小鼠，其傷口縫合及組織再生更快、血管再生能力更強(qiáng)、膠原纖維形成更厚更好。(資料來(lái)源：J SCI FOOD AGR, 2011,91(12):2173-2179）

    紫外線照射會(huì)引起皮膚的嚴(yán)重?fù)p傷，日本明治有限責(zé)任公司博士Chisato Oba等人研究了口服水解膠原蛋白對(duì)改善紫外線誘導(dǎo)的表皮功能缺損和皮膚彈性的作用，通過(guò)對(duì)口服了水解膠原蛋白的小鼠和對(duì)照小鼠進(jìn)行紫外光照射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水解膠原蛋白可以減少表皮水分的流失、降低表皮厚度和增加角質(zhì)層含水量，從而驗(yàn)證了口服水解膠原蛋白可以改善紫外光誘導(dǎo)的表皮功能損傷并提高皮膚彈性。（資料來(lái)源：Photodermatology, Photoimmunology & Photomedicine,2013,29(4):204-119）

    中國(guó)長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)Qu xiaobo等人研究了水解膠原蛋白對(duì)由視黃酸引起的小鼠骨質(zhì)疏松的療效。實(shí)驗(yàn)研究了口服/不口服鹿茸水解膠原蛋白，骨質(zhì)疏松小鼠的組織形態(tài)和血清生化參數(shù)。與對(duì)照組相比較，口服鹿茸水解膠原蛋白明顯提高了小鼠的骨礦物質(zhì)密度（BMD）、鈣、磷和靜態(tài)組織生物學(xué)指數(shù)及生物力學(xué)性能。結(jié)果表明，提取的水解膠原蛋白對(duì)預(yù)防及治療由視黃酸引起的小鼠骨質(zhì)疏松發(fā)揮了重要作用。(資料來(lái)源：China journal of Chinese materia medica，2010,35(6):759-62）