胶原蛋白

胶原蛋白（精选11篇）

胶原蛋白 篇1

胶原蛋白贴敷料是由胶原蛋白原液 (含少量医用防腐剂和少量医用矫味剂) 和无纺布组成, 是一种直接作用于皮肤表面, 改善表皮细胞微环境和促进组织新陈代谢的医用敷料类医疗器械, 其具有减轻色素沉着的作用, 适用于激光、光子治疗术后体表皮肤的护理, 对治疗皮肤过敏, 减轻激光、光子治疗术后疤痕的形成有辅助疗效。目前该产品尚无国家标准、行业标准, 而企业的注册标准中胶原蛋白的含量是其技术要求中重要的指标之一, 应对其严格控制。我们采用比色法对该产品的胶原蛋白含量进行测定, 取得了满意结果。

1. 仪器及实验材料和试剂

1.1 仪器

UV300紫外-可见分光光度计以及工作站 (美国热电) ;SIMS50000个人型纯水器 (美国MILLIPORE) ;BP211D分析天平 (德国Sartorius) ;HWS26型电热恒温水浴锅 (上海一恒科技有限公司) ;ZH-2自动漩涡混合器 (天津药典标准仪器厂) ;5ml具塞纳氏比色管。

1.2 实验材料和试剂

硫酸铜 (Cu SO4·5H2O) (天津市化学试剂三厂分析纯) 、酒石酸钾钠 (C4H4O6KNa·4H2O) (中国·郑州派尼化学试剂厂分析纯) 、氢氧化钠 (Na OH) (中国医学科学院天津协和医学科技公司分析纯) ;胶原蛋白对照品由陕西巨子生物技术有限公司提供;胶原蛋白贴敷料由陕西巨子生物技术有限公司提供 (批号:20101011、20101113、20101215) 。

2. 方法与结果

2.1 溶液的制备

2.1.1 双缩脲试剂的制备

称取1.50g硫酸铜 (Cu SO4·5H2O) 和6.0g酒石酸钾钠 (C4H4O6KNa·4H2O) , 用500m l纯化水溶解, 在搅拌下加入300ml10%Na OH溶液, 用纯化水稀释至1000ml, 摇匀, 即得。

2.1.2 空白溶液的制备

在5ml具塞纳氏比色管中加入1ml纯化水, 加双缩脲试剂至5ml, 用自动漩涡混合器充分摇匀后, 在37℃水浴下恒温放置30min, 作为空白溶液。

2.1.3 胶原蛋白系列标准溶液的制备

精密称取胶原蛋白适量, 用纯化水做溶剂稀释成每1ml含10mg的胶原蛋白标准储备溶液。分别精密量取标准储备液2ml、4ml、6ml、8ml、10ml、15ml、20ml加入100ml容量瓶中, 纯化水定容, 配制成0.2mg/ml、0.4mg/ml、0.6mg/ml、0.8mg/m l、1.0mg/m l、1.5mg/m l、2.0mg/m l的胶原蛋白标准系列溶液备用。分别精密吸取上述标准溶液各1ml, 移入5ml具塞纳氏比色管中, 加双缩脲试剂至5ml, 用自动漩涡混合器充分摇匀后, 在37℃水浴下恒温放置30min。

2.1.4 供试品溶液的制备

取胶原蛋白贴敷料, 挤压贴膜, 汇集挤出液于25ml烧杯中, 精密吸取挤出液5ml至10ml量瓶中, 加纯化水稀释至刻度, 摇匀。精密量取1ml, 移入5ml具塞纳氏比色管中, 加双缩脲试剂至5ml, 用自动漩涡混合器充分摇匀后, 在37℃水浴下恒温放置30min。

2.2 线性关系考察

以空白溶液为参比, 依据紫外-可见分光光度法, 在540nm对7个浓度的胶原蛋白标准溶液测定吸光度。以对照品溶液吸光度为纵坐标 (y) , 对照品溶液浓度为横坐标 (x) , 绘制工作曲线, 计算回归方程。结果见表1, 标准曲线见图1。

2.3 精密度试验

取0.6mg/ml的对照品溶液, 重复测试6次, 测定吸光度, 结果RSD为2.3%, 表明仪器的精密度良好。

2.4 稳定性试验

取20101011批样品, 在0、2、4、8、24小时分别按供试品溶液制备方法制得供试品溶液, 测定吸光度。结果RSD为1.9%, 表明样品溶液在24小时内基本稳定。

2.5 重复性试验

取20101011批样品, 按供试品溶液制备方法制得供试品溶液, 平行6份, 测定胶原蛋白含量。结果RSD为2.8%, 表明该方法的重复性良好。

2.6 加样回收率试验

取20101011批样品5ml至10ml量瓶中, 加纯化水稀释至刻度, 摇匀, 再精密量取0.5ml, 移入5ml具塞纳氏比色管中, 平行6份, 分别加入浓度为1.0mg/ml胶原蛋白对照品溶液0.5ml, 加双缩脲试剂至5ml, 用自动漩涡混合器充分摇匀后, 在37℃水浴下恒温放置30min, 依据前文的方法测定, 计算回收率及其RSD。结果见表2。

3.样品测定

分别测定胶原蛋白贴敷料3批样品中胶原蛋白含量, 平行操作, 取平均值。结果见表3。

4.讨论

比色法测定胶原蛋白贴敷料中胶原蛋白含量的原理是:在强碱性溶液中, 蛋白质与Cu2+形成紫色络合物, 紫色络合物颜色的深浅与蛋白质浓度成正比, 利用标准胶原蛋白溶液作对照, 采用比色法测定样品胶原蛋白质含量。试验结果表明该方法准确、快速, 实验仪器简单、操作方便, 测定数值重现性好, 可用于胶原蛋白贴敷料中胶原蛋白含量的控制。

参考文献

[1]国家药典委员会中华人民共和国药典三部.北京;化学工业出版社, 2010, 附录ⅥB.

胶原蛋白 篇2

Ophélie是一家法国食品化妆品添加剂的原料供应商，总部在巴黎，为法国及欧洲众多化妆品企业提供原料供应，欧菲丽始创于1989年，是Joly Ophélie 博士已自己名字命名的品牌，Ophélie 是目前欧洲十大原料供应商之一，欧菲丽有自己的独立品牌Ophélie系列口服营养素，主要用于医疗美容领域，服务于全欧洲高档美容机构及医院，同时Ophélie研究机构为众多演艺人士私人提供定制营养品，目前已有2000余位欧美人士享受定制服务，量身打造适合您皮肤的完美组合。

品牌简介

北欧挪威是块令人充满幻想的领域，挪威港口、峡湾颇多，其中特隆赫姆Trondheim、奥斯陆OSLO、松恩峡湾等颇负盛名，挪威鳕鱼也是世界一大特色，挪威有世界上吞吐量最高的鳕鱼港口，法国，德国多数都是从挪威进口鳕鱼，鳕鱼也为许多国际顶级护肤品原料，来自法国的欧菲丽鱼鳔胶原蛋白原料即来自于挪威港。挪威位于斯堪的纳维亚半岛西部，东与瑞典接壤，西邻大西洋，蜿蜒曲折的海岸线构成了挪威特有的峡湾景色。除了特有的峡湾风景，挪威鱼港也是很多人向往的地方。

品牌特色

1.鱼鳔鱼胶原蛋白粉：鱼鳔=鱼泡

1鱼鳔本身是由生物小分子胶原蛋白质构成的，是人体补充合成高级蛋白质顶级的原料

2.极易于被人体吸收和利用，并且主动参与并影响人体新陈代谢过程，这是它独有的功能 因此比同类产品见效更快

3.深海鳕鱼鱼鳔较厚，受水压力大活性强，更能强劲锁住30倍水分，因此“>”15°的冷水中可以迅速崩解，天然生物蛋白质中最优的亲水性，最强的锁水能力。.人类食用历史超过4000年，天然燕窝，海参，鱼鳔，被誉为天然女性滋补极品

5.医学领域内鱼鳔被做为补精益血的良药6.鱼鳔价格不菲，每千克鱼鳔冻干粉约10000元 欧菲丽胶原蛋白粉每100克含15克鱼鳔胶原蛋白

6、.欧菲丽鱼鳔胶原蛋白含有五胜肽（peptide）促进胶原蛋白、弹力纤维和透明质酸增生，提高皮肤含水量，增加皮肤厚度和减少细纹，与A酸相似。胜肽是欧美近几年掀起的保养热潮，胜肽即肽链

7.顶级护肤大牌都选用鱼鳔胶原成分当做原料，HR的胶原系列，DIRO逆时空面霜等产品，一分价钱一分货，产品效果才是爱美的你最终的追求吧。

8.护肤只是让我们的皮肤看起来更健康，尽量延缓皮肤衰老，但老化一旦发生，单靠护肤品是无法逆转的，内部补充肌肤必须的营养才是关键要做到的，欧菲丽天然医学护肤的探路者，致力于为您创造更科学，更优质的产品

9.关于鳕鱼原料，很多人都有误解，欧洲捕鱼业比较发达的国家是北欧国家挪威，挪威有世界上吞吐量最高的鳕鱼港口，法国，德国多数都是从挪威进口鳕鱼。挪威鳕鱼港每年出产和加工鳕鱼产品占世界总量的%35左右，欧菲丽胶原蛋白粉原料均来自挪威S...法国欧菲丽营养机构提供技术支持

品牌理念

挪威饮食离不开鱼类和水产品，首屈一指的是新鲜鳕鱼、熏鲑鱼、鲱鱼等。鳕鱼属冷水

性底层鱼类，为北方沿海出产的海洋经济鱼类之一。挪威鳕鱼肉质白细鲜嫩，清口不腻、世界上有不少国家都把鳕鱼作为主要食用鱼类。在挪威鳕鱼除鲜食外，还加工成各种化妆品，鳕鱼富含大量的维生素、胶原蛋白，鳕鱼鱼泡被世界许多著名护肤品作为原料，也因此素有顶级护肤品原料之称。

挪威是目前世界上最大的鳕鱼港口，据了解，来自法国的欧菲丽胶原蛋白原料即来自于挪威的深海鳕鱼鱼鳔萃取而成，鱼鳔加工成的胶原蛋白肽链属于5胜肽，营养成分与实际功效远超普通胶原蛋白，是欧洲女性青睐的明星级养生护肤保健品。

细说胶原蛋白 篇3

牛蹄筋、猪蹄、鸡爪、鱼皮和猪软骨中都富含令皮肤受益的胶原蛋白。

一、胶原蛋白的结构与由来

胶原蛋白是一种细胞外蛋白质，广泛分布于结缔组织、皮肤、骨骼、内脏细胞间质及韧带、巩膜等部位，角膜几乎完全是由胶原组成的。胶原是结缔组织极其重要的结构蛋白，起着支撑器官、保护机体的功能，是决定结缔组织韧性的主要因素。

（一）成纤维细胞合成胶原蛋白

成纤维细胞在结缔组织内数量最多，而且合成蛋白质的功能很旺盛，是合成胶原蛋白的“工作母机”。

胶原蛋白简称“胶原”，是由18种氨基酸组成的肽链，其结构特点是甘氨酸含量最高，占了1/3，其次是羟氨酸和羟脯氨酸唱配角。绝大多数蛋白质中脯氨酸含量很少，而胶原中脯氨酸和羟氨酸的含量是各种蛋白质中最高的，这两种氨基酸都是环状氨基酸，锁住了整个胶原分子，使之很难拉开，故胶原具有微弹性和很强的拉伸强度。

（二）胶原分类

胶原蛋白在各个组织中结构功能各异，已发现有19种不同的胶原。

Ⅰ型胶原：能促进上皮细胞增生，也可促进胶原酶生成，使皮肤有张力和弹性。还能淡化眼纹、消除眼袋，当Ⅰ型胶原缺乏时，还与骨质疏松症的发生、发展、严重程度密切相关。

Ⅱ型胶原：能与一些蛋白聚糖结合，是软骨和玻璃液中的主要胶原，可增强皮肤的保水能力。

Ⅲ型胶原：在皮肤中含量较低，但能强化微血管强度与弹性，可提供细胞充足的养分，还能促进新血管形成。

Ⅳ型胶原：能使皮肤结构完整，让皮肤坚实、抗氧化，防止老化及皱纹。

二、胶原蛋白的生理功能

（一）增强皮肤代谢，延缓皮肤衰老

1.延缓皮肤衰老

小分子肽能促进表皮细胞的生长和新陈代谢，刺激成纤维细胞活性、胶原合成，提供皮肤养分，增强皮肤弹性，改善皮肤细纹、皱纹，延缓皮肤衰老。小分子肽良好的抗氧化作用还能抵御紫外线对皮肤的损伤。

胶原肽可以提高内源性抗氧化活性，减少脂质过氧化的产生，减轻对成纤维细胞和胶原蛋白的损坏，使胶原蛋白合成增多，减轻胶原的过度交联，从而延缓皮肤衰老的过程。

2.抗炎症

皮肤炎症通常是指皮肤对于化学制剂、蛋白质、细菌、真菌、干燥的气候等引起的过敏性反应。

胶原蛋白肽具有抗损伤和抗氧化等功效，可以清除体内自由基，减少炎症反应，增强免疫功能，进而增强抗感染能力，提高皮肤对环境侵袭、紫外线、污染物、刺激物、敏化剂及炎症细胞的抵抗力。

3.促进伤口愈合

胶原蛋白肽能激发机体对物理性损伤的免疫反应和调节免疫功能的恢复，有效促进表皮细胞和成纤维细胞的生长与增高，诱导新血管形成与细胞外基质沉积，促进皮肤伤口愈合和功能再生。

胶原蛋白肽能够促进羟脯氨酸含量的增加，从而有利于胶原蛋白的合成，并增加胶原蛋白分子的稳定性，增强皮肤的抗拉力强度，促进组织修复，从而促进伤口愈合。

4.预防黄褐斑

胶原蛋白肽能调整荷尔蒙，使人体内部生理平衡，改善内分泌功能障碍，使黑体素和脂褐素代谢恢复正常，代谢废物正常排出体外，从根本上改善因分泌失调引起的黄褐斑。

（三）补钙新理论——胶原蛋白补钙剂

血浆中的羟脯氨酸是将血浆中的钙运送到骨细胞的运载工具。结合了钙的胶原蛋白，消化、吸收比较快，且能较快地到达骨骼部位而沉积。钙质的补充不是第一位的，重要的是胶原蛋白的补充和代谢。摄入足够的胶原蛋白，胶原的代谢又是正常的，健康的人体就会对钙有正常的摄取能力。这个理论，很好地解释了为什么食物中含有那么多钙质，人还会缺钙的本质。由此，补钙，先补胶原蛋白。在维生素D供应足够的情况下，最好的补钙剂，恐怕是结合了钙的胶原蛋白制剂。

（四）辅助减肥与降血脂

胶原蛋白能降低血三酰甘油和胆固醇。用胶原蛋白（水解明胶）、果胶与麦麸以（100：5：80）～（100：43：28）的重量比配制的食品，有利于降低人的体重和血脂。

（五）促进指甲与头发生长

人的头发脱落与指甲竖裂的原因之一是缺乏含硫氨基酸。明胶虽然不是含硫氨基酸最多的食物，但用明胶配制成食品，使之每天相当于摄入7克明胶，能在几个星期内使指甲坚固，不再破裂，头发会均匀地再生，而且还会使皮肤柔软，起到抗衰老作用。

三、冬令是补“胶”好时节

阿胶是用驴皮去毛后经高温煎煮，使驴皮胶原蛋白变性外，还伴随肽腱断裂，而成为明胶、固体胶。中药药典载阿胶有促进造血、补血作用，有抗休克及改善进行性肌营养不良的作用，还能促进钙吸收。

冬令补阿胶，就是补充胶原蛋白的方法之一。各种动物的皮、蹄、爪、翅都含有胶原蛋白，它属于动物的结缔组织，绝不可能存在于植物性食品当中，所以补胶原蛋白只能吃荤食。

食用胶原蛋白并不是美丽皮肤所必需的，只要有维生素C帮忙，且蛋白质和其他营养素够用，血液循环良好，激素平衡正常，人体自造点胶原蛋白不是什么难事。

只要自己健康状态良好，皮肤自然会有弹性、有光泽，是无需吃胶原蛋白补品的。如果不那么自信，胶原蛋白产品可作为一种心理安慰，但不必期望过高，更不要过于迷信保健品。

鱼鳞胶原蛋白的提取技术 篇4

胶原蛋白含量占鱼体总蛋白的25%～30%，主要分布于鱼鳞和鱼皮中，而一般水产加工中都将鱼鳞、鱼皮作为废弃物扔掉，尤其是鱼鳞。因此，充分而合理地利用废弃物鱼鳞提取胶原蛋白不仅可推动水产加工业的发展，而且能化废为宝、减少环境污染，更好地造福于人类。我国自古就有“医食同源”之说，在《本草纲目》、《名医别录》等药典中均对鱼鳞的食疗治病功效有所记载。有研究表明，鱼鳞具有多种药用价值，如增强人脑记忆力，延缓细胞衰老，减少胆固醇在血管壁的沉积，促进血液循环，起到预防高血压及心脏病的作用等。美国免疫学家证实，鱼鳞在抗癌中起着重要作用。用鱼鳞提取物制成的抗癌药治疗白血病，有效率达70%以上，对胃、淋巴癌也有较好效果。鱼鳞具有这些保健功能与其中含量较高的胶原蛋白有关。有日本学者曾经以膳食纤维对大白鼠进行实验，发现鱼鳞对大白鼠降低胆固醇的作用比膳食纤维效果好。这是由于胶原蛋白中具有较多的中性和酸性氨基酸(甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸)的特性，从而有聚负离子基团的作用，可以吸附肠道毒素和重金属。又由于胶原蛋白具有一定的乳化性能，疏水性较强的氨基酸被包埋在分子内部，形成特定的疏水区域，胆固醇、甘油脂类等物质可以进入分子内部，有效防止高胆固醇血症的形成，具有明显的降低血清TG和TC的功能。我国是世界上最大的淡水鱼养殖国，据不完全统计，每年废弃鱼鳞约达5万吨，鱼鳞资源相当丰富，目前国内已有多家鱼鳞收购公司，将鱼鳞晒干作为一种资源出口。国外如日本也十分看好中国鱼鳞资源，并将在中国筹建生产基地共同开发鱼鳞胶原蛋白产品。所以鱼鳞胶原的提取非常重要，其与陆生动物蛋白的性质上的差异也使得其提取方法不同于一般的胶原蛋白提取方法。

2 鱼鳞提取胶原蛋白的前处理

鱼鳞主要由胶原蛋白、羟基磷灰石、硬蛋白及Ca CO3、Ca SO4组成。Onozato H等研究发现，胶原纤维被磷灰石黏附。因此，在提取前应对鱼鳞进行前处理，使胶原蛋白脱离磷灰石晶格的束缚而溶出，从而提高提取效果。在鱼鳞的前处理中主要是脱钙，主要方法有酸脱钙和EDTA脱钙。酸脱钙是利用酸和钙盐反应，将钙盐以Ca2+形式溶出。EDTA脱钙是由于EDTA能够与Ca2+、Mg2+等金属离子发生络合，而达到脱出金属离子的目的。在酸脱钙方法中酸的选择也较多，现在主要应用的是盐酸、柠檬酸、醋酸、乳酸等。张俊杰等[1]曾研究过盐酸法脱钙过程中胶原蛋白的变化情况，发现当HCl浓度<0.1 mol/L时，胶原蛋白的溶出量随酸度的增加而增加;当HCl浓度>0.1 mol/L时，胶原的溶出量与酸度呈负相关，即盐酸浓度越大，鱼鳞中胶原蛋白的水解越少，这点对提取胶原蛋白非常有利。但总的来说，用盐酸进行前处理的方法欠佳，原因是其前处理时间过长且有大量的腐蚀性物质被引入，不利于后期的加工生产。有学者在鱼鳞胶原蛋白提取工艺的优化中采用微波辅助10%柠檬酸脱钙的方法对鱼鳞进行前处理，缩短了处理时间，对胶原蛋白破坏较小，且整个过程中没有毒害或腐蚀性物质的引入，提高了胶原蛋白使用的安全性。但实验没有进一步探讨微波处理提高脱钙能力的原因，未对比直接用柠檬酸脱钙和微波辅助10%柠檬酸脱钙的效果差异，即未说明是微波对脱钙有促进作用。EDTA脱钙一般用0.5 mol/L的EDTA溶液(料液比1∶25)处理2 d，期间要加强机械搅动，使金属离子充分络合。张俊杰等[2]在研究鲤鱼鳞酸溶性胶原蛋白的提取时，发现在对鲤鱼鱼鳞前处理前先用Na2CO3处理可以提高胶原蛋白的提取率。主要是因为碱性物质可以起疏松胶原纤维致密结构的作用，从而增大胶原蛋白的提取率。但用Na2CO3处理需要浸泡48 h，时间太长，不利于实际生产。

3 鱼鳞胶原蛋白的提取技术

我国早在1500年前就有熬制鱼鳞胶的记载，如《名医别录》中记载：“取鲤、鲫之鳞片，文火熬成胶冻，可治妇女崩中带下，并对紫癜、齿龈出血有效”。我国传统制胶工艺就有先将鱼鳞洗净，必要时进行脱脂脱色。然后用盐酸溶液浸泡，直至鳞片柔软透明，然后洗净后浸灰，熬制，过滤，加工制成鱼鳞胶成品的做法。目前国内外公开发表的有关利用鱼体废弃物资源提取胶原蛋白的研究文献不少，以鱼皮为原料制取胶原蛋白不多，本文根据提取介质的不同列出了下列几种常用的提取方法。

传统制备胶原蛋白的工艺是：原料→预处理→酸处理→碱处理→熬胶→胶液过滤→浓缩→切片→干燥→成品。即将鱼鳞洗净，必要时进行脱脂脱色，然后用盐酸(pH在4～5)浸泡进行脱钙处理，直到鳞片柔软透明，时间大约为2～3周;取出洗净后浸灰15～20天，主要是使原料组织疏松。洗净后放在60～70℃夹层锅中加热2～3 h熬胶2～5次，提尽为止。趁热转盘，凝固成胶冻，干燥后使含水量<15%，即得成品。然而，传统的提取方法步骤繁多，耗时长且在提取过程中胶原蛋白流失较大，不适于大规模的生产。胡立新等[3]对从鱼下脚料中提取胶原蛋白的方法以及胶原蛋白的应用进行综述，同时黄焕等[4]也综述了鱼鳞胶原蛋白提取技术的发展以及鱼鳞胶原蛋白在食品和化妆品中的应用。笔者在上述文献基础上对鱼鳞胶原蛋白的提取技术进行简述。

3.1 热水提取法

热水法提取，就是原料经过前处理后，在一定条件下用热水浸煮，从而得到水溶性胶原蛋白。

鱼鳞水法制胶的最佳温度在60～70℃。温度高些有助于提胶，但温度过高抽提率还有所下降。如超过70℃后，所制得的鱼鳞胶的固含量反而会有所降低。随着固含量的降低，鱼鳞胶的折光率和增比黏度都会降低，导致鱼鳞胶的质量下降。液比(鱼鳞与水的质量比)越小，所制得的胶黏度越高，鱼鳞胶的质量也相对好;可是液比太小抽提较困难，抽提率低。因此抽提鱼鳞胶的液比以1∶1～1∶1.5为最好。钱曼等[5]在比较热力法和酶解法提取鱼鳞胶原蛋白中发现，热力法的提取率比酶解法高，得率可达45.47%，并且热力法提取的胶原蛋白有较高的保水性、乳化能力和乳化稳定性及泡沫稳定性。但此实验存在一个问题，由于目前胶原蛋白特异性的定量比较困难，因此常采用蛋白质总量测定方法或总氮量测定方法，而胶原蛋白对热比较敏感，在40℃以上的变性过程中，胶原蛋白的三螺旋结构被破坏，其中的氢键和疏水键断裂;温度升高到60℃以上，某些共价键被破坏，发生降解;到125～127℃以上，蛋氨酸、丝氨酸、苏氨酸以及酪氨酸等氨基酸残基被破坏，脱氨、脱水。因此，在实验中测得的应是变性后胶原蛋白的总氮量，由此计算出的提取率就不准确。

3.2 酸提取法

酸提取法即是利用酸在一定的外界环境条件下提取胶原蛋白，使用的酸有盐酸、柠檬酸、乳酸、醋酸等。

利用乙酸从鲤鱼鱼鳞中提取胶原蛋白，发现乙酸浓度过高会使胶原蛋白的提取率有下降的趋势，主要原因是较高的乙酸浓度会增加胶原蛋白的溶解速率，使提取液的黏度迅速增大，反而不利于后期的提取。分别用醋酸、柠檬酸、乳酸提取草鱼鱼鳞胶原蛋白的实验，表明柠檬酸提取胶原蛋白的得率最高，乳酸次之，醋酸最低。总体上说，酸提取胶原蛋白在前处理中不能用酸进行处理，则有部分杂蛋白难以去除，在后续提取得到的胶原蛋白含杂蛋白较多，就增大了胶原蛋白纯化的工作量。

3.3 碱提取法

碱法提取，一般是将样品匀浆后，用Na OH溶液提取。

主要工艺流程为：鱼鳞→清洗→Na OH溶液溶解(约3～5 d)→离心→上清液经HCl溶液滴定至pH值为3→产生沉淀→离心分离→回收沉淀→除盐。以青鳞鱼下脚料为原料，采用碱萃取(pH=9)、蛋白酶水解、浓缩、喷雾干燥等手段，制得水解鱼胶原蛋白，萃取率达90%以上。

3.4 酶提取法

酶法提取，即利用各种不同的酶在一定的外界环境条件下提取胶原蛋白，通常使用的酶有中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶等。原料采用不同的前处理后，加入不同的酶提取得到酶促溶性胶原蛋白。影响酶解效果的因素主要有：酶的种类、加酶量、酶解温度、酶解时间、pH值及料水比，研究者大多从这几个方面来研究胶原蛋白的酶解工艺。

采用蛋白酶水解鲤鱼鱼皮的结果表明，对鱼蛋白作用最适的酶是胃蛋白酶，在pH值3.2的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液中，于35℃酶解4.5 h，提取效果较好，提取率为31.2%。酶水解红非鲫鱼鱼皮的实验发现，先采用菠萝蛋白酶在最适酶解温度45℃、pH值4.5与酶解时间4 h水解，再用Alcalase 2.4 L蛋白酶在最适酶解温度55℃、pH值7.5与酶解时间2 h进行复合酶水解效果更佳，所得水解产物的水解度为30.43%。采用中性蛋白酶对鲢鱼下脚料进行水解，酶解最适条件为：pH值7、100 g原料酶用量1 g、时间1～1.5 h、温度40～50℃，所得产物的水解度约为40%。以安康鱼皮为原料，采用酶法提取胶原蛋白，用正交实验对安康鱼皮胶原蛋白提取工艺进行优化，并测定了安康鱼皮的基本组成和鱼皮胶原蛋白的氨基酸组成。结果表明，当胃蛋白酶添加量为1%、料液比为1∶10、酶解时间为6 h、酶解温度为5℃时，鱼皮胶原蛋白提取率最高，提取率为11.01%。比较多种酶(枯草杆菌1398蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶)在其各自的最佳条件下对胶原蛋白的水解，得到其中经稀释后鱼鳞胶蛋白溶液的总氮量为37.30 mg/m L，酶用量为2000μ/m L，水解时间为5 h，而利用混合酶水解在相同的时间内水解度较高。虽然多酶的水解度高，但成本太高，同样不利于大规模的生产加工。

湖北工业大学膜技术研究所采用生物技术和膜分离手段来分离、制备胶原蛋白多肽，开发了下脚料多肽纯品及营养液、超微鱼骨粉和保健鱼油三种产品，其主要工艺流程为：

(1)一种酶两步水解流程：碱性蛋白酶A处理原料→称重→水洗脱脂→调节水量、pH值和温度→A酶水解去除非纤维蛋白→水洗→调节水量、pH值和温度→A酶水解鱼皮胶原蛋白→高温灭酶活→离心分离→常压过滤→冷冻干燥→干燥器保存。

(2)两种酶两步水解流程：碱性蛋白酶A处理原料→称重→水洗脱脂→调节水量、pH值和温度→A酶水解去除非纤维蛋白→水洗→调节水量、pH值和温度→537酸性蛋白酶水解鱼皮胶原蛋白→高温灭酶活→离心分离→常压过滤→冷冻干燥→干燥器保存。

4 结束语

现有的胶原提取技术中，酸提取法迅速而又彻底，但色氨酸全部破坏，产品得率较低，步骤过于繁琐且提取物中混有酸，产生二次污染，不利于食品、化妆品工业的加工利用。

碱提取法同样迅速而又彻底，但工艺生产较为复杂，含羟基和巯基的氨基酸，全部被破坏且产生消旋作用(结构变异)，还产生有毒物质，无生物利用价值，因此不宜采用。

热水提取法对生产要求低，操作简便，对设备要求低，无污染，有利于环境保护，但胶原分子在加热过程中，轻度变性，三股螺旋解旋而成游离多肽链。

酶提取法有其他方法无可比拟的优越性，反应速度快，时间短，无环境污染，提取的水解胶原蛋白纯度高，水溶性好，产品理化性质稳定，但酶制剂的来源，价格上还存在某些制约因素，随着酶的水解作用，在水解产物中容易有苦味肽的出现，限制了其应用范围。

因此上述的几种方法在大规模生产中都存在着不可避免的缺点，笔者认为在未来环保话题日益凸显的情形下，应该避免使用酸碱提取法，以热水提取法和酶提取法来提取鱼鳞胶原蛋白，通过改进热水提取法，可以将热水提取产物进行降温复性，从而保证肽链和螺旋的完整：对于酶提取法，可以控制水解程度来有效控制苦味肽的生成，在生物界中寻找更有效的酶制剂，或者人工合成所需要的酶制剂;或者将两种方法结合使用，可以先用热水提取法来进行初步提取，然后使用酶制剂进行再次提取，这样既可以提高鱼鳞胶原蛋白的得率与纯度，又能保证成本较低，污染较小，但是酶制剂的种类以及处理工序仍有待探讨。

目前鱼鳞胶原蛋白的提取方法不断增多，各种新方法相继出现，但是各有其优缺点。随着胶原蛋白的利用逐渐广泛，迫切需要我们从前人的基础上寻求更方便更优化的提取方法。

参考文献

[1]张俊杰,段蕊,薛婉丽,等.鲤鱼鱼鳞在盐酸脱钙过程中的变化[J].氨基酸和生物资源,2009,31(1):44-47

[2]张俊杰,段蕊,陈璐.鲤鱼鳞酸溶性胶原蛋白提取的研究[J].水产科学,2006,25(12):640-643.

[3]胡立新,程骄,占稳,等.鱼下脚料中胶原蛋白的提取与应用[J].化学与生物工程.2009,26(02):7-17.

[4]黄焕,王欣,刘宝林.鱼鳞胶原蛋白提取技术及应用[J].食品科技,2009,34(01):208-211.

细辨胶原蛋白（一） 篇5

胶原蛋白可增强皮肤代谢，延缓皮肤衰老，使人体对钙有正常的摄取能力，还可辅助降血脂，促进指甲和头发生长等。因此，选择一种天然有效的胶原蛋白产品十分重要。

然而，如今市面上的胶原蛋白产品品类众多，有固体饮料、口服饮料、胶囊、片剂等。那么，这些形式不同的产品有哪些优缺点呢？

固体饮料 颗粒状（造粒）纯粉

优点：胶原蛋白纯粉的最大优势是可以达到很高的纯度，无需添加防腐成分，不含脂肪、胆固醇、嘌呤、色素、香料等，安全性高。同时，对产品的口感、纯度、气味要求很高，品质好坏一目了然。

缺点：食用不方便，需溶解到液体；品质差的胶原蛋白肽有腥臭的气味和口感。

口服饮料 胶原蛋白复合饮

优点：饮用方便，便于携带，口感酸甜，更容易被接受。

缺点：因为有甜味剂和香精的掩盖，胶原蛋白复合饮往往会选用等级比较低的胶原蛋白肽为原料。为了增强效果，有些生产企业会添加一些快速见效的成分，因而并不适合所有人群。此外，口服饮料的包材成本比较高，导致产品市场价较高。

胶囊型 保健食品

优点：食用方便，无不良口感。

缺点：每天食用3克以上胶原蛋白对人体才有益，通常一粒胶囊的容量只有0.5克左右。胶囊对内容物有隐蔽性，内容物的含量、质量、数量并不容易明确，品质难以得到保障。

片剂型 胶原蛋白粉

优点：与口服饮料一样，食用方便。

缺点：制作片剂需要使用固型剂，根据国家药典规定，每片含有30%固型剂的为合格产品，再加上调味剂和其他添加物，片剂中的胶原蛋白含量很低，因而不推荐食用。

注射型

优点：见效快，皮肤状态很快会得到改善。

缺点：与口服产品不同，注射型胶原蛋白未经过人体免疫屏障保护而直接进入人体内，所以在选择产品上务必谨慎。一般美容院不具备注射胶原蛋白资质，如果要选用注射型的补充方式，建议去正规的医院，注射前一定要查询是否有相应的生产资质和国家批文。

猪皮中胶原蛋白美容价值的分析 篇6

猪皮是由表皮、真皮层、皮下结蹄组织构成, 在真皮层含有大量的胶原蛋白纤维, 其含量可占干物质的99%。猪皮中蛋白质含量可高达33%, 其中胶原蛋白含量为87.8%。胶原蛋白是一种高分子蛋白质, 由18种氨基酸组成, 其中甘氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸含量比较高, 是由3条肽链拧成螺旋形的纤维状蛋白质, 胶原蛋白是人体内含量最丰富的蛋白质, 占全身总蛋白质的30%以上。主要存在于人体皮肤、骨骼、眼睛、牙齿、肌腱、内脏 (包括心、胃、肠、血管) 等部位。在人体皮肤中, 其可与水结合, 具有很好的保水保湿作用, 它与弹力纤维合力构成网状支撑体, 提供真皮层坚定有力的支撑, 能使皮肤保持结实而有弹性。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。随着年龄的增长, 胶原蛋白逐渐变性、断裂, 含量减少, 皮肤组织被氧化、萎缩、塌陷, 肌肤就会出现干燥、皱纹、松弛无弹性并变薄等衰老现象。因此说人的皮肤老化的确与胶原蛋白流失有密切的关系。

中国有句俗语“吃什么, 补什么”, 因此常理认为, 吃了富含胶原蛋白的牛蹄筋、猪蹄、猪皮、鸡翅、鸡皮、鱼皮及软骨等就等于吃到了胶原蛋白, 因此每次外出赴宴, 都会有人指着那盘猪蹄或猪肘子殷勤地对同桌的女士说:“女士多吃点好, 能美容。”这种说法是否正确?本实验试图通过对猪皮和猪肉中蛋白质必需氨基酸种类与含量的分析比较, 揭示食用猪皮能否直接高效补充人体皮肤的胶原蛋白, 促使人们能够形成正确健康的膳食美容观念。

材料

超市购买的带皮的新鲜猪肉。

主要仪器设备

恒温水浴锅、烧杯、高速冷冻离心机、层析缸、电磁炉、分液漏斗、滤纸;

50 ml量筒、精确电子天平、5 ml移液管、华氏喷雾器、吹风机、微型毛细管

实验方法

原材料的预处理

鲜肉冷冻后, 用小刀将皮肉剥离, 剔除皮下脂肪组织 (一定要剔除干净, 否则会影响实验结果) , 分别称取猪皮、猪肉各50 g, 分别切成10㎜×10㎜的小块, 用35℃清水冲洗干净, 再用4-5倍40℃温水和脱脂液 (8%Na2CO2溶液) 洗一次, 10 min后滤去温水, 再重复一次, 最后用清水再洗2次。

蛋白质的盐提

将预处理好的皮肉分别放入烧杯中, 加入等量的等渗盐水, 放置于60℃的恒温水浴锅中, 水浴加热1.5 h, 加热时不停地搅拌, 便于均匀受热, 直到用手就很容易把皮条扯断, 然后过滤, 得到蛋白质的悬浮液。

蛋白质的提纯

将制备好的溶液中加入等量25%的饱和硫酸铵溶液, 60℃加热5 min, 冷却至室温, 离心15 min (3000 r/min) , 弃去上清液, 即得到胶原蛋白粗制品。

胶原蛋白的水解

用酸解法水解蛋白质。分别量取相同量的猪皮和猪肉胶原蛋白粗制品, 然后加入相同量的6 mol/L盐酸, 在100℃的水中水解大致20 h。

胶原蛋白水解产物必需氨基酸的分离鉴定

取层析滤纸 (22×18 cm) 一张, 在纸的一端距边缘2-3 cm处用铅笔画一条直线, 在此直线上每间隔2 cm做一个记号;用毛细管蘸取少量氨基酸标准液分别点在这8个位置上, 用吹风机吹干后再点一次样。等滤纸上的液体干后, 用线将滤纸缝成筒状, 纸的两边不能接触。将点好液体的滤纸垂直放在里面有20 ml层析液的密封的层次缸中, 千万避免划横线的部分与层析液接触, 同时避免与层析缸两侧接触, 待滤纸浸湿处高度差不多到了15-20 cm时就拿出滤纸, 用铅笔在浸湿处扩展剂到达的地方画一条线, 吹干后, 用喷雾器在干的滤纸上喷上准备好的显色液 (茚三酮正丁醇溶液) , 然后用热风吹5 min左右就能看出每个层析出的斑点。将原蛋白水解液分别稀释一倍, 用上述同样的方法进行纸层析, 选取效果清晰的层析图, 与8种标准必需氨基酸的层析图进行比较, 即可能鉴定出水解样液中氨基酸的种类。

氨基酸含量的测定

采用茚三酮显色法。茚三酮配成的溶液能跟氨基酸发生作用生成紫色的物质。紫颜色的深或者浅与每种氨基酸的含量多少是呈正比的关系。可以通过观察反应颜色的深浅来比较猪皮胶原蛋白和猪肉蛋白质中所含有必需氨基酸相对含量的多少。

结果与分析

猪皮与猪肉中必需氨基酸种类的比较与分析

猪皮中含有的必需氨基酸种类

由图1可知:猪皮中含有6种人体必需的氨基酸, 即赖氨酸 (Lys) , 苯丙氨酸: (Phe) , 蛋氨酸 (Met) , 苏氨酸 (Thr) , 亮氨酸 (Leu) , 缬氨酸 (Val) ,

没有色氨酸 (Trp) 和异亮氨酸 (Ile) , 通过参考文献得知:含有的异亮氨酸 (Ile) 只有0.67%, 所以图中几乎没有显示出来。试验结果表明:猪皮胶原蛋白不含必需色氨酸, 也就是说猪皮胶原蛋白实际上是一种不完全蛋白。

猪肉中含有的必需氨基酸种类

由图2可知:瘦猪肉蛋白质中含有8种人体必需的氨基酸, 即赖氨酸 (Lys) , 苯丙氨酸: (Phe) , 蛋氨酸 (Met) , 苏氨酸 (Thr) , 亮氨酸 (Leu) , 缬氨酸 (Val) , 色氨酸 (Trp) 和异亮氨酸 (Ile) 。实验结果表明:试验结果表明:猪肉胶原蛋白中含有8种必需氨基酸, 也就是说猪肉胶原蛋白是一种完全蛋白, 营养价值高。

讨论

由于猪皮胶原蛋白中含有的必需氨基酸的种类与含量均比猪肉中低, 并且猪皮胶原蛋白的食用率也没有猪肉蛋白质高, 所以食用猪皮并没有特殊的美容价值, 甚至还不如猪肉的美容价值高。并且胶原蛋白都是大分子的不完全蛋白质, 不能被人体直接吸收, 这些蛋白质经过人体的蛋白酶分解后变成了多肽、氨基酸, 再被人体吸收, 合成了新的蛋白质。所以大多数人认为的食用猪皮中胶原蛋白能更高效补充人体皮肤胶原蛋白这种观点是错误的。

水解胶原蛋白及其表征的研究进展 篇7

胶原蛋白是自然界最丰富的蛋白质之一,是一种生物性高分子物质,是白色、不透明的纤维性蛋白质。胶原蛋白几乎存在于动物机体的一切组织中,并且富含于动物的结缔组织:如皮、骨、肌腱、韧带、血管等,为这些结缔组织提供一定的结构和机械力学性质。可以说,胶原蛋白是一切动物的生命支架。

1.1 胶原蛋白结构

胶原蛋白的基本分子单位为胶原,分子量约为300KD,是由三条α多肽链组成的三股螺旋结构,这是胶原蛋白最普遍的结构特征。每一条α-肽链都是左手螺旋构型,并由多达300个以上的Gly-X-Y三联体重复构成,两端连接具有不同结构的其它小片段。其中X、Y是Gly之外的氨基酸残基,但X通常是Pro,Y通常是不由DNA碱基密码子编码的羟基脯氨酸(Hyp)[1]。3条左手螺旋链交叉相互缠绕成右手螺旋结构,即超螺旋结构构成了胶原蛋白独特的三重螺旋结构。另外,肽链间的范德华力、氢键和二硫是维持胶原三股螺旋结构稳定的主要作用力[2]。

1.2 胶原蛋白的用途

胶原蛋白是一种结构蛋白,具有良好的细胞粘附性能,与细胞结合对细胞迁移、胶原分解代谢以及血小板凝聚等也具有一定的作用。另外对动物副产物的综合利用,治理环境污染,都具有十分重要的意义。胶原蛋白具有优良的生物相容性、低抗原性以及吸收性,因此被制成胶原溶液、胶原膏剂、胶原胶囊、胶原复合材料等,广泛用于化妆品、生物制药和组织工程等领域。

制革固体废弃物中虽然蛋白质含量高却因含有有毒物质铬长期以来只能作为垃圾废弃。以绝干铬革屑计算,其中含胶原蛋白质90%左右。这样大量的胶原蛋白被丢弃,最终导致了严重的环境污染[3],因而应该引起高度的重视。近些年来,对制革固废提取胶原蛋白有了一定的研究,并将提取出来的胶原蛋白用于轻工业、农业等各方面,这样既可以减轻铬革屑的污染,也可以充分利用其价值。李曼尼[4]等研究了,含铬革屑经酸或碱水解后,胶原蛋白水解物多肽可与丙烯酸类单体接枝共聚,可做皮革复鞣填充剂。王志杰[5]等从皮革废弃物中提取胶原蛋白,然后与植物纤维混合抄片,发现胶原蛋白使得纸张的物理性能有了较为显著的提高。

2 胶原蛋白的提取

近年来,有关从铬革屑中提取胶原蛋白的研究,对于一些基础问题国内外的研究者早已作了较深入研究,并取得了一定进展[6,7]。对于废革屑的利用,主要是采用酸、碱、酶以及两种混合的方法来提取胶原蛋白。

2.1 酸法

酸法提取是采用酸浸泡后再经提纯得到胶原蛋白的方法。在酸性条件下铬配合物会发生解离,使配合物的分子变小,失去鞣制作用,从而达到脱铬提取胶原蛋白的目的[8]。一般采用浓的酸溶液处理铬革屑,高浓度的氢离子(H+)可封闭胶原的羧基,可以削弱胶原羧基与铬配合物的结合[9]。沈菊泉[10]等采用酸法从牛皮中提取胶原蛋白,研究不同条件对胶原蛋白提取的影响。得到了采用0.5 mol/L乙酸作介质,料液比1∶30,温度为32℃时提取6 h为最佳酸法提取牛皮胶原蛋白条件。Yan mingyan[11]等研究了从鳕鱼皮中采用酸法提取胶原蛋白,并通过氨基酸组成和SDS-PAGE电泳实验来说明提取出来的胶原蛋白为Ⅰ型蛋白。最后测定了其变性温度和收缩温度(T)分别为24.6℃和47℃。尽管酸法提取的胶原蛋白的提取率远高于碱法与酶法,但胶原分子降解过大,只会得到低级胶原和低聚肽,所得产品的分子量较小。在酸提取的过程中,铬与胶原的分离不彻底,导致提取出来的胶原中铬含量偏高,并且所用的酸会腐蚀设备。

2.2 碱法

碱法是利用羟基与铬的配位能力远远大于胶原羧基与铬的配位能力这一性质来脱铬进而提取胶原蛋白的。碱液中的OH-进入铬络合物内界,将胶原羧基从铬络合物中取代进来,使胶原脱铬且同时发生一定程度的降解,铬则与OH-结合形成Cr(OH)3沉淀,达到胶原溶液与Cr(OH)3沉淀分离,提取胶原蛋白[12]。曹健[13]等采用碱法水解脱铬革屑制备胶原水解产物,得出结论为碱法水解的最佳条件为Ca O用量4%(w/w)、反应时间l h、反应温度60℃、液-料比为7,在此条件下,胶原水解产物的收获率为55.03%。梁文伟[14]等通过Na OH在较高的温度下水解皮屑,采用正交实验方法确定了从皮革固体废弃物中提取胶原蛋白的最佳工艺:氢氧化钠用量9%、水解时间6 h、水解温度120℃,此条件下胶原提取率可达87.45%。王学川[15]等采用碱性较弱的Mg O从铬鞣废革屑中提取胶原蛋白,然后对其进行羧甲基化、酰氯化改性和金属离子沉淀得到胶原蛋白凝油剂。这是碱法水解提取的胶原蛋白的一种新应用。碱处理法操作简便,脱铬率比酸法高,但得到的胶原发生一定程度的水解,分子量较小。在使用碱法提取胶原蛋白时周期比较长、污染严重、石灰耗量也较大,而且含羟基、巯基的氨基酸全部被破坏,产物也会发生消旋作用。

2.3 酶法

在最初的研究中用酶水解铬革屑,使革屑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。张莹[16]等对酶处理法提取胶原蛋白进行了探索,研究了各种因素对从废革屑中提取胶原蛋白的影响,不同的酶提取得到胶原蛋白的效果不同,纤维素酶的效果最好。王碧[17]等采用单一酶和复合酶从皮边角废料中提取得到不同分子量分布范围的胶原蛋白及多肽样品,对这些样品的功能特性进行了测定。酶法脱铬专一性强,反应时间短,不腐蚀设备,能耗低,收率高,氨基酸不破坏,水解物也比较稳定,是高效、清洁、无污染回收胶原蛋白的较佳方法。但酶法处理前要先脱铬,工序较多,成本也较高[18]。

2.4 混合法

为了弥补酸、碱和酶水解的缺陷,国内外很多学者开始研究将上述方法进行组合来优化水解提取胶原蛋白以达到较为理想的效果。其中包括酸碱交替法,酸-酶法,碱-酶法等。

2.4.1 酸碱交替法

单用酸或碱处理铬鞣废皮屑脱铬制取明胶,都只能获得低级的明胶。而采用酸碱交替处理法,脱铬率会有一定的提高,并且可以得到稳定性和质量更高的高附加值的胶原产品。但是该法繁琐复杂,到现在研究很少。裴海燕[19]等采用酸碱交替的方法,得出结论无论是酸或碱的量过多或过少都会影响胶原蛋白的提取率,因而说明这种方法是可行的。但是成本较高,适用于对铬含量要求比较苛刻的行业。

2.4.2 酸-酶法

酸-酶法提取胶原蛋白,主要是先用酸处理进行脱铬,然后再使用酶水解,将酸没有脱掉的铬进行补充脱除,提高提胶率和脱铬率。胡杨[20]等首先使用草酸处理铬革屑脱铬,然后使用酶水解提取胶原蛋白。得出最佳用酶为工业胰酶,并且酶处理阶段的最佳条件为:工业胰酶用量1.0%、反应时间15 min,在此条件下的酸-酶结合法总脱铬率可达90.68%。刘苏锐[21]等采用酸膨胀-胃蛋白酶降解的方法,从猪皮中提取Ⅰ型胶原蛋白。先用酸膨胀处理10~15个小时,待皮膨胀均匀后采用双蒸水打浆,然后用胃蛋白酶水解提取胶原蛋白。

2.4.3 碱-酶法

碱-酶处理法是在碱处理法的基础上经过改进而得到的方法。在提取胶原时,先用碱对铬革屑进行预处理,然后再用酶进行第二次处理,这样可增加胶原的提取率以及脱铬率。Taylor M.M.[22]等先用Mg O处理铬革屑制取明胶,再用碱性蛋白酶处理铬革屑渣制取水解蛋白质,蛋白质回收率可达80%,明胶质量也有较大提高。强西怀[23]等先用氧化钙和氧化镁提取明胶,再使用1398中性蛋白酶水解残渣提取蛋白质多肽。得出最佳的工艺条件是:氧化钙3%,氧化镁3%,H2O 300%,水解温度80℃,反应时间4 h,提取明胶的效率超过40%;当酶用量是0.125%,水解温度46℃时,提取蛋白质多肽的效率可以达到20%。P.Mokrejs[24]等在使用酶法水解铬废物时,加入Mg O作引发剂,再利用三步洗提法,调节所需p H值将残余铬泥中的Mg分离出来,有效率达84%。

3 胶原蛋白的结构表征

3.1 红外吸收光谱分析

红外吸收光谱(FTIR)是由分子不停地作振动和转动运动而产生的,分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动,多原子分子可组成多种振动图形。通过红外光谱的测定,可以与标准物质进行对比,得出新物质的红外光谱分析。Chen Yujie[25]等采用FTIR光谱在150 mg KBr含1.5mg胶原的压片上进行,采集(扫描)速度为4 cm-1,波长从4000到400 cm-1。证明了蛋壳膜胶原很好地保持了其三重螺旋结构,有较高的热稳定性。蛋壳膜胶原与其他来源的胶原有相似的特性。朱亮[26]等将胶原溶液真空干燥成膜直接进行红外检测。结果可以看出标准的Sigma I型胶原的红外谱图中的主要峰在所提取的胶原蛋白的红外谱图中都有所体现,充分说明了新鲜猪皮的提取物为I型胶原蛋白。

3.2 紫外可见光谱分析

紫外可见光谱(UV)的基本原理是,用不同波长的近紫外光(200~400 nm)依次照一定浓度的被测样品溶液时,就会发现部分波长的光被吸收。张俊杰[27]等采用紫外可见光谱扫描的结果证明鱼皮胶原蛋白在228 nm有一最大吸收峰,与资料报道的胶原蛋白吸收峰位于225 nm附近位置是一致的,因而可以充分说明提取物为胶原蛋白。李贺[28]等采用紫外可见分光光度计进行测定,利用胶原蛋白中含有酪氨酸和苯丙氨酸,这2种氨基酸具有敏感性的发色团,在300 nm以下波长存在最大吸收。最后测定出胃蛋白酶提取猪皮胶原的紫外最大吸收在231.8 nm波长处,符合胶原蛋白的特性。

3.3 原子力显微镜分析

原子力显微镜(AFM)技术日益发展,现在已成为分辨生物样品的一项强有力的工具。原子力显微镜分辨率高、结果直观清晰,可用于深入观察胶原纤维的微观结构,在分子水平上探讨胶原的特性,是一种新的研究方法。刘苏锐[22]等采用原子力数字显微镜,在室温下空气中进行,轻敲模式记录形貌图,探针为氧化Si3N4,悬臂长度135μm,曲率半径15 nm,力常数20 N/m。取适量胶原溶液,滴于新鲜剥离的云母片上,空气中旋转干燥20 min,置于样品台上观测,观察了所提取的Ⅰ型胶原蛋白的形貌结构。

3.4 差示扫描量热仪检测

差示扫描量热仪(DSC),测量的是与材料内部热转变相关的温度、热流的关系,应用范围非常广,特别是材料的研发、性能检测与质量控制。沈菊泉[10]等采用胶原的DSC分析,称取(2~3)mg冻干胶原蛋白样品及SigmaⅠ型标准原蛋白,密封于DSC坩锅中,以空坩埚为参比,以5℃/min的升温速率在10~100℃温度范围内测定DSC曲线。通过曲线对比可以确定所提取的牛皮胶原蛋白为典型的I型天然胶原蛋白。Chen Yingjie[25]等采用DSC分析显示蛋壳膜胶原蛋白的热变性温度是55.10℃,在提取后蛋壳膜中胶原蛋白保持着分子间的交联,可以肯定的说蛋壳膜中的胶原蛋白是典型的Ⅰ型胶原蛋白。

4 胶原蛋白分子量的测定方法

4.1 十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS-PAGE)

十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳法(简称SDS-PAGE)可以消除不同蛋白质分子的电荷效应,使蛋白质按照分子量大小分离。通过与胶原蛋白标准品的电泳条带进行比较来鉴别胶原蛋白。付步芳[29]等采用SDS-PAGE来鉴别胶原蛋白及分析杂蛋白含量,实验结果表明,胶原蛋白电泳条带与I型胶原蛋白标准品进行比较,其电泳条带应一致。杜红丽[30]等采用SDS-PAGE电泳,将自提的CⅡ与标准CⅡ进行比较,结果条带一致。进行电泳时,分子量较小的较容易落下,相反的分子量较大的则卡在起点附近。虽然较大的电压可以缩短实验的时间,却会得到较模糊的结果,因此实验时间较长。

4.2 凝胶渗透色谱法(GPC)

凝胶渗透色谱法(GPC)又称分子尺寸排阻色谱法(SEC)。A Ritter[31]等使用GPC(SEC)法通过循环测试程序测试了六种不同物质的平均分子量,其测定结果重复性很好。陈秀金[32]等采用凝胶过滤色谱法测定了不同酶解条件下所得脱铬革屑胶原水解产物的分子量及其分布。由于GPC(SEC)测定分子量需要用与待测物质的结构类型相似的标准品先做标准曲线,但有些标准样品不易找到甚至有的价格相当昂贵,而且所测的分子量也只是相对分子量。因此寻求一种直接快速测定分子量的方法才是分子量测定技术发展的必然方向。

4.3 多角度激光光散射-凝胶渗透色谱法(GPC-MALLS)

GPC可提供分子质量及其分布情况,但该方法属于相对测量方法,测量结果与实验条件相关,从而使得不同实验条件测得的实验结果只能近似对比。多角度激光散射法(MALLS)是用来测量聚合物重均分子质量的。因而GPC与MALLS联用便可测量分子质量及其分布,不用标准物质作校准曲线,可直接测量。Ye Hongping[33]等采用GPC-MALLS同时测定蛋白质的聚集、降解以及绝对分子质量。Ming-Hsuan Chen[34]等利用该方法和传统GPC法测定比较了聚合直链淀粉和支链淀粉的分子量及其分布,表明GPC-MALLS法测量时间短、重复性较好、结果更精确。

4.4 基质辅助激光解吸-飞行时间质谱法(MALDI-TOF-MS)

MALDI-TOF-MS是一种无碎片质谱,可以分析非挥发性的、极性的、热不稳定的化合物。用MALDI-TOF-MS测定水解胶原蛋白分子量分布可以直接、快速地得到样品中水解胶原蛋白的相对分子量和分子量分布,可以减少样品的用量,缩短分析时间,提高测试准确率和效率。徐昕荣[35]等应用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)快速测定了水解胶原蛋白粉的分子量。分别以α-氰基-4-羟基肉桂酸、2,5-二羟基苯甲酸和芥子酸为基质,在正离子模式下对水解胶原蛋白粉分子质量分布进行测定。

4.5 高效液相色谱与电喷雾-质谱联用技术(HPLC/ESI-MS)

高效液相色谱与电喷雾-质谱联用法(HPLC/ESI-MS)是利用质谱灵敏、专属、能提供分子量和结构信息的特点,将高效液相色谱和电喷雾-质谱联用的一种方法。最近由于电喷雾质谱(ESI)的发展,可以用于测定1~20万分子量的蛋白质,而且只需要少量蛋白质试样,快速、灵敏,精确度可以达到0.1%~0.01%。王一红[36]等采用HPLC-MS法,直接用乙腈∶水∶甲酸(5∶95∶0.1,v/v/v)为流动相进行反相液相色谱分离,然后用电喷雾ESI源,在正离子模式下建立了18种游离氨基酸的测定方法,通过选择反应监测(SRM)方式对18种氨基酸的母离子及子离子进行监测,并用三级四极质谱测定。测得结果回收率为95%~104%,相关系数0.9931~0.9999,检出限为0.5~8 mol/m L。林炜[37]等采用HPLC/ESI-MS测水解胶原的分子量。水解胶原样品溶解后,用高分辨双聚焦有机磁质谱仪测定其分子量。

5 结语与展望

制革固体废弃物中富含的胶原蛋白是一种用途广泛的可再生资源。现在人们对铬革屑中胶原蛋白的提取、结构表征、分子量测定方面的研究已经相当成熟,只是酸、碱、酶法水解胶原蛋白的提取方法在分子量控制方面还有一定的欠缺,而且提取出来的胶原蛋白分子大小和分布很不均匀,限制了进一步工业化应用和产品的开发。因而我们应选择不同的酶、酸碱p H控制、以及引入激活剂/抑制剂的方法控制酶活力的释放,在此基础上控制水解条件,从而可以有效地控制胶原蛋白的分子量。在胶原蛋白分子量的控制上取得一定的研究进展。

目前从铬革屑中提取的胶原蛋白的绿色化、高值利用,还有待于进一步的研究。随着对胶原的性能、纯度、提取分离工艺以及对化学修饰、复合胶原蛋白材料开发的进一步研究,胶原蛋白类产品将会被越来越广泛地应用于制革、造纸、污水处理、生物材料等领域。

摘要：本文简单介绍了胶原蛋白的结构和用途,总结了提取胶原蛋白的方法。归纳了胶原蛋白的结构表征方法,阐述了胶原蛋白分子量的测定方法,为胶原蛋白的应用提供了一定的依据。最后,本文还对胶原蛋白分子量的控制进行了展望。

胶原蛋白 篇8

胶原广泛存在于哺乳动物体内,占整个体内蛋白总量的30%。其基本结构单位是原胶原又叫胶原分子,由三条α链组成,每条α链自身卷曲成不规则的左手螺旋,三条α链借氢键作用又以右手螺旋的方式相互盘绕形成三股螺旋结构。通常分为三种类型I、II、III,其中I型长300 nm,直径1.5nm。当前,胶原蛋白的主要用途有化妆品、皮革助剂、生物医用材料、动物饲料等。最近几年,研究人员又将其用于微胶囊药物缓释技术,开拓了胶原蛋白利用的新方向。然而,胶原蛋白提取过程中,由于分离纯化及加工处理复杂,得到的胶原蛋白交联密度小、纤维大小不等具有多样性。并且纯胶原干燥后质地脆,成膜能力并不强,其膜延伸性低,易干裂,抗水性差,遇水易溶涨,在体内易降解,潮湿环境易受细菌侵蚀而变质,耐酶解性能差。因此,胶原材料需要根据产品性能需要选择合适方法进行改性。胶原的化学改性方法可归纳分为交联改性和接枝改性两大类。

2 交联改性

交联改性是指胶原分子内部和胶原分子间通过共价键结合实现提高胶原纤维的张力和稳定性的目的[1]。交联涉及胶原中赖氨酸、羟赖氨酸、组氨酸等残基。交联改性按交联键发生的位置不同可分为分子内交联和分子外交联。分子内交联是在同一个螺旋内两条肽链之间形成的交联键,这类交联键主要影响交联产物的变性温度和拉伸强度等性能;另一种是分子间交联,它是在两条相邻的螺旋间的肽链中形成交联键。这类交联键主要影响交联产物的溶胀性和表面延伸性。当两条微纤维之间的距离小于交联剂分子的长度时,交联也可以在两条相邻的微纤维之间发生。胶原蛋白之间形成交联不但提高分子量,而且可以增加改性物的反应性能。

常用的交联剂有戊二醛、碳化二亚胺、环氧化合物、乙醛酸、含二硫化合物的二羧酸化合物、酰基叠氮化合物、1,6-己二异氰酸酯、环烯醚萜类化合物、金属络合物等。

2.1 戊二醛(Glutaraldehyde,GTA)

戊二醛是最早且最常用的一种交联剂,具有水溶性、双官能团、低价格的特性。对胶原进行交联改性时,戊二醛浓度对交联作用有一定的影响。高浓度的戊二醛比低浓度的交联效果要差。用低浓度的戊二醛处理胶原纤维不会改变胶原纤维的原始形状,但对物理、化学稳定性有明显的改善。

曹健等[2]利用戊二醛对胶原蛋白进行改性,研究了p H值、戊二醛用量、反应时间、温度等对改性的影响。试验结果表明:改性反应的最佳条件为:p H值为8、戊二醛体积分数2%、反应时间1.5 h、温度60℃。也就是说,在此条件下,改性后胶原蛋白的乳化性和乳化稳定性都最好,分子质量变大。

2.2 碳化二亚胺(EDC)

EDC不作为联接的一部分滞留在交联物分子中,而是转变为具有极低细胞毒性的水溶性脲衍生物,所以这种方法可以避免解聚作用和残留有毒性物质的释放[3]。EDC具有良好的水溶性,改性时不引入外源物质,且没有或仅有较少的细胞毒性,能提供有效交联。

Park Si-Nae等[4]采用EDC和GTA交联胶原/透明质酸多孔支架材料,通过酶解试验和细胞毒性试验得出,用EDC处理的材料显示了很强的抗酶解性能,且无明显的毒性。

2.3 环氧化合物

环氧基中电荷的极化和环氧环张力的存在,使得环氧基具有极高的反应活性。它易与含有活泼氢原子的基团,如胺基、酚羟基、羧基、巯基、羟基、酰胺基等发生反应。在碱性条件下,胶原中赖氨酸的ε-胺基是胶原氨基酸残基侧链中最具反应活性的官能团[5]。胺基属强亲核试剂,含活泼氢,在室温下就能与环氧基发生反应,伯胺基比仲胺基的反应活性大得多。碱催化开环是SN2反应主要靠试剂活泼,胺基作为强亲核试剂进攻环氧基中取代基较少的环碳原子。在酸性条件下,易受到胶原中谷氨酸或天冬氨酸中亲核羧基阴离子的进攻,形成酯键。首先,环氧基的氧原子被酸质子化,带正电荷,会吸引环碳原子上的电子,削弱C-O键,并使环碳原子带上部分正电荷,增加与亲核试剂结合的能力,胶原中羧基就向C-O键的碳原子背后进攻,发生SN2反应。由于环碳原子上的给电子基分散了碳上的正电荷而更稳定,故羧基进攻取代基较多的环碳原子,生成β开裂的异常加成物[6]。

2.4 乙醛酸(Glyoxylic a cid)

乙醛酸是最简单的醛酸,兼有酸和醛的性质,酸性较强具有刺鼻的气味。乙醛酸的羧基和醛基都比较活泼,羧基能形成盐、酯、酰胺等,与过渡金属离子反应形成比较稳定的配位键;醛基由于羧基的吸电子使其活性增强,易于反应[7]。

2.5 含二硫化合物的二羧酸化合物

在蛋白质分子中二硫键起着很重要的作用,正是由于二硫键的稳定性,蛋白质分子才能保持自己的结构,保持自己的生化特性。反应原理是硫醇官能团能和赖氨酸的ε-NH2官能团反应。

周磊等[8]采用γ-硫代丁内酯对胶原蛋白进行了硫代交联改性。系统研究了不同酸溶液、不同咪唑用量和不同的改性温度对胶原蛋白的相对分子量和粒子大小及分布的影响。实验结果证明,乳酸溶液中不能发生的交联改性,能够在醋酸溶液中很好地进行,在中性p H条件范围内,咪唑的用量对胶原蛋白改性的影响最大,温度的影响很小。

2.6 酰基叠氮化合物

酰基叠氮化合物被广泛用于交联富含胶原的组织。胶原的天冬氨酸或谷氨酸残基的羧基侧链基团转入到酰基叠氮化合物中,再与肼反应转换成酰基脲,然后和赖氨酸或羟赖氨酸残基上的伯胺基反应发生酰胺交联。酰基叠氮的交联物不宜钙化,并且不具有细胞毒性。但是,用酰基叠氮交联需要几天以上的反应和洗涤过程,工艺十分复杂。

2.7 1,6-己二异氰酸酯(HDI)

HDI与胶原的交联过程是:赖氨酸残基上主要的ε-氨基和亲核试剂反应后形成脲键,然后游离的异氰酸酯基团进一步与伯胺残基反应形成交联。两个异氰酸酯基分别与两个分子的氨基反应,以不同碳链长度的桥将其偶联,这类试剂的p H>7时的主要反应是与氨基甲酸酯反应形成脲,也可以在PH<7时与羟基反应形成氨基甲酸酯衍生物,水溶液中的副反应为可能通过疏水作用与蛋白质聚合。

2.8 环烯醚萜类化合物(京尼平)

环烯醚萜类化合物具有羟基、酯键等多种活性基团,具有自发与氨基酸或蛋白质反应的能力。根据反应观察和检测推测认为京尼平自发与氨基酸反应生成一个环烯醚萜的氮化物,再经过一个脱水作用形成一个芳香族单体,最后该单体可能由于自由基反应的二聚作用而形成环状的分子间和分子内交联结构。与其他改性剂相比,京尼平最大的优势在于其极低的毒性,据报道其细胞毒性比戊二醛小10 000倍,而暴露于京尼平的细胞增殖能力大约是戊二醛的5000倍。

丁克毅[9]以从栀子属植物的果实中提取的环烯醚萜类化合物京尼平为代表,研究其与皮胶原的反应性。采用UV、TLC等方法并结合已有的文献资料,探讨了京尼平与皮胶原的反应机理。用DSC法分析了京尼平的鞣制效果,并对最佳鞣制条件(京尼平的用量、鞣制时间、鞣液温度及p H值等)进行了筛选。结果表明:用干皮粉质量5%的京尼平,在p H=7.5左右鞣制24h后,其DSC曲线的Tg可达到85℃,同时皮粉被染成深蓝色。

2.9 金属络合物

李闻欣等[10]研究了用铬-铝络合物与胶原蛋白的羧基反应形成络合物。探讨用铬-铝络合物来对铬革屑的水解液进行改性,研制出一种胶原蛋白复鞣剂改性产品。应用试验表明:该胶原蛋白复鞣剂具有较好的鞣制复鞣填充作用,可促进对铬的吸收,所鞣制的坯革丰满、柔软、弹性好,粒纹清晰细致,对染料的吸收性好,着色均匀,收缩温度提高,废液中的含铬量降低。

3 接枝改性

接枝改性又叫做引入聚合物的改性。胶原为三股螺旋结构,构成肽链的氨基酸侧链基团位于螺旋外侧,这些侧链基团主要有胺基、羧基、羟基、巯基等,它们成为与其它化学物质发生反应的活性中心。带有活性基团的化合物易与这些活性中心接枝反应,加强了多肽之间的连接。用于胶原的接枝改性化合物主要有烯类单体和聚氨酯。其中烯类单体研究较早,应用普遍;聚氨酯接枝还属于研究探索阶段,工业化产品较少。烯类接枝共聚改性的单体包括丙烯酸(AA)、丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)以及丙烯氰(AN)。

3.1 烯类单体

利用烯类单体接枝改性胶原,改善胶原蛋白自身的许多缺点。烯类单体以用丙烯酸改性最多,反应机理类似。

苏德强、王坤余等[11]用DSC、TG和XRD等测试手段表征了接枝共聚物的结构和性质。当胶原浓度为15%、单体总量/胶原质量为60%、保温反应1 h且丙烯酸类单体AA、AM、BA和AN质量比为5∶1∶1∶1时,丙烯酸类单体的接枝率可达48.64%。

金勇等[12]从猪皮中提取皮胶原,采用IR光谱、UV-可见光谱确证了其结构,并测定其浓度为95.7%。实验结果表明:在弱酸性(p H=4.8)时,丙烯酸-丁烯醛共聚物与皮胶原之间的共价键作用最强。而在40~45℃时,丙烯酸-丁烯醛共聚物与皮胶原复合体系生成的沉淀最多。

贾鹏翔等[13]以过硫酸铵为引发剂,以马来酸酐和丙烯酸为主要原料制作复鞣剂,讨论了单体质量比、反应温度、时间等条件对产品性能的影响,得到了最佳反应条件。经该复鞣剂复鞣过的皮革与经商业化复鞣剂TGR复鞣过的皮革相比,表现出更好的粒面性能、丰满度、弹性及填充性能,可使皮革的收缩温度提高6℃,使皮革的透水气性能提高20%以上。

单云等[14]在水溶液中将胶原大分子吸附于氧化铝纳米粒子表面,确定了胶原大分子在氧化铝粒子表面的最佳吸附量以及探讨了接枝反应时间对接枝率、复合粒子的壳层厚度及红外发射率(8~14μm)的影响。

丁志文[15,16]研究了利用烯类单体对胶原蛋白进行改性,再与聚乙烯醇或聚丙烯腈共混制备胶原蛋白纤维纺丝液。研究了利用聚乙烯醇或聚丙烯腈对胶原蛋白进行改性分别制备得到了胶原蛋白-聚乙烯醇纤维和胶原蛋白-聚丙烯腈纤维[17,18]。

3.2 聚氨酯改性

用聚氨酯对胶原蛋白进行改性比聚乙烯醇或聚丙烯腈改性更有优势,可以克服胶原蛋白硬脆和可纺性能差的缺点,同时可以发挥聚氨酯柔软有弹性、胶原蛋白吸湿和染色性能好的优点,可开发新型的纤维产品和皮革涂饰剂产品。聚氨酯改性胶原蛋白涂饰剂所得薄膜具有良好的机械性能,耐腐蚀、耐曲挠、柔软有弹性,不但可以保留胶原蛋白涂饰剂与皮革相容性好、粘合力强、卫生性能好和能保持革的天然粒纹和手感的优点,而且可以引入聚氨酯涂饰剂的耐曲挠、柔软有弹性的优点,并可改善蛋白涂饰剂耐水性能差、弹性差和不耐湿擦的缺点。

庞晓燕等[19]选取具有不同侧链基团的氨基酸和甲苯二异氰酸酯,在催化剂存在的条件下进行液固反应,观察反应情况,用红外光谱对反应物进行表征。通过红外谱图及理论分析讨论得出,氨基酸中活性基团和甲苯二异氰酸酯中异氰酸酯基团的反应顺序,为聚氨酯改性胶原蛋白提供一定的理论依据。

李伟、汤克勇等[20]研究了胶原蛋白接枝改性聚氨酯皮革涂饰剂,探讨了接枝改性过程中反应温度、时间、成盐亲水物质的量等因素对反应的影响。试验结果表明:在接枝反应中成盐亲水物质为单体质量分数的5.0%、反应温度80℃、反应时间2.5 h为最佳接枝反应条件。

4 结束语

胶原应用于实际生产总会有某些性能的不足,胶原的改性显得尤为重要,甚至可以决定胶原的应用领域和范围。胶原蛋白材料改性的研究大多集中于理论性质和半实用性方面,虽然已经有了极大的发展,并且已被作为关键技术之一备受重视,但是距广泛应用于工业生产这个目标还有相当的距离。当前关键问题是需要研究高性能改性技术和合适的改性方法,对胶原蛋白进行高性能改性,获得产品高附加值。

摘要：综述了胶原蛋白改性的两类化学改性方法:交联改性和接枝改性。阐述了每一种改性方法的机理和优缺点,并且总结了两种改性方法的最新研究成果。

胶原蛋白 篇9

1 材料与方法

1.1 胶原蛋白粉的制备

胶原蛋白粉, 自制。豆粕, 山东省某厂的膨化豆粕。

1.2 测定项目

测定胶原蛋白粉与豆粕的水分、粗蛋白、粗灰分、粗脂肪含量。

测定方法参照《饲料分析及饲料质量检测技术》, 水分采用105 ℃烘干恒重法测定, 粗蛋白采用凯氏定氮法测定, 灰分采用茂福炉灼烧称重法测定, 粗脂肪采用索氏抽提法测定。

用H835-50氨基酸分析仪测定胶原蛋白粉和豆粕的17种氨基酸含量。

2 结果与分析

2.1 胶原蛋白粉与豆粕常规营养成分

胶原蛋白粉与豆粕常规营养成分见表1。

注:表中数据均为实测值。

由表1可以看出:胶原蛋白粉的粗蛋白质含量高于豆粕, 经计算, 含量是豆粕的2.02倍;粗脂肪含量低于豆粕;钙含量高于豆粕;磷含量低于豆粕。

2.2 胶原蛋白粉与豆粕氨基酸组成比较 (见表2)

胶原蛋白粉总氨基酸含量为69.35%, 高于豆粕 (41.91%) ;甘氨酸含量最高, 胱氨酸含量最低, 分别占氨基酸总量的22.75%和0.01%;从各种氨基酸看, 谷氨酸、精氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丙氨酸、蛋氨酸含量高于豆粕, 其中甘氨酸含量是豆粕的11.27倍, 脯氨酸是豆粕的4.54倍;主要氨基酸含量分别为赖氨酸2.64%、蛋氨酸0.91%、胱氨酸0.01%、苏氨酸0.28%。

3 讨论

3.1 胶原蛋白粉的常规营养成分

胶原蛋白粉是铬革渣经高温、高压、碱水解、脱铬、高速喷雾干燥而成的水解皮蛋白。冯景贤[1]报道, 水解胶原蛋白粉的蛋白含量为75%～80%, 氨基酸总量达到71.34%。蒋宗勇等[2]报道, 饲料皮革蛋白粉含蛋白85.82%、粗脂肪0.1%、粗灰分12.7%、钙3.94%、磷痕量, 氨基酸总量达到70.28%。武秀云等[3]报道, 水解蛋白饲料含蛋白81.16%、粗灰分13.17%、钙3.65%, 氨基酸总量达到68.01%。由于工艺的改进, 从近几年的文献报道来看, 胶原蛋白的粗蛋白含量越来越高。以上数据说明, 胶原蛋白粉的蛋白质含量较高, 是豆粕中蛋白质含量的2倍左右, 由于鞣革废渣中不含有脂肪和骨成分, 其粗脂肪、磷含量较低, 但钙含量却高于豆粕, 其总能值略低于豆粕。胶原蛋白不含病原微生物, 总铬含量均在20 mg/kg以下, 未检出含有六价铬, 均在饲料标准允许范围内。

注:胶原蛋白粉、豆粕氨基酸数值均为实测值 (测定于河南省高校动物营养与饲料检测中心) 。

3.2 胶原蛋白粉的氨基酸含量

胶原蛋白粉的总氨基酸含量为69.35%, 豆粕总氨基酸含量为41.91%, 谷氨酸、精氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丙氨酸、蛋氨酸含量高于豆粕, 特别是甘氨酸 (22.75%) 、脯氨酸 (11.17%) 、丙氨酸 (8.54%) 、谷氨酸 (8.19%) , 其中甘氨酸含量是豆粕的11.27倍, 脯氨酸含量是豆粕的4.54倍, 其余氨基酸含量低于豆粕。

胶原蛋白粉也有其独特的优点, 其甘氨酸含量高, 约占氨基酸总量的1/3。甘氨酸是化学结构最简单的氨基酸, 参与体内多种活性物质的合成, 在中枢神经系统内是一种抑制性神经递质。近年的研究发现, 它还具有抗炎、免疫调节和细胞保护等作用[4,5]。刘文奎[6]认为, 甘氨酸能促进鸡的发育。宋彦梅等[7]认为, 甘氨酸添加于饲料中不仅可以增加饲料营养成分, 还可以防止饲料氧化变质, 延长饲料保鲜期, 是孵化10周内雏鸡饲料中不可缺少的成分。马正伟等[8]认为, 游离甘氨酸具有显著的肝脏保护作用。苏玲玲等[9]用2种甘氨酸衍生物饲喂肉仔鸡, 结果在增重和饲料转化率方面可以达到与添加抗生素相当的效果, 还有提高胸肌率、腿肌率、部分免疫器官指数, 减少滴水损失, 降低腹脂率等的趋势。

4 结论

胶原蛋白粉粗蛋白和总氨基酸含量高于豆粕, 粗脂肪、磷含量差别较大, 作为猪、鸡的蛋白来源应控制添加量, 注意氨基酸平衡, 使胶原蛋白粉的饲用价值得到充分发挥。

参考文献

[1]冯景贤.论水解皮革胶原蛋白粉的开发利用[J].畜禽业, 1996 (9) :19.

[2]蒋宗勇, 沈应然, 陈小薇, 等.饲用皮革蛋白粉氨基酸利用率的测定[J].中国饲料, 1991 (4) :1-2.

[3]武秀云, 谢敖云, 赵云, 等.复合蛋白粉替代鱼粉的蛋鸡饲养效果试验[J].中国家禽, 1997 (2) :12-13.

[4]谷俊朝, 马涛, 王宇.甘氨酸保护作用机制与相关疾病探讨[J].北京医学, 2005, 27 (9) :5-8.

[5]刘靖, 张石蕊.蛋白质饲料资源的合理利用及开发对策[J].饲料工业, 2009 (5) :17-20.

[6]刘文奎.维生素的营养作用及缺乏症[J].中国家禽, 1982 (3) :23-26.

[7]宋彦梅, 尹秋响, 王静康.甘氨酸的应用及生产技术[J].氨基酸和生物资源, 2003 (2) :58-63.

[8]马正伟, 董家鸿.甘氨酸的肝脏保护作用[J].消化外科, 2003 (3) :66-72.

口服胶原蛋白能不能美容？ 篇10

胶原蛋白占了皮肤干重的70%。但是，皮肤中胶原蛋白的数量逐年在减少，一年大约下降1%，皮肤也就逐渐失去了强度，出现了皱纹。

如果能从体外补充胶原蛋白，让皮肤中的胶原蛋白数量保持不变甚至上升，不就能让皮肤永葆青春吗？

于是，市场上出现了各种各样的胶原蛋白保健品，号称吃了它，就能补充皮肤中的胶原蛋白，让皮肤焕发青春。这种产品是从国外传进来的，但是与国人“吃什么补什么”的传统观念不谋而合，很快成了国内保健品市场上的宠儿。

但是，“吃什么补什么”只是古人的一种幻想，这种幻想是因为不了解食物的消化、吸收过程而产生的。

胶原蛋白是一种蛋白质，蛋白质进入消化道后，先被一些蛋白酶切割成一个个由氨基酸组成的小片段，叫做多肽。多肽再进一步被切割成更小的片段，直到成为三肽（由三个氨基酸组成）、二肽（由两个氨基酸组成）和游离的氨基酸，然后被吸收进小肠黏膜细胞中。在那里，三肽、二肽进一步被肽酶降解成游离的氨基酸，和其他氨基酸一起被吸收进血液中。

氨基酸随着血液被送到全身各个地方，参与各种生理过程，当然也包括在在皮肤中合成新的胶原蛋白。所以吃胶原蛋白，和吃别的蛋白质没有区别，并不能被人体直接吸收利用，最终都是被消化成氨基酸才被吸收，并不能对皮肤起到特殊的保健作用。

这个道理其实只要学过中学生物课就应该知道的，忘了的话，被人一提醒也就明白了。所以，有些保健品厂商就耍了点“高科技”花样，改卖胶原蛋白肽了。他们的理由是，胶原蛋白因为分子量太大没法被人体直接吸收，但是如果先在体外分解成分子量很小的多肽片段，不就可以被直接吸收了吗？有的厂家甚至卖三肽胶原蛋白，意思是已把胶原蛋白都降解成了三肽，而三肽是可以被直接吸收到小肠黏膜细胞里的。

这个说法很容易迷惑人，连有的所谓专业人士也觉得不无道理。

但是，吃胶原蛋白肽和吃胶原蛋白的结果不会有任何区别。因为胶原蛋白吃下去，也要在消化道内先变成胶原蛋白肽，胶原蛋白肽保健品不过是把在体内发生的消化过程第一步给跳过而已。消化道内的蛋白酶也不会因为你吃的是胶原蛋白肽就放过它，而不对之做进一步的降解。所以，吃下去的胶原蛋白肽，最终还是要被消化成氨基酸才被吸收进血液里，即使是三肽，在小肠黏膜细胞中也要被降解成氨基酸。

少量的胶原蛋白肽有可能躲过消化，从肠道的淋巴或损伤处进入血液循环，即便如此，即便它们不会作为外来的抗原引起过敏，它们也无法用来补充皮肤中的胶原蛋白。

体内胶原蛋白是在胶原蛋白基因指导下，用氨基酸合成的。胶原蛋白基因（DNA片段）先在细胞核内合成相应的信使RNA，信使RNA到了核糖体内，在那里当模板，把氨基酸一个个按序列连接起来，合成新的胶原蛋白。在这个过程中，即便有现成的胶原蛋白肽，也起不到任何作用，无助于新的胶原蛋白的合成。甚至，即便把胶原蛋白完整地注射到血液中，它也不会被结合到皮肤中，这些外来的胶原蛋白如果不导致过敏的话，也会逐渐被体内免疫系统清除掉。

所以，口服胶原蛋白是不可能对皮肤起到特殊的保健作用的，它最多是起到补充氨基酸的营养作用，而这种营养作用不会强于吃其他蛋白质，甚至更差。这是因为，胶原蛋白是所谓不完全蛋白质，缺少两种氨基酸，营养价值还比不过含有人体所需的全部20种氨基酸的完全蛋白质（例如鸡蛋、牛奶、瘦肉中的蛋白质）。

市场上还有胶原蛋白护肤品，那同样不能起到保健皮肤的作用。道理很简单，胶原蛋白是大分子，无法穿透皮肤进入体内。

与其徒劳地要从体外补充胶原蛋白，不如好好保护皮肤，例如，避免让皮肤暴露在阳光中。阳光中的紫外线是皮肤的杀手，能降低胶原蛋白的合成达60%。

胶原蛋白 篇11

1 材料与方法

1.1 材料

鱿鱼(Ommastrephes bartrami)皮由大连金山水产品有限公司提供。将鱼皮上残余的鱼肉去除,用剪刀剪成小片(约1 cm×1 cm),用自来水反复清洗后放入PE食品保鲜袋中于-20℃下冻藏备用。

胃蛋白酶(北京奥博星生物技术责任有限公司)、枯草杆菌中性蛋白酶、碱性蛋白酶(广西南宁庞博生物工程有限公司)、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶[中国医药(集团)上海化学试剂公司]。

1.2 实验方法

1.2.1 鱿鱼皮基本成分测定

水分、灰分、粗脂肪和粗蛋白按常规方法进行测定[3],总糖采用苯酚硫酸法进行测定[4]。

1.2.2 原料的预处理

将鱼皮解冻后放入0.1 M NaOH(1:30,W/V)中(4℃下),轻轻搅拌6 h,每隔2 h更换1次溶液,之后用蒸馏水洗涤至中性,沥干,以去除非胶原蛋白。随后将鱼皮放到10%(V/V)丁醇(1:30,W/V)中(4℃下),轻轻搅拌24 h,每隔8 h更换1次溶液,之后用蒸馏水洗涤至中性,沥干,以去除脂肪。

1.2.3 蛋白酶活力测定

采用福林酚法进行测定[5]。

1.2.4 胶原蛋白含量的测定[以羟脯氨酸(HYP)计]

(1)原料中胶原蛋白含量的测定。按照参考文献[6]的方法进行测定。(2)提取液中胶原蛋白含量的测定。取酶解后制取的上清液5 mL,加入5 mL 6N的盐酸,置于130℃烘箱中水解4 h。取1 mL水解液用蒸馏水定容至100 mL,取其中的1 mL溶液于试管中,按照参考文献[6]的方法进行测定。(3)胶原蛋白提取率的计算。提取率undefined。其中胶原蛋白含量(%)=HYP含量 (%)×系数,由于HYP含量与胶原蛋白的含量是呈正相关性,将测定的HYP含量乘以相应的系数即可得出胶原蛋白的含量[6]。

1.2.5 酶水解试验方法

(1)单酶水解试验。选用胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、枯草杆菌中性蛋白酶和碱性蛋白酶对鱿鱼皮进行单酶水解试验。将底物与水1:10(W/W)的比例于酶解反应器中,调温度和pH至酶最适反应条件,然后将酶按酶量1 200 U·g-1加入反应器中反应。在酶解过程中,保证恒定的温度和pH,酶解完成后在沸水浴中灭活10 min,冷却后用0.1 M NaOH调pH至7.0,离心(20 000 g,4℃,40 min),上清液用于HYP含量的测定。试验条件如表1所示。(2)蛋白酶酶解条件的优化。根据单酶水解的试验结果,选定胰蛋白酶和木瓜蛋白酶作为目标酶,选择温度、pH、酶/底物、时间和底物浓度为因素,每个因素确定4个水平,按L16(45)正交表进行正交试验。2种蛋白酶正交试验因素及其水平分别如表2、表3所示。

注:底物浓度(原料/水,W/W),下同 Note:substrate concentration (raw material/water,W/W), same as below.

2 结果与讨论

2.1 鱿鱼皮的一般组成成分

从表4可以看出,鱿鱼皮虽然是水产品加工的废弃物,但是其中含有丰富的蛋白质,粗蛋白含量达16.26%,占鱿鱼皮干重的75.35%。经测定,鱿鱼皮中HYP含量为0.82%,换成干重含量为3.80%,由于HYP含量与胶原蛋白的含量是呈正相关性,所以乘以系数14.2[7]得到鱿鱼皮中胶原蛋白的含量为53.96%(干基),占总蛋白质的71.61%。因此,研究从鱿鱼皮中提取胶原蛋白是非常必要的。

2.2 5种蛋白酶的酶活力

经测定5种蛋白酶的酶活力如表5所示。

2.3 5种蛋白酶单酶水解效果的比较

以HYP含量为指标,比较不同蛋白酶的水解效果。5种蛋白酶单酶水解所得到的酶解液中HYP含量如表6所示。从表6中可以看出,5种蛋白酶中胰蛋白酶和木瓜蛋白酶所制得的胶原蛋白的含量最高,因此,选定胰蛋白酶和木瓜蛋白酶作为目标酶,对其试验条件进行优化。

2.4 胰蛋白酶最适水解条件

根据单酶水解的试验结果,选择温度、pH、酶/底物、时间、底物浓度为因素,每个因素确定4个水平,按L16(45)正交表进行正交试验,对其酶解条件进行优化。测定了16组胰蛋白酶水解液的HYP含量,结果如表7所示。

由表7得出试验极差因素E>A>C>B>D,说明影响因素排列依次为底物浓度>温度>加酶量>pH>时间。在正交试验中最佳作用条件为底物浓度1:20,温度为55℃、加酶量1 200 U·g-1、pH为8.0、时间4 h,即E4A3C1B3D2。通过极差分析得到提取效果最好的试验组为E3A3C1B1D2,与试验得到的效果最好的组不一致,随后进行验证,得到E3A3C1B1D2条件下提取的HYP的含量为0.77%,小于试验组E4A3C1B3D2条件下提取的HYP含量0.78%。所以,胰蛋白酶提取鱿鱼皮胶原蛋白效果最佳条件为底物浓度1:20,温度为55℃、加酶量1 200 U·g-1、pH为8.0、时间4 h。

注:A. 温度;B. pH;C. 酶/底物;D. 时间(h);E. 底物浓度 Note:A. temperature;B. pH;C enzyme/substrate;D. time (h);E. substrate concentration

2.5 木瓜蛋白酶最适水解条件

根据单酶水解的试验结果,选择温度、pH、酶/底物、时间、底物浓度为因素,每个因素确定4个水平,按L16(45)正交表进行正交试验,对其酶解条件进行优化。测定了16组木瓜蛋白酶水解液的HYP含量,结果如表8所示。

由表8得出试验极差因素E>A>B>C>D,说明影响因素排列依次为底物浓度>温度>pH>加酶量>时间。在正交试验中最佳作用条件为底物浓度1:20,温度为50℃、pH为6.0、加酶量3 200 U·g-1、时间6 h,即E4A2B1C2D3。通过极差分析得到提取效果最好的试验组为E4A2B1C1D3,与试验得到的效果最好的组不一致,随后进行验证,得到E4A2B1C1D3条件下提取的HYP含量为0.78%,小于试验组E4A2B1C2D3条件下提取的HYP含量0.80%。所以,木瓜蛋白酶提取鱿鱼皮胶原蛋白效果最佳条件为底物浓度1:20,温度为50℃、pH为6.0、加酶量3 200 U·g-1、时间6 h。

注:A. 温度;B. pH;C. 酶/底物;D. 时间(h);E. 底物浓度 Note:A. temperature;B. pH;C enzyme/substrate;D. time (h);E. substrate concentration

3 结论

(1)鱿鱼皮中含有丰富的胶原蛋白,其含量为53.96%(干基),占总蛋白质的71.61%。目前鱼皮的加工并未受到重视,多数作为下脚料处理,极大地浪费了资源。鱼皮胶原蛋白的开发很值得进一步的研究,使其在食品、医药、化妆品、饲料、肥料等工业中得到更加广泛的应用。

(2)影响胰蛋白酶提取胶原蛋白的因素主要是底物浓度、温度、加酶量、pH和时间,通过正交试验胰蛋白酶提取鱿鱼皮胶原蛋白最佳工艺条件为温度55℃、加酶量1 200 U·g-1、底物浓度1:20、pH 8.0、时间4 h,此时得到的胶原蛋白含量为11.08%,提取率为95.16%。

(3)影响木瓜蛋白酶提取胶原蛋白的因素主要是底物浓度、温度、pH、加酶量和时间,通过正交试验木瓜蛋白酶提取鱿鱼皮胶原蛋白最佳工艺条件为温度50℃、加酶量3 200 U·g-1、底物浓度1:20、pH 6.0、时间6 h,此时得到的胶原蛋白含量为11.36%,提取率为97.56%。

摘要：研究了酶法提取鱿鱼皮胶原蛋白的工艺条件。根据5种蛋白酶水解液中羟脯氨酸(HYP)的含量,确定了胰蛋白酶和木瓜蛋白酶这2种提取率高的酶为水解用酶,采用L16(45)正交试验确定了这2种酶水解鱿鱼皮以制备胶原蛋白的最佳酶解条件。结果表明,胰蛋白酶和木瓜蛋白酶水解鱿鱼皮以制备胶原蛋白的最佳温度、加酶量、底物浓度、pH、时间分别为55℃、1200U.g-1、1:20、pH8.0、4h和50℃、3200U.g-1、1:20、pH6.0、6h。2种蛋白酶提取的胶原蛋白含量分别为11.08%和11.36%,提取率分别为95.16%和97.56%。

关键词：鱿鱼皮,胶原蛋白,蛋白酶,水解

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