余小月，趙 鈺，李金玲，吳 丹，熊善柏，王希搏，胡 楊,

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢 430070；2.國(guó)家大宗淡水魚(yú)加工技術(shù)研發(fā)分中心，湖北武漢 430070；3.湖北瑞邦生物科技有限公司，湖北荊州 434000）

膠原是蛋白質(zhì)中的一種，是哺乳動(dòng)物體內(nèi)含量最多的蛋白質(zhì)，占人體蛋白質(zhì)的25%～30%，相當(dāng)于人體重的6%。膠原具有獨(dú)特的組織分布和功能，在人體內(nèi)，膠原廣泛分布于皮膚、骨骼、肌腱、角膜、軟骨等組織中，對(duì)機(jī)體或臟器起著支撐和保護(hù)等作用[1]。人體的衰老過(guò)程其實(shí)就是伴隨膠原的流失過(guò)程，隨著年紀(jì)的增長(zhǎng)，人體內(nèi)的膠原合成速度遠(yuǎn)跟不上代謝速度。有報(bào)道顯示，人體從25 歲起，膠原每年以1.5%的速率開(kāi)始流失，45 歲時(shí)流失膠原量約為30%[2]。當(dāng)體內(nèi)膠原的生物合成發(fā)生反?；蛞蚱渌蛞鹱儺悤r(shí)，膠原的流失速度更為驚人；且當(dāng)膠原不足時(shí)，人體的結(jié)締組織和內(nèi)臟器官均將受到不利影響[3]。因而，很有必要及時(shí)補(bǔ)充外源性膠原來(lái)對(duì)抗機(jī)體膠原的自然流失。

目前人體補(bǔ)充膠原主要有幾種方式，其一，食用豬蹄、肉皮等富含膠原的食物；其二，皮下注射膠原美容針；其三，口服膠原蛋白。由于直接食用富含膠原的食物生物利用度低，注射美容膠原的成本又較高，口服膠原蛋白作為目前補(bǔ)充人體膠原最成熟和有效的手段，近年來(lái)十分流行。口服膠原蛋白一般來(lái)源于動(dòng)物的皮膚和骨骼，其中深海魚(yú)是主要來(lái)源，通過(guò)酸、堿、酶或熱等作用制備得到，分子量一般小于5 kDa，富含除色氨酸和胱氨酸外的18 種氨基酸[4]。

膠原及其降解產(chǎn)物對(duì)人體的作用，三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題引人關(guān)注：口服膠原蛋白能否被人體吸收？相比其他蛋白質(zhì)來(lái)源有何優(yōu)勢(shì)？消化吸收后能否起到一定的作用？本文首先對(duì)膠原系列產(chǎn)物的稱(chēng)謂進(jìn)行了界定，然后從結(jié)構(gòu)、組成、相對(duì)分子質(zhì)量和性能等方面，對(duì)膠原與膠原蛋白進(jìn)行了差異性分析，對(duì)現(xiàn)階段已在食品和醫(yī)療保健品領(lǐng)域得到應(yīng)用的膠原系列產(chǎn)品進(jìn)行了綜述，同時(shí)對(duì)膠原蛋白肽的消化吸收途徑和特點(diǎn)進(jìn)行了討論，對(duì)膠原蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生理調(diào)節(jié)功能進(jìn)行了闡述，為有關(guān)膠原系列產(chǎn)品的生產(chǎn)和應(yīng)用提供參考。

1 膠原與膠原蛋白

1.1 膠原的層級(jí)結(jié)構(gòu)

膠原是具有獨(dú)特四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。如圖1 所示，一級(jí)結(jié)構(gòu)代表多肽鏈的氨基酸序列，遵循(Gly-X-Y)n原則，其中X常代表脯氨酸；二級(jí)結(jié)構(gòu)代表多肽鏈的α螺旋，即單條α鏈空間上呈左手螺旋結(jié)構(gòu)；三級(jí)結(jié)構(gòu)即三股螺旋結(jié)構(gòu)，是在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，三條呈左手α螺旋結(jié)構(gòu)的多肽鏈相互纏繞形成右手復(fù)合螺旋結(jié)構(gòu)，也稱(chēng)為原膠原或膠原分子；四級(jí)結(jié)構(gòu)是指原膠原首尾相接，按規(guī)則平行排列成束，首尾錯(cuò)位1/4，通過(guò)共價(jià)鍵搭接交聯(lián)，形成穩(wěn)定的膠原微纖維，并進(jìn)一步聚集成束，形成膠原纖維[5]。

圖1 膠原的層級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic drawing of the hierarchical structure of collagen

1.2 膠原與膠原蛋白的差異

膠原是構(gòu)成動(dòng)物機(jī)體的重要功能物質(zhì)，是遍布動(dòng)物組織器官中的一類(lèi)重要蛋白質(zhì)[6]，而膠原蛋白則是膠原的降解產(chǎn)物。通過(guò)調(diào)整原材料在提取、分離時(shí)的方法和條件，可以產(chǎn)生膠原、明膠和膠原蛋白，三者間存在較大區(qū)別。能被稱(chēng)為膠原的，必須是其三股螺旋結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變的那類(lèi)蛋白質(zhì)，膠原蛋白是膠原變性成明膠后繼續(xù)降解的產(chǎn)物，從膠原到膠原蛋白，膠原的三股螺旋結(jié)構(gòu)徹底松開(kāi)，成為三條自由的肽鏈，且多降解成多分散的肽段，其中還可能包括低聚肽[7]。因此，膠原蛋白包含多肽混合物，其中多肽的相對(duì)分子質(zhì)量從幾千到幾萬(wàn)道爾頓，分子量分布很寬，也有稱(chēng)之為膠原蛋白肽、水解膠原蛋白、膠原蛋白水解產(chǎn)物、膠原肽、膠原多肽、活性膠原蛋白等。表1 簡(jiǎn)要概述了膠原、明膠和膠原蛋白之間的區(qū)別，可以看到，無(wú)論在結(jié)構(gòu)、組成、相對(duì)分子質(zhì)量還是性能方面，膠原和膠原蛋白之間均存在較大區(qū)別，在具體應(yīng)用方面兩者也有很大的不同。具體到食品和醫(yī)療保健品領(lǐng)域，由于膠原的分子量巨大及其特有的三股螺旋結(jié)構(gòu)使得膠原性質(zhì)十分穩(wěn)定，不易被人體消化吸收，很難被人體充分利用，因此膠原不常用，多使用膠原蛋白。

表1 膠原與膠原蛋白[7-8]Table 1 Collagen and collagen peptide[7-8]

2 膠原蛋白在食品、醫(yī)療保健品領(lǐng)域中的應(yīng)用

膠原蛋白作為一種已經(jīng)被世界各國(guó)認(rèn)可的天然產(chǎn)品，具有豐富的營(yíng)養(yǎng)性、功能性和良好的安全性，在食品、醫(yī)療保健品領(lǐng)域得到了大量應(yīng)用[9?11]。有關(guān)膠原蛋白的安全性，美國(guó)食品藥品管理局在對(duì)其進(jìn)行研究后，將其納入最高安全等級(jí)的目錄內(nèi)，確認(rèn)其可作為直接使用的食品添加成分，其最大的特點(diǎn)就是具有良好的耐受性和低過(guò)敏性，且與其他食物成分之間有著良好的兼容性，因此可單獨(dú)或與其他食品、食品添加成分、藥品等混合用于飲料、乳制品、功能食品和保健藥品等中，也有研究將膠原蛋白用于制作人工腸衣、新型調(diào)味品和膠原蛋白小食品，還可制成可食性包裝紙，用于火腿、冰凍肉食等的包裝及食用標(biāo)簽[12]。近年來(lái)，膠原蛋白的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展很快，短時(shí)間內(nèi)在國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了多家研發(fā)生產(chǎn)單位，美國(guó)、日本和我國(guó)臺(tái)灣都已先后踏入了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。表2 為目前市面上較常見(jiàn)的幾種膠原蛋白產(chǎn)品，如膠原蛋白粉、膠原蛋白口服液、膠原蛋白膠囊、膠原蛋白片劑，其它還包括膠原蛋白糖果，膠原蛋白果凍等，粉劑因含有較少的食品添加成分，有效膠原蛋白成分高，因此以粉劑形式出現(xiàn)的終端產(chǎn)品種類(lèi)較多。膠原蛋白的生產(chǎn)主要集中在美、日、歐和我國(guó)的臺(tái)灣，最具代表性的是法國(guó)羅賽洛（Rousselot）和日本新田（Nitta）。此外，從表2 還可以看到，各種膠原蛋白的分子量均在3 kDa以下，且主要從深海魚(yú)皮、魚(yú)鱗中提取得到，少部分從牛皮、牛骨中提取。不同來(lái)源膠原蛋白存在細(xì)微區(qū)別，主要體現(xiàn)在氨基酸組成和結(jié)構(gòu)方面。具體到氨基酸組成，報(bào)道顯示陸生動(dòng)物膠原蛋白與水生動(dòng)物膠原蛋白兩者的氨基酸組成基本一致，但水生動(dòng)物膠原蛋白的亞氨基酸（脯氨酸和羥脯氨酸）含量略低于陸生動(dòng)物膠原蛋白，這可能與物種的生活環(huán)境有關(guān)[13]。膠原蛋白在食品和醫(yī)療保健品中的應(yīng)用還剛剛起步，隨著對(duì)膠原蛋白營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生理調(diào)節(jié)功能的不斷深入，它在食品和醫(yī)療保健品中的應(yīng)用必將越來(lái)越廣。

表2 市面上較常見(jiàn)的幾種膠原蛋白產(chǎn)品Table 2 Some of the more common collagen hydrolysates on the market

3 膠原蛋白的消化吸收途徑和特點(diǎn)

3.1 膠原蛋白的消化吸收過(guò)程

膠原蛋白在人體中的消化吸收機(jī)理，至今尚未完全清楚。膠原蛋白的消化吸收主要經(jīng)歷胃和小腸部分。由于人體口腔中主要以淀粉酶、溶菌酶為主，缺乏特異性的膠原酶，因此膠原蛋白將完整地從口腔進(jìn)入到胃部和小腸。膠原蛋白在胃蛋白酶（胃部）、胰蛋白酶和糜蛋白酶（腸道）等非特異性蛋白酶的作用下，斷裂分解成一些分子量更小的多肽，后進(jìn)一步水解成寡肽和游離氨基酸[14]，被機(jī)體吸收利用進(jìn)入血液循環(huán)，再運(yùn)送到身體其他部位被利用，繼而發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)。張寧等[15]對(duì)不同分子量的膠原蛋白肽進(jìn)行了體內(nèi)消化研究，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)鏈多肽（3 kDa）在體內(nèi)的消化吸收首先是在胃液和腸道酶的作用下被降解成短鏈的小肽；然后短鏈小肽通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)載體進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，因此相比于短鏈多肽（1 kDa），長(zhǎng)鏈多肽在體內(nèi)的停滯時(shí)間更長(zhǎng)，衰減速率更低。林嵐[16]通過(guò)SDS-PAGE電泳分析，發(fā)現(xiàn)膠原蛋白制品在模擬胃液和模擬腸液中消化后，其分子量均能發(fā)生不同程度的下降，其中胰蛋白酶對(duì)膠原蛋白的降解程度更高。

經(jīng)胃腸道消化分解后，膠原蛋白碎裂成小肽（或寡肽）與游離氨基酸，二者的體內(nèi)吸收分屬于兩種相互獨(dú)立的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制。游離氨基酸由腸細(xì)胞逆濃度梯度主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，通過(guò)不同的繼發(fā)性主動(dòng)重吸收系統(tǒng)進(jìn)行。小肽可能的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制有三種，分別是依賴(lài)H+濃度或Ca2+濃度的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程；具有pH依賴(lài)性的非耗能性Na+/H+交換轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)以及谷胱甘肽轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)[15]。小肽與游離氨基酸相互獨(dú)立的吸收機(jī)制，有助于減輕由于游離氨基酸相互競(jìng)爭(zhēng)共同吸收位點(diǎn)而產(chǎn)生的吸收抑制[17]。

3.2 膠原蛋白的消化吸收特性

實(shí)驗(yàn)證實(shí)，口服膠原蛋白一定時(shí)間后，血漿中不僅出現(xiàn)了羥脯氨酸（Hyp）等游離氨基酸，還出現(xiàn)了膠原蛋白特征性的脯氨酸-羥脯氨酸（Pro-Hyp）、羥脯氨酸-甘氨酸（Hyp-Gly）、甘氨酸-脯氨酸-羥脯氨酸（Gly-Pro-Hyp）肽段，證實(shí)膠原蛋白在人體內(nèi)是能被吸收的[18?20]。動(dòng)物試驗(yàn)和人體研究均證明，口服膠原蛋白12 h后，95%以上的膠原蛋白已被吸收利用[21]。Watanabe等[18]給小鼠喂食膠原蛋白，在3 h后小鼠體內(nèi)血漿中的膠原蛋白濃度達(dá)到峰值，表明膠原蛋白具有較好的消化吸收特性。Iwai等[20]研究了人體對(duì)膠原蛋白的消化吸收，結(jié)果表明，在1～2 h后人體內(nèi)的膠原蛋白濃度達(dá)到峰值，4 h后人體內(nèi)的膠原蛋白濃度僅為峰值的一半，表明膠原蛋白的消化吸收速度十分快速，同時(shí)還證實(shí)了有相當(dāng)一部分的膠原蛋白是以寡肽的形式吸收的，而不是單純的游離氨基酸。此外，有研究顯示，膠原蛋白的吸收利用率甚至比植物性蛋白質(zhì)更高。吳冬梅等[22]以大鼠離體小腸為標(biāo)本比較了膠原蛋白、膠原和氨基酸（谷氨酸、丙氨酸）的吸收率，結(jié)果表明小腸各段對(duì)膠原蛋白的吸收率明顯高于游離氨基酸和膠原的吸收率，且對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量<1 kDa的膠原蛋白的吸收率最高。小腸轉(zhuǎn)運(yùn)肽類(lèi)物質(zhì)的系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)運(yùn)速度快、不易飽和的特點(diǎn)，而游離氨基酸吸收慢、載體易飽和，這對(duì)研究肽類(lèi)物質(zhì)的價(jià)值有重要的臨床意義。

膠原蛋白的消化吸收受很多因素影響，而相對(duì)分子質(zhì)量是其中最重要的一個(gè)影響因素。資料顯示，相對(duì)分子質(zhì)量<1 kDa的膠原蛋白無(wú)需分解可被人體直接吸收[23]。張寧等[15]研究了不同相對(duì)分子質(zhì)量范圍膠原蛋白的吸收速率，結(jié)果表明平均相對(duì)分子質(zhì)量1 kDa和3 kDa的膠原蛋白的吸收速率高于平均相對(duì)分子質(zhì)量20 kDa的膠原蛋白。Biocyte實(shí)驗(yàn)室研究得出，人體易吸收的膠原蛋白相對(duì)分子質(zhì)量為1800～2200 Da。表2 已經(jīng)提到，目前市面上的膠原蛋白產(chǎn)品，其相對(duì)分子質(zhì)量均在3 kDa以下，部分產(chǎn)品的相對(duì)分子質(zhì)量甚至低于1 kDa（如FANCL公司研究的高含量三肽的膠原蛋白產(chǎn)品：Gly-Pro-Hyp[24]）。因此，在生理?xiàng)l件下，這些膠原蛋白產(chǎn)品均可在胃腸道中被胃腸道中的非特異性蛋白酶分解，最終以相對(duì)分子質(zhì)量更小的短肽（二肽、三肽等）和游離氨基酸形式吸收，而相對(duì)分子質(zhì)量更小的膠原蛋白產(chǎn)品則可不經(jīng)消化直接被人體吸收。

4 膠原蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和功能特性

膠原蛋白在食品和醫(yī)療保健品中的應(yīng)用，有兩方面的作用：一是營(yíng)養(yǎng)；二是功能，在這里主要強(qiáng)調(diào)其生理調(diào)節(jié)功能。

4.1 膠原蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

膠原蛋白含有18 種氨基酸，但由于缺乏色氨酸，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低于完全蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)作為人體中唯一氮的來(lái)源，其生物效價(jià)是其他碳水化合物和脂肪不能代替的，表3 列舉了不同年齡段人體對(duì)蛋白質(zhì)和必須氨基酸的日需求量，無(wú)論對(duì)于嬰幼兒、兒童或成人，對(duì)必需氨基酸的需要量均較大[25]。食用膠原蛋白的化學(xué)成分分析結(jié)果如表4 所示，其中蛋白質(zhì)含量最高，占干重的97%以上，剩余部分以無(wú)機(jī)鹽，如鈉、鈣、鎂等為主[26]。

表3 人體每日對(duì)蛋白質(zhì)和必需氨基酸的需要量[25]Table 3 The daily requirement of human body for protein and essential amino acids[25]

表4 食用膠原蛋白的化學(xué)組成[26]Table 4 Chemical composition of edible collagen hydrolysates[26]

根據(jù)是否能由人體自身合成或合成速度是否滿(mǎn)足人體所需，將常見(jiàn)的20 余種氨基酸分為必需氨基酸（亮氨酸、以亮氨酸、賴(lài)氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸、組氨酸（嬰兒所必需））、條件必需氨基酸（在體內(nèi)可由蛋氨酸和苯丙氨酸轉(zhuǎn)化）（半胱氨酸、酪氨酸）以及非必需氨基酸[27]。

膠原蛋白的氨基酸組成分析結(jié)果如表5 所示，膠原蛋白富含除色氨酸和胱氨酸外的18 種氨基酸，其中人體必需氨基酸7 種，能促進(jìn)兒童生長(zhǎng)的半必需氨基酸2 種[28]。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，膠原蛋白中缺乏人體代謝必需的色氨酸，在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值上屬于不完全蛋白質(zhì)，所以其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值不高。從表5 可以看到，膠原蛋白含18 種氨基酸，氨基酸組成比較豐富，不含色氨酸，且存在高含量的、其它蛋白質(zhì)中少見(jiàn)的特征氨基酸（羥脯氨酸和羥賴(lài)氨酸）。此外，從消化吸收的角度看，當(dāng)人體因?yàn)槟承┰驅(qū)е掳被徇\(yùn)輸系統(tǒng)功能出現(xiàn)障礙時(shí)，人體對(duì)寡肽吸收效果更好，所以從營(yíng)養(yǎng)學(xué)的角度看，在供給人體必需氨基酸的同時(shí)，適當(dāng)補(bǔ)充一些多肽效果更佳。因此，將膠原蛋白作為輔助膳食的功能性營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑是更佳的選擇。

表5 食用膠原蛋白的氨基酸組成（g/100 g）Table 5 Amino acid composition of edible collagen hydrolysates（g/100 g）

此外，有報(bào)道顯示，膠原蛋白中還含有若干微量元素，包含常量元素鉀、鈉、鎂、鈣等，必需微量元素銅、鋅、錳、鐵、硒、鍶等，尤其是必需微量元素，特別是其他食物中很少含有的硒和鍶，因此膠原蛋白還具有一定的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)[25]。綜上所述，膠原蛋白含有高于淀粉類(lèi)的普通鹽類(lèi)（鉀、鈉、鈣、鎂等），另外還含有較豐富的硒、鍶等微量元素，同時(shí)食用膠原蛋白的氨基酸又能營(yíng)養(yǎng)人體，因此它是一種兼具治療和營(yíng)養(yǎng)的雙重效能的新型產(chǎn)品。

4.2 膠原蛋白的生理功能

膠原蛋白具有許多方面的生理調(diào)節(jié)功能，如防治骨關(guān)節(jié)炎和骨質(zhì)疏松癥，改善皮膚水分、膚質(zhì)和抗老化，抗過(guò)敏、免疫作用，保護(hù)胃粘膜以及抗?jié)冏饔?，抑制血壓上升作用，膠原蛋白中一些特殊氨基酸還具有防癌等功效。

4.2.1 有助于骨骼及關(guān)節(jié)健康 研究證明，低分子量的（<10 kD）膠原蛋白對(duì)骨和骨關(guān)節(jié)的健康有顯著地促進(jìn)作用。盧玉坤等[29]證明了鱈魚(yú)皮膠原蛋白多肽能顯著提高大鼠的骨鈣含量，且低中分子量（<6 kDa）的膠原多肽能顯著提高鈣儲(chǔ)留率。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，相比于牛血清蛋白和富含酪氨酸的蛋白，骨質(zhì)疏松模型的小鼠在攝入膠原蛋白后骨丟失現(xiàn)象明顯減少，說(shuō)明膠原蛋白作為預(yù)防骨質(zhì)疏松的作用超出了普通蛋白質(zhì)[30]。另外，研究發(fā)現(xiàn)牛骨膠原蛋白肽可上調(diào)成骨細(xì)胞中堿性磷酸酶活力，來(lái)促進(jìn)成骨細(xì)胞的生長(zhǎng)，且分子量低者（<1 kDa）效果更佳[31]。周建烈等[32]臨床研究證實(shí)，膠原蛋白作為藥理營(yíng)養(yǎng)素，連續(xù)6 月每日口服8 g Peptan（2～5 kDa）膠原蛋白肽可以顯著減少關(guān)節(jié)疼痛，改善關(guān)節(jié)功能；減少絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥婦女的骨質(zhì)流失。Zdzieblik等[33]研究了膠原蛋白對(duì)運(yùn)動(dòng)性關(guān)節(jié)炎和老年性關(guān)節(jié)炎的治療效果，結(jié)果表明，每日口服5 g的膠原蛋白（<10 kDa）無(wú)論對(duì)于緩解運(yùn)動(dòng)性關(guān)節(jié)炎和老年性關(guān)節(jié)炎的疼痛均是十分有效的。膠原蛋白對(duì)促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖和分化具有正面效應(yīng)，因此在骨再建方面扮演著重要的角色[34]。此外，有報(bào)道顯示，膠原蛋白能夠促進(jìn)微量元素的吸收，少量對(duì)人體有益的微量元素（鈣等）可以吸附或螯合在膠原蛋白中進(jìn)入人體，繼而有效改善骨骼缺鈣現(xiàn)象，增強(qiáng)骨骼的韌性、硬度[35]。

4.2.2 具有抗氧化、抗衰老作用和美容護(hù)膚的功效 Watanabe等[18]給小鼠喂食被C14標(biāo)記的膠原蛋白，2 h后被標(biāo)記的甘氨酸-脯氨酸-羥脯氨酸（Gly-Pro-Hyp）三肽就分布至全身各主要器官，14 d后在皮膚中還保持著較高的放射水平，將小鼠皮膚進(jìn)行水解分析，證實(shí)其皮膚中的Gly-Pro-Hyp三肽就是來(lái)自被標(biāo)記的膠原蛋白，表明口服膠原蛋白能夠被消化吸收，且能靶向性被皮膚利用。另外，膠原蛋白還顯示出一定的抗氧化活性。Sung等[36]通過(guò)靜態(tài)熱水解法和超濾純化技術(shù)制備了金槍魚(yú)皮膠原水解物（相對(duì)分子質(zhì)量<10 kDa），發(fā)現(xiàn)相對(duì)分子質(zhì)量在5～10 kDa的膠原蛋白具有很強(qiáng)的抗氧化活性，相對(duì)分子質(zhì)量在1 kDa以下的膠原蛋白具有優(yōu)異的抗衰老活性。Arely等[11]通過(guò)調(diào)控膠原的水解時(shí)間，制備出一系列分子量梯度的膠原蛋白，考察其提供電子或氫來(lái)穩(wěn)定自由基的能力，結(jié)果顯示相對(duì)分子質(zhì)量在25 kDa以下的膠原蛋白其穩(wěn)定能力顯著優(yōu)于高分子量的膠原蛋白。膠原蛋白通過(guò)抑制皮膚衰老和黑色素的形成，具有美白和護(hù)膚的功效[37]。近年研究表明，膠原蛋白具有明顯改善與老化相關(guān)的膠原合成低下作用。經(jīng)老鼠投食試驗(yàn)表明其具有促進(jìn)膠原合成效果，可促進(jìn)皮膚膠原代謝作用。膠原蛋白還能促進(jìn)皮膚透明質(zhì)酸的生成，一定程度上減少皮膚水分的流失，從而減緩因皮膚干燥引發(fā)的皮膚瘙癢等不適癥狀[38]。Liu等[39]從口服含抗氧化膠原肽的血清代謝物中分離出SCP膠原肽，發(fā)現(xiàn)SCP可促進(jìn)前膠原合成，抑制膠原降解來(lái)發(fā)揮抗衰老的修復(fù)作用；同時(shí)對(duì)活性氧（ROS）的清除活性以及修復(fù)內(nèi)源性抗氧化防御系統(tǒng)的作用。另外，證實(shí)了SCP存在兩種寡肽Ile-Hyp和Ala-Hyp-Gly，它們是激活TGF-β/Smad3途徑以促進(jìn)前膠原合成的活性肽。

4.2.3 具有抗過(guò)敏、提升免疫的作用 方磊等[40]通過(guò)透明質(zhì)酸酶抑制法檢測(cè)了三文魚(yú)皮膠原肽的抗過(guò)敏性，發(fā)現(xiàn)在1000 Da以下的肽段中膠原肽的抗過(guò)敏活性與寡肽的分子質(zhì)量呈負(fù)相關(guān)性，且與肽鏈中疏水性氨基酸有一定的相關(guān)性。司少艷等[41]針對(duì)失重環(huán)境下航天員免疫功能下降的問(wèn)題，模擬失重小鼠模型向其注射膠原蛋白肽，發(fā)現(xiàn)小鼠體內(nèi)除NK細(xì)胞以外的淋巴細(xì)胞亞群和中性粒細(xì)胞的數(shù)量，以及T淋巴細(xì)胞增殖能力均有所提高，具體的免疫改善機(jī)制有待進(jìn)一步研究。王鳳林等[42]發(fā)現(xiàn)暹羅鱷魚(yú)鱗膠原蛋白肽對(duì)免疫功能低下小鼠的免疫功能具有正向調(diào)節(jié)能力，具體表現(xiàn)為小鼠T淋巴細(xì)胞增殖功能和NK細(xì)胞的殺傷活性均有所改善。

4.2.4 具有保護(hù)胃黏膜、抗?jié)兊墓π?王志聰?shù)萚43]發(fā)現(xiàn)鱈魚(yú)皮膠原蛋白肽可通過(guò)增強(qiáng)胃黏膜屏障及機(jī)體抗自由基氧化水平，保護(hù)大鼠急性胃黏膜損傷，主要體現(xiàn)在降低胃組織中丙二醛含量、提高糖蛋白含量、超氧化物歧化酶活力及血清中谷胱甘肽含量。劉晨晨等[44]通過(guò)四氯化碳誘導(dǎo)小鼠慢性肝損傷模型，證實(shí)服用膠原蛋白肽后小鼠轉(zhuǎn)氨酶活性降低、超氧化物歧化酶活性增強(qiáng)；且細(xì)胞促凋亡基因Bax蛋白表達(dá)量減弱，Cleavage Caspase-3 執(zhí)行細(xì)胞凋亡受阻等，說(shuō)明膠原蛋白肽護(hù)肝機(jī)制為增強(qiáng)抗氧化活性，同時(shí)抑制肝臟組織的氧化應(yīng)激。豐秋婧等[45]推廣了膠原蛋白治療復(fù)發(fā)性口腔潰瘍的臨床方法，膠原蛋白能增強(qiáng)細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)傳遞，有利于細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)和細(xì)胞增長(zhǎng)，可顯著縮短潰瘍愈合時(shí)間。呂玲玲[46]研究發(fā)現(xiàn)蛙皮膠原蛋白對(duì)無(wú)水乙醇誘導(dǎo)的胃潰瘍具有一定的保護(hù)作用，其機(jī)制是增加NO的含量。蔣升等[47]考察了膠原蛋白復(fù)合凝膠對(duì)大鼠口腔潰瘍的療效，發(fā)現(xiàn)膠原蛋白復(fù)合凝膠制劑能有效縮小潰瘍面積，形成假膜覆蓋創(chuàng)口并促進(jìn)其愈合，且給藥部位上皮細(xì)胞排列緊密無(wú)炎性細(xì)胞，且受損組織可見(jiàn)比較明顯的肉芽組織和纖維化形成。

4.2.5 具有抑制血壓上升的作用 目前有效的降血壓方式是抑制血管緊張素I轉(zhuǎn)化酶，膠原蛋白可通過(guò)定向酶解技術(shù)制備出含有血管緊張素抑制成分的降血壓肽，有研究發(fā)現(xiàn)抑制活性最強(qiáng)的肽組分分子量在2000 或1000 Da以下，且主要功能氨基酸包括甘氨酸（Gly）、脯氨酸（Pro）、纈氨酸（Val）、丙氨酸（Ala）等[48-49]。

膠原蛋白具有豐富的生物活性，對(duì)人類(lèi)疾病可起到改善的作用，因此以膠原蛋白為基質(zhì)開(kāi)發(fā)各類(lèi)功能食品具有廣闊的前景。隨著對(duì)膠原蛋白生理調(diào)節(jié)功能研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)不同來(lái)源和不同相對(duì)分子質(zhì)量的膠原蛋白對(duì)人體的作用效果不同，如膠原蛋白的相對(duì)分子質(zhì)量與其抗氧化、美白、保濕等有一定的相關(guān)性，因此采用嚴(yán)格的工藝和技術(shù)精確制備具有特定相對(duì)分子質(zhì)量的膠原蛋白意義重大。表6 為已報(bào)道的膠原蛋白的主要功效。有理由相信，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，通過(guò)對(duì)膠原蛋白的研究和改性可使其功效和應(yīng)用進(jìn)一步的擴(kuò)大，更加滿(mǎn)足市場(chǎng)或臨床治療等的需求。

表6 已報(bào)道的食用膠原蛋白的功能特性Table 6 Reported biological function of collagen hydrolysates

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)是世界上畜牧業(yè)和漁業(yè)發(fā)展較早的國(guó)家之一，改革開(kāi)放以后，我國(guó)畜牧業(yè)和漁業(yè)發(fā)展迅速，已經(jīng)成為世界畜牧業(yè)和漁業(yè)大國(guó)。我國(guó)每年的豬、牛、羊以及魚(yú)類(lèi)產(chǎn)量均居世界前列，無(wú)疑為膠原蛋白的生產(chǎn)制備提供了豐富的原材料。膠原蛋白產(chǎn)業(yè)在我國(guó)起步較晚，存在知識(shí)普及不足、市場(chǎng)不規(guī)范，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，產(chǎn)品生產(chǎn)方式落后等諸多問(wèn)題。然而，近年來(lái)，我國(guó)的膠原蛋白產(chǎn)業(yè)得到了跨越式發(fā)展，就目前的消費(fèi)趨勢(shì)來(lái)看，膠原蛋白的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展很快，短時(shí)間內(nèi)不僅膠原蛋白的需求量增大，同時(shí)在國(guó)內(nèi)已涌現(xiàn)出大批有關(guān)膠原蛋白的研發(fā)生產(chǎn)單位，可以預(yù)見(jiàn)膠原蛋白的市場(chǎng)前景非常廣闊。

本文圍繞近年來(lái)，口服膠原蛋白是否有用引起的巨大爭(zhēng)議作了詳細(xì)闡述，膠原蛋白能夠以寡肽和游離氨基酸形式被良好吸收，相較植物蛋白，其吸收利用程度更高，消化吸收后的膠原蛋白可以分布至全身各器官，并特異性地被組織利用發(fā)揮其獨(dú)特的生理調(diào)節(jié)功能。然而，針對(duì)膠原蛋白市場(chǎng)的諸多問(wèn)題，政府和有關(guān)科研工作者應(yīng)加以重視，正確引導(dǎo)民眾認(rèn)識(shí)膠原蛋白產(chǎn)品，規(guī)范膠原蛋白市場(chǎng)，同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)膠原蛋白的研究積累，以解決實(shí)現(xiàn)膠原蛋白的可控制備和產(chǎn)品多樣化。