女仕必讀,膠原蛋白 collagen 是否很難吸收?

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人體膠原蛋白損失始於18-29歲,人體每年可損失約1%,而在80歲左右時,與年輕人相比,體內膠原蛋白的總體產量可減少75%。 造成這種情況的其他因素還包括生物體內的自由基,飲食不足,吸煙,酗酒和疾病。 膠原蛋白在體內的作用非常重要,因為它有助於器官的發育, 傷口和組織癒合; 角膜,牙齦和頭皮修復。 膠原蛋白有助於骨骼和血管的修復。 在角膜中,膠原組織具有機械和光學特性, 它存在於細胞的生物學功能中,例如增殖,細胞存活和分化。 因此膠原蛋白作為一個整體存在於人體的骨骼,肌腱,韌帶,頭髮,皮膚和肌肉中。

膠原蛋白 collagen 是什麼?

在坊間,有很多傳聞膠原蛋白 collagen 因為分子大,很難吸收。事實上,這句話可以是對或錯。首先,我們要知道是那種膠原蛋白 collagen和來源,經過什麼處理才可以評定。

首先,膠原蛋白是人體產生的最重要的蛋白質,主要由氨基酸, 甘氨酸 glycine,脯氨酸 proline 和羥脯氨酸 hydroxyproline (一級結構)形成由三條α鏈形成的三鏈螺旋 triplex helix。 每條α鏈由1014個氨基酸組成,分子量大約為100 kD,這些鏈被盤繞成左旋螺旋,每個具有三個氨基酸(二級結構。 鏈條彼此纏繞成三重螺旋,以形成剛性結構(三級結構),分子量約為300 kDa,長度為280 nm,直徑為1.4 nm 。 

膠原蛋白已經鑑定出近28種,常見5種類形膠原蛋白

I型膠原蛋白在皮膚,骨骼,牙齒,腱,韌帶,血管結紮和器官中最常見

II型膠原蛋白 – 軟骨-

III型膠原蛋白,皮膚,肌肉和血管-

IV 在基底膜和基底層的上皮分泌層

V型膠原蛋白是細胞表面和胎盤的主要成分之一。 

膠原蛋白已分為不同的家族,例如纖維狀 fibrillar 和網絡形成性膠原蛋白 network-forming collagens 。 纖維狀膠原蛋白是脊椎動物中含量最高的膠原蛋白,它通過促進組織的分子結構,形狀和機械特性(例如皮膚的抗張強度和韌帶的牽引阻力)發揮結構性作用(I型,II型,III型膠原) ,V,XI,XXIV和XXVII)。 

膠原蛋白可以從不同來源提取

天然 I型膠原蛋白可以從不同來源提取,但是,提取的主要來源是牛,因為它具有可用性以及生物相容性。 膠原蛋白的提取可以從不同的組織中進行,例如骨骼,肌腱,肺組織,甚至結締組織。 

另一個常見來源是豬副產品, 此來源與人類膠原蛋白非常相似, 由於它已被廣泛用作肌腱加固,疝氣修復,以及用於皮膚和傷口癒合的整形和重建手術材料,因此對它的使用沒有過敏性限制。 

非牛或豬來源的天然膠原蛋白提取的替代來源,可以從羊的肌腱和皮膚中獲得。

魚組織,例如骨頭,皮膚和魚鱗,或廢魚副產品,或其他來源,例如雞,鴨和兔皮。

膠原蛋白提取後來可以通過酸或鹼處理進行。酸處理下的提取通常用於從豬或魚皮來源的組織中提取I型膠原。乙酸是提取膠原蛋白最常用的試劑,該酸的濃度將影響最終的pH值,從而改變靜電相互作用和結構,它還決定了動物組織的溶解度和提取能力。酸性和酶處理可產生更高分量 膠原蛋白 ,更有效的膠原蛋白提取工藝。胃蛋白酶可從豬胃粘膜獲得,該酶影響膠原蛋白分子的端肽區域,從而增加其在酸性介質中的溶解度。超聲波作為膠原蛋白提取的替代方法,不會改變分子,並促進了酶的作用。這項技術可以應用於不同的組織,如魚皮和牛腱,以便在較短的提取時間內產生更高的膠原蛋白濃度。 

 預處理條件,透析和提取來源是決定最終膠原蛋白特性(例如分子量,氨基酸組成和分子結構)的主要因素 

水解膠原蛋白的提取及性質 

水解膠原蛋白的提取與結構 

經過水解處理的天然膠原蛋白會產生3條隨機纏繞形式的α鏈,可以通過 進行熱處理 40°C以上的膠原蛋白,一旦鏈被分離,水解就通過蛋白水解酶(alcalase,木瓜蛋白酶,胃蛋白酶等)進行,所得產品通常稱為水解膠原蛋白 hydrolyzed collagen (HC),它由低分子量3–6 KDa的小肽組成,它的溶解度和功能活性(抗氧化劑,抗微生物劑)與水解的類型和程度,以及該過程中使用的酶的類型有關。

水解的另一種類型是使用酸性(乙酸,鹽酸和磷酸)或鹼性介質中的化學產品,這兩種類型的萃取具有強腐蝕性,在中和後最終產品中會產生較高的鹽濃度。提取的替代方法包括熱處理或對蛋白質施加高溫和高壓。

水解膠原蛋白特性 

天然膠原蛋白的性質與水解膠原蛋白的性質非常不同。在變性後,由於膠原蛋白受到水解時氫鍵的解離,天然膠原蛋白的三螺旋結構變為無規捲曲形式,這種處理可以破壞多肽鏈中的鍵以獲得大量的肽。與天然膠原蛋白(285-300 KDa)相比,水解得到的膠原蛋白肽的分子量非常低(3–6 KDa)。酶促水解不僅影響肽的大小,還影響其理化和生物學特性。粘度是膠原蛋白的物理化學性質之一。即使在低濃度的膠原蛋白溶液中,由於分子鏈之間較強的靜電排斥力,天然形式仍顯示較高的值。然而,由於小鏈段的分子量低,其水解形式無論濃度如何都顯示出非常低的粘度。 

天然 膠原蛋白由於其具有優異的生物相容性和生物降解性,低免疫原性的多功能,性而在不同的行業中普遍使用。 但是, 水解膠原蛋白高度溶於水,但自身不能形成薄膜。 有必要將其與其他生物聚合物結合。 與天然膠原蛋白相比, 水解膠原蛋白成本效益,不需要多步提取程序,易消化並且易於在人體中吸收和分佈。 此外,它在水溶液中的粘度較低,具有中性氣味,無色,透明,乳化和穩定化,泡沫形成,成膜,可濕性,溶解性,分散性,粉末可壓縮性,載體物質和低致敏性。 

膠原蛋白肽可以用作功能性食品補充劑的成分,因為它們具有抗氧化和抗菌活性,其質量取決於提取它的方, 這些肽已顯示出結合Ca +離子的能力,從而促進了生物利用度並使其與人體更加相容。 水解膠原蛋白還有助於通過體內研究顯示改善記憶健康,它可能是用於管理和改善健康的藥物。 在食品科學中, 水解膠原蛋白有助於最大程度地減少或防止冷凍室中細胞和組織的損壞,因此,在需要低溫保存的食品中使用水解膠原蛋白是一種選擇。 

水解膠原蛋白:來源和應用 

水解膠原蛋白來源

水解 膠原蛋白可以從不同來源和組織中提取,也可以通過使用不同的酶從牛跟腱中提取膠原蛋白 ,例如alcalase,胃蛋白酶,胰蛋白酶和膠原酶, 它顯示出降壓,抗氧化和抗菌活性。 牛肺中的 膠原蛋白具有抗氧化和抗炎活性。

水解膠原蛋白來源

水解膠原蛋白的另一種傳統來源是豬皮膚,它具有約1–10 KDa的低分子量。 它是通過水熱工藝生產的,並通過超濾膜進行分餾; 表現出抗氧化劑,抗衰老,皮膚滲透性。 豬皮膚中的水解膠原蛋白含有膳食補充劑中常用的功能肽。 豬的提取水解膠原蛋白可以通過高溫(150–250°C)和高壓(350–3900 KPa)等處理來進行,這些提取參數可生成分子量低於15 KDa的肽。 

水解膠原蛋白來源水產

由於健康問題(例如豬流感和牛海綿狀腦病]),從豬和牛等傳統來源中提取水解膠原蛋白具有一定的局限性。此外,必須考慮宗教問題。研究人員一直致力於開發一種新的提取來源,已經從海洋來源(例如魚類)和其他無脊椎動物(例如水母或海綿)中研究了其他來源。羅非魚鱗(羅非魚(Oreochromis niloticus))已被用於生產高質量和低分子量的水解膠原蛋白。在脂質類食品中用作過氧化物抑製劑,在細胞培養中用作細胞保護劑。海洋副產品,例如魚內臟,也是提取水解膠原蛋白的良好來源,已被用於生產具有功能性生物活性的水解膠原蛋白。

其他用於製備水解膠原蛋白的海洋資源來自鱈魚蛋白水解物(Gadus morhua),阿拉斯加狹鱈和獵犬的軟骨,提取的生物材料結果是較低的分子量(3-5 KDa)和抗氧化活性。 

口服膠原蛋白補充劑 

皮膚是人體最大的器官,膠原彈性纖維和透明質酸是其主要結構成分。 皮膚可以保護有機體免受外部損害,調節溫度並執行其他身體功能。 衰老是涉及人體變化的自然過程。 皮膚的形態,結構和功能惡化; 膠原蛋白減少,彈性蛋白纖維促進細紋和皺紋的形成。 控制皮膚衰老是化妝品行業的一項挑戰,但是事實證明, 水解膠原蛋白是減緩衰老影響的替代解決方案。 遮目魚鱗 milkfish scales 中的水解膠原蛋白 表現出出色的保水能力,水分吸收和保留能力,以及抗皮膚衰老和抗黑色素生成的能力,被證明是護膚產品中的潛在活性成分。 

水解膠原蛋白以兩種不同的形式在真皮中發揮作用。 首先,游離氨基酸為膠原蛋白 collagen 和彈性蛋白纖維elastin fibers 的形成提供了基礎。 在第二中,膠原蛋白寡肽 collagen oligopeptides 充當配體 ,與成纖維細胞膜上的受體結合,並刺激新膠原蛋白,彈性蛋白和透明質酸的產生。 

近年來,由於口服膠原蛋白補充劑已作為抗衰老產品,因為 水解膠原蛋白口服補充劑到達皮膚的更深層,並改善皮膚生理和外觀,從而增加了水合作用,彈性,緊緻度,皺紋,因此變得越來越受歡迎。 減少和皮膚年輕化。 

研究對40至60歲之間的女性進行12週內水解膠原蛋白口服補充劑的體內研究表明,皮膚的水分,皺紋和彈性有顯著改善。在35到65歲之間的女性中, 水解膠原蛋白作為口服營養補充劑經過三個月的治療後,其皮膚厚度,皮膚緊緻度和彈性均得到增強。另一項研究在90天內對120位受試者進行了研究,他們每天口服含有魚 水解膠原蛋白的液態營養食品,從而改善了皮膚質地和彈性。此外,到對關節健康的保護作用。在40至59歲之間的女性中口服水解膠原蛋白可以發現真皮皮膚水合作用和膠原蛋白密度顯著增加。然而,補充膠原蛋白四周後,真皮膠原蛋白網絡的碎片顯著減少,而這些效應在12週後仍然持續。 

相關產品資料 

膠原蛋白

趙家聲 
自然健康顧問 
化學學士 
生物醫學工程碩士 
生物化學科技碩士 
材料科技碩士 
美國草本治療師 
美國自然療法博士 

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參考資料 

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