胶原蛋白在人体之功能

　　一、对皮肤功能：保护、具适当弹性
　　皮肤可分表皮、真皮及皮下组织三层，最外表为表皮，只有0.2公厘厚，可防止外界异物入侵。由表皮外侧往内，依次是角质层、透明层、颗粒层、有棘细胞层及基底细胞层等五层细部结构，由于基底细胞层会有老旧细胞向上层顶升，大约两个星期左右到达最外层，所以角质层最后会成为污垢而剥落。
　　表皮下层，占有大部分结构的是真皮层，厚度为2公厘左右，又可分为三层，即乳头层、乳头下层及网状层等，大部分由蛋白质所构成，此部分蛋白质是同胶原蛋白及弹性蛋白（elastin）组成，其他则是神经、毛细血管、汗腺及皮脂腺、淋巴管及毛根等
　　皮肤成分中有70%是由胶原蛋白组成，皮肤有如一个大套子紧紧包住身体各处，表面积相当大，人体四肢活动时，皮肤中胶原蛋白发挥功能，使皮肤具有保护功能，又有适当弹性及坚硬度。
　　表皮的基底膜与真皮中的胶原蛋白紧密结合，真皮呈现波浪状也使得表皮随之起伏。手脚能自由弯曲，跳高时具有弹性，主要归功于胶原蛋白。胶原蛋白在皮肤结构中是紧紧包住真皮层中的毛根皮脂腺以及细胞。皮肤老化后会失去弹性，主要也与胶原蛋白有关。
　　胶原蛋白是维持皮肤与肌肉弹性的主要成分。但随着年龄增加，皮肤与肌肉中的水分会减少这是老化的开始。此时，胶原蛋白纤维开始变为细小，弹性蛋白之弹性也会减低，原先真皮中胶原蛋白与弹性蛋白交互构成有规则的网目结构会逐渐崩解，最后导致皱纹的生成。所以补充胶原蛋白能使皮肤保持年轻，道理即在于此。　
　　二、骨骼坚硬具弹性，不致疏松脆弱
　　骨骼中含钙质成分，当牙齿中所含钙质流失时会造成牙齿病变，容易蛀牙及得牙周病等，骨骼钙流失时则导致骨质疏松。胶原蛋白能使得钙质与骨细胞能结合，不致流失。
　　骨骼中的胶原蛋白流失时会使得骨中钙量也降低，此时只增加钙摄取量的话，也不易改善这种骨质疏松的现象，因为钙无法在骨中保住，多吃钙也会流失，主要由于胶原蛋白量已减少。所以要保住骨本，可由食物中摄取或是以胶原蛋白保健食品来补充。
　　真皮中胶原蛋白与弹性蛋白含量比例为45：1左右，而骨骼中胶原蛋白含量约占20%，在皮肤与骨中胶原蛋白都是主要蛋白质成分，以骨中总蛋白质量来计算的话则有80%是胶原蛋白。因为含有胶原蛋白，所以骨骼与牙齿在坚硬中同时还带有弹性。
　　骨骼与肌肉能够相互联接也是靠胶原蛋白，而此处的胶原蛋白特称为肌腱。骨与骨相连接部分，如膝盖、关节等软骨组织主要成分也是胶原蛋白，使得运动时筋骨可保持柔软而具有弹性。
　　一般动物筋骨中也含有许多胶原蛋白，称之为“骨胶原”，动物筋骨中能抽取胶原蛋白及明胶，可以用在医药及工业用途。
　　三、胶原蛋白能使眼睛能够透光，眼角膜保持透明
　　眼角膜是眼睛中重要结构之一，其中所含胶原蛋白纤维呈现规则排列，此种结构不但可以让光线透过，也因为此种胶原蛋白纤维特殊的排列方式，眼角膜呈现透明。由于胶原蛋白是眼角膜主要成分蛋白质，所以以胶原蛋白为原料所制造的隐形眼镜很适合人体也就是身体合适性高，而且比其他材料为原料的隐形眼镜保水性还佳（图七）。
　　四、促使肌肉细胞连接并具弹性与光泽
　　肌肉主要是由肌纤蛋白及肌球蛋白所构成，而细胞与细胞之间是利用胶原蛋白进行粘合的，同时也是身体构成材料之一。胶原蛋白分子所形成的立体骨架可以使身体保持良好姿势，并呈现适当柔软度。
　　吃牛肉时，常会有较为坚硬的[牛筋]，主要成分就是胶原蛋白。
　　五、保护及强化内脏功能
　　人体主要的内脏器官及组织都含有胶原蛋白，在这些脏器表皮结构的下方是胶原蛋白，最大功能在保护及强化脏器，例如胃或肠即是例子。
　　吃猪脑或是猪肝时，常感到异常柔软，不像猪脚那么坚硬、具弹性，主要理由是这些脏器所含胶原蛋白较少。虽然如此，胶原蛋白仍是这些器官不可或缺的成分。
[编辑本段]胶原蛋白的护肤作用
　　胶原蛋白被称为“骨中之骨，肤中之肤”，可以说是真皮层强有力的后盾，其对皮肤的作用不言而喻。不要小看它，你的皮肤这么光滑，这么水嫩，这么有弹性吗？还是多亏了胶原蛋白。段建华告诉记者，胶原蛋白对皮肤的好处，具体表现在以下几个方面。
　　保湿：胶原蛋白含亲水性的天然保湿因子，而且三螺旋结构能强劲锁住水分，让皮肤时刻保持湿润、水嫩的状态！
　　滋养：活性胶原蛋白对皮肤的渗透性强，可透过角质层与皮肤上皮细胞结合，参与和改善皮肤细胞的代谢，使皮肤中的胶原蛋白活性加强。它能保持角质层水分及纤维结构的完整性，改善皮肤细胞生存环境和促进皮肤组织的新陈代谢，增强血液循环，达到滋润皮肤的目的。
　　亮肤：皮肤的光泽取决于含水量，胶原蛋白良好的保水能力使皮肤水润亮泽，散发健康的光彩。
　　紧肤：当胶原蛋白被皮肤吸收后，填充在皮肤真皮之间，增加皮肤紧密度，产生皮肤张力，缩小毛孔，使皮肤紧绷而富有弹性！
　　防皱：真皮中丰满的胶原蛋白层，将皮肤细胞撑起，结合保湿和抑制皱纹的作用，共同达到舒展粗纹，淡化细纹的功效！
　　修复：活性胶原蛋白能直接渗入肌肤底层，且与周围组织的亲和性好，可协助细胞制造成胶原蛋白，促使皮肤细胞正常成长。同时，活性胶原蛋白本身还具有消炎和更新肌肤的作用。

胶原蛋白

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　　胶原蛋白简介胶原蛋白是一种生物性高分子物质，在动物细胞中扮演结合组织的角色。为生物科技产业最具关键性的原材料之一，也是需求量十分庞大的最佳生医材料。其应用领域包括生医材料、化妆 品、食品工业、研究用途等。
　　手术用止血覆盖物胶原蛋白 （SurgiAid Hemostat Sheet）
　　生物体高分子作为人工皮肤或是伤口的敷料有很大的潜力。此产品主要用于外科止血方面。胶原 蛋白可使血液凝固，具有凝血功能，用作伤口止血敷料，主要是基于胶原蛋白能够与伤口紧 密结合，渗入新生组织当中，并作为细胞生长时之支架。因为海绵状的胶原蛋白能吸收脑脊髓液，可分开脑与脑上组织且无严重的发炎现象，所以亦可作为破损之脑膜取代物之用。
　　小针美容用胶原蛋白 （Dermal Collagen Injectable）
　　胶原蛋白回填疗法是一种已经由临床证实其安全性之疗法，可治疗脸部的皱纹、疤痕或脸部 皮肤 缺陷。胶原蛋白美容针剂对于人类脸部软性组织之皱折、凹陷及疤痕的矫正有显而易见的效果，可使病人容颜焕然一新。
　　伤口覆盖物胶原蛋白 （Collagen Wound Dressing）
　　胶原蛋白会与血小板作用而产生凝血现象，胶原蛋白快速止血绷带可 再 10至15秒之内止住动脉流血，在急救和治疗身体创伤时特别有效。目前的急救止血方法除了向伤口施压以外，没有任何有效的方法。预计此产品可以进入庞大的急救材料与 军事医疗市场。
　　抗沾黏覆盖物之胶原蛋白+透明质酸 （Colla-HA Anti-adhesion Sheet）
　　用来预防伤口愈合时所产生不必要的组织沾黏情况，以加快病患手术后的复原。可用在施行腹腔手术的病人，防止小肠部位阻塞。亦可用在妇科病人上，减少组织沾黏，而可降低骨盆腔疼痛，减少妇女不孕症发生。
[编辑本段]胶原蛋白的组成
　　胶原蛋白富含除色氨酸和半胱氨酸外的18种氨基酸，其中维持人体生长所必需的氨基酸有7种。胶原蛋白中的甘氨酸占30％ ． 脯氨酸和羟脯氨酸共占约25％ ，是各种蛋白质中含量最高的，丙氨酸、谷氨酸的含量也比较高．同时还含有在一般蛋白中少见的羟脯氨酸和焦谷氨酸和在其他蛋白质几乎不存在的羟基赖氨酸。所以胶原蛋白的营养十分丰富。
[编辑本段]胶原蛋白的结构特点
　　胶原蛋白是细胞外基质的结构蛋白质，其分子在细胞外基质中聚集为超分子结构。分子量为300 ku。胶原蛋白最普遍的结构特征是三螺旋结构。其由3条a链多肽组成，每一条胶原链都是左手螺旋构型。3条左手螺旋链叉相互缠绕成右手螺旋结构，即超螺旋结构闭胶原蛋白独特的三重螺旋结构，使其分子结构非常稳定，并且具有低免疫原性和良好的生物相容性等。结构决定性质，性质决定用途，胶原蛋白的结构的多样性和复杂性决定其在许多领域的重要地位。胶原蛋白产品具有良好的应用前景。
　　人体之所以能够活动自如，就是因为有关节的结构，大部分的关节，不但是提供人体活动之需，并经由软骨保护骨头避免磨损，软骨当中有65%至80%是由水所组成，其它则有醣蛋白、胶原蛋白及软骨细胞，这些提供了软骨健康营养及功能保护。事实上，软骨本身是一多孔结构，胶原蛋白是一条条细长纤维形成的网套，醣蛋白则是具有弹性的球体，水分则填塞其中，这些组成都必须完整，才可使软骨负荷重力，若胶原蛋白变少，会使醣蛋白与胶原蛋白的网套连接松弛，或是醣蛋白内含物减少，会使醣蛋白不再具有弹性，都会导致关节受力时容易变加速磨损，随着患者年龄增长，造成这些材质「自然消失」或「功能退化」，就形成所谓的退化性关节炎。所以银发族、更年期妇女、运动过度者、骨折者或关节容易酸痛者应多补充富含胶原蛋白之食物。
[编辑本段]胶原蛋白的分类与存在
　　胶原蛋白是一类蛋白质家族。现已至少发现了30余种胶原蛋白链的编码基因。可以形成16种以上的胶原蛋白分子。根据它们在体内的分布和功能特点。目前将胶原分成间质胶原、基底膜胶原和细胞外周胶原，间质型胶原蛋白分子占整个机体胶原的绝大部分。包括I、Ⅱ 、Ⅲ 型胶原蛋白分子，其主要分布于皮肤、肌腱，等组织，其中Ⅱ型胶原蛋白由软骨细胞产生；基底膜胶原蛋白通常是指Ⅳ 型胶原蛋白．其主要分布于基底膜；细胞周胶原蛋白通常中指V 型胶原蛋白。在结缔组织中大量存在．
[编辑本段]胶原蛋白的应用
　　胶原蛋白按其应用可以分为食品级、一般级、医药级。食用胶原一般来源于动物的真皮、肌腱和骨胶原．其中皮胶原是主要的食用胶原。食用级胶原通常外观为白色，口感柔和，味道清淡，易消化。胶原的独特品质．使得它在许多食品中用作功能物质和营养成分，具有其它替代材料无可比拟的优越性：
　　①胶原大分子的螺旋结构和存在结晶区．使其具有一定的热稳定性；
　　②胶原天然的紧密的纤维结构，使胶原材料显示出很强的韧性和强度，适用于薄膜材料的制备；
　　③大最胶原被用作制造肠衣等可食用包装材料．其独特之处是：在热处理过程中．随着水分和油脂的蒸发和熔化．胶原几乎与肉食的收缩率一致。而其他的可食用包装材料还没被发现具有这品质；
　　④由于胶原分子链上含有大量的亲水基团． 所以与水结合的能力很强． 这一性质使胶原在食品中可以用作填充剂和凝胶；
　　⑤胶原在酸性和碱性介质中膨胀，这一性质也应用于制备胶原基材料的处理工艺中 。
　　胶原蛋白作为功能保健食品使用：可以预防心血管病
　　研究表明．胶原蛋白可以降低血甘油三酯和胆固醇。并可增高体内某些缺乏的必需微量元素的．从而使其维持在一个相对正常的范围之内．是一种理想的减肥降血脂食品此外，胶原蛋白在协助机体排出铝质．减少铝质在体内聚集方面也有独特之处。铝对人体有害，研究表明，日前逐渐增多的老年痴呆症与铝的摄入量有关同时胶原蛋白有加速血红蛋白和红细胞生成的功效，它具有改善循环、对冠心病、缺血性脑 病有利。
　　胶原蛋白能使血管正常动作，所以与预防动脉硬化、高血压有密切的关系；而癌细胞对生命体而言是一种异物．胶原蛋白会包住癌细胞．预防它增值或转移。适合糖尿病、。肾脏病患等重症患者摄取优质高蛋白保健食品。
　　可以作为一种补钙食品
　　胶原蛋白的特征氨基酸羟基脯氨酸是血浆中运输钙到骨细胞的运载工具．骨细胞中的骨胶原是羟基磷灰石的黏合剂．它与羟摹磷灰石共同构成了骨骼的主体。因此，只要摄入足够的胶原蛋白．就能保证正常机体钙质的摄入量．胶原蛋白可成制成补钙的保健食品。
　　胶原蛋白是人体骨骼、尤其是软骨组织中的重要组成成分。胶原蛋白就像骨骼中的一张充满小洞的网，它会牢牢地留住就要流失的钙质。没有这张充满小洞的网，即便是补充了过量的钙，也会白白地流失掉。通常情况下，骨质总量中的钙、镁、磷等无机物质仅占总量的百分之几，而胶原蛋白等有机物质却要占超过80%。对运动人群来说，关节的不断剧烈磨损会形成软骨损伤，短期内乃至永久地得不到恢复。对一般人来说，在25岁之后，体内的胶原蛋白就开始逐渐流失，尤其是女性，由于年龄造成的体内激素失调，流失的速度要比男性快数倍。因此维持关节和骨骼健康的最佳办法就是及时地补充钙质以及胶原蛋白。
　　可以为特殊人群使用
　　妇科疾病的根源来自内分泌失调．胶原蛋白能够改善妇女疾病的困扰．而更年期的妇女更需要胶原蛋白供给身体所需．使得更年期妇女能够更轻松面对各种不适。
　　胶原蛋白中含有大量甘氨酸．在人体内不仅参与合成胶原．而且还是大脑细胞中是一种中枢神经抑制性递质。以产生对中枢神经的镇静作用，对焦虑症、神经衰弱等有良好的治疗作用胶原蛋白食品．在胃里可以抑制蛋白质因胃酸作用引起的凝聚作用．从而有利于食物的消化：还有抑制胃酸和胃原酶分泌的作用．可减轻胃溃疡患者疼痛。促进胃溃疡愈合。
　　胶原蛋白是身体免疫作用中负责重要功能的阿米巴细胞清扫异物的感知器．因此对预防疾病很有帮助。
　　作为食品添加剂使用
　　在肉制品中用做肉制品改良剂．胶原蛋白的水解产物明胶．通过破坏胶原蛋白分子内的氢键，使其原有的紧密超螺旋结构被破坏。形成结构较为松散的小分子，加入肉制品中可以改善结缔组织的嫩度．使其具有良好的品质．增加蛋白质含量+ 既口感好又有营养。M euUenet等人的研究表明．加胶原量2％ ，水20％左右时．腊肠的感观、质地和口感(润滑感)最好。同时胶原蛋白与其他蛋白质一样具有良好的染色性，根据制品的需要．可以用红曲等食用色素将其染成近似于肌肉组织的桃红色．使消费者易于接受M。
　　冷冻食品
　　明胶可做为冷冻食品的改良剂，用作胶冻剂，其熔点较低．易溶于热水中，具有入口即化的特点，常用作餐用胶冻、粮食胶冻、果冻等。在冰淇淋、雪糕等生产中．加入适量的明胶可以起到防止形成粗粮的冰晶．保持组织细腻和降低溶化速度等作用。明胶在冰淇淋中的用量一般为0．25％~0．60％。
　　饮料
　　鱼胶是国际上公认的最高级的胶澄清剂，在啤酒和葡萄酒行业．鱼胶和明胶作为沉降、澄清剂，可以取得十分好的效果．产品质量也非常稳定。在果酒酿造过程中也起到增稠剂，乳化剂，稳定剂，澄清剂等作用。在茶饮料的生产中，明胶可以防止茶饮料长期存放引起的混浊．改善茶饮料品质的目的。
　　乳制品
　　胶原多肽可广泛用于中性乳饮料、酸性乳饮料、鲜牛奶、酸奶等液态乳制品巾，起到抗乳清析出、乳化稳定等功效．也可添加于奶粉中，既可提高奶粉的营养价值．又可增强奶粉的功能性，加速骨骼发育、增强智力、提高机体的免疫力。
　　糕点糖果
　　胶原多肽可添加至面包中，添加量为3％～5％ ，可延长面包的老化时间．提高面包的体积及面包的松软度。明胶具有吸水和支撑骨架的作用，其微粒溶于水后．能相互交织成网状结构，凝聚后，糖与水可以充塞．使柔软的糖果保持稳定形态，承受较大的荷载也不会变形．提高糖果的营养价值，可开发低热量糖果。
　　可以作为食品包装材料使用
　　人造肠衣
　　近年来．各类香肠制品在肉制品中所占的比例越来越大．天然的肠衣制品严重缺乏．研究人员正致力于替代品的开发以胶原蛋白质为主要的胶原肠衣本身是营养丰富的高蛋白物质。在热处理过程中，随着水分和油脂的蒸发与溶化。胶原几乎与肉食品的收缩率一致．而其他的可食用包装材料还没有被发现具有这种品质。其次，胶原蛋白本身具有固定化酶的功能。可以改善食品的风味和质量。尤其是香肠类制品。人造胶原肠衣同时还具有口感好、透明度高、制作工艺简单等特点，利于大量生产，开发前景好。
　　包装膜
　　胶原蛋白可以用作果脯蜜饯等内包装膜．辅加以甘油、caCl2等添加剂，提高膜的机械性能，成为既美观又有良好的机械性能，同时也是一种营养载体。可食性的胶原蛋白包装膜．一般具有良好的抗张强度、热封性和较高的阻气、阻油、阻湿性等。可以广泛用于各类食品的保鲜
　　涂层材料
　　明胶作为涂层材料在食品表面具有诸多优点：
　　①避免食品氧化． 抑制氨基酸和糖类之间的美拉德反应：
　　②防止粉末状、颗粒状的糖类食品吸潮结块僵硬现象；
　　③使食品表面有光泽；
　　④作为稳定剂，防止产品干缩变形；
　　⑤具有保鲜作用。在浸泡水果蔬菜的糖液中．加入一定量的明胶溶液，以使果蔬表面形成保护膜．可以保证食品的天然风味和新鲜度；
　　⑥防止食品腐败。延长食品的保存期；
　　⑦提高挥发性食品成分的保存性；
　　⑧调整溶解度，等等
　　胶原蛋白作为一种重要的天然蛋白质资源，无论在生物医学、食品保健还是在化妆品、纺织行业中的应用都十分广泛．综合利用方面的研究进展速度很快。其良好的生物相容性、生物可降解性，使在食品工业中的发展具有广阔的应用前景。
[编辑本段]如何选择胶原蛋白产品
　　1、工艺：胶原蛋白是美容健康食品，生产胶原蛋白通常采用水解和酶解两种方法，酶解技术，比水解明胶（或动物骨）的方法安全，不会因强酸、强碱的作用而破 坏其天然的化学结构。
　　2、原料：好胶原蛋白原料为健康的动物皮，最终产品应该为多肽结构，专家指出，胶原蛋白的分子量接近3000Da左右最易于人体吸收 和利用。
　　3、好的胶原蛋白无腥臭味，卫生、安全，水溶解性好、流动性好。
　　4、好的胶原蛋白有效氨基酸含量高，如：（羟）脯氨酸、甘氨酸、赖氨酸等为促进人 体合成胶原物质的有效氨基酸。好的胶原蛋白这些氨基酸含量应该高。
　　5、好的胶原蛋白应不含脂肪、糖、嘌呤、胆固醇、防腐剂等物质。
[编辑本段]胶原蛋白本质
　　猪脚、猪皮与骨骼都有一层粘稠状的胶质，吃起来软而具有弹性，也相当粘，这就是胶原蛋白。有许多药物是包以一层胶囊，胶囊的成分是明胶（gelatin）。而明胶是胶原蛋白的同类生化物质，结构类似，是胶原蛋白的一种变形产物。
　　食品中的果冻，软糖等也都添加有胶原蛋白，近年来一些化妆品也宣称都添加有胶原蛋白，可见胶原蛋白与日常生活有密切关系，只是一般人很少去注意而已。
　　胶原蛋白是人体骨骼、尤其是软骨组织中的重要组成成分。胶原蛋白就像骨骼中的一张充满小洞的网，它会牢牢地留住就要流失的钙质。没有这张充满小洞的网，即便是补充了过量的钙，也会白白地流失掉。通常情况下，骨质总量中的钙、镁、磷等无机物质仅占总量的百分之几，而胶原蛋白等有机物质却要占超过80%。对运动人群来说，关节的不断剧烈磨损会形成软骨损伤，短期内乃至永久地得不到恢复。对一般人来说，在25岁之后，体内的胶原蛋白就开始逐渐流失，尤其是女性，由于年龄造成的体内激素失调，流失的速度要比男性快数倍。因此维持关节和骨骼健康的最佳办法就是及时地补充钙质以及胶原蛋白。
[编辑本段]胶原蛋白存在的部位
　　胶原蛋白属于动物性生质，在动物细胞中扮演着粘结功能的角色，广泛存在动物细胞，也是细胞外基质最重要的组成成分，也是动物结缔组织中最主要的一种结构性蛋白质。
　　人体成分有16%左右是蛋白质，而蛋白质中又有35-45%的胶原蛋白，所以，成年人身体中大约有3公斤胶原蛋白，主要存在的部位有皮肤，肌肉、骨骼、牙齿、内脏（如胃、肠、心肺、血管与食道）与眼睛等。
　　胶原蛋白存在于动物皮肤与骨胳中，如猪皮、牛筋、鸡及鸟的皮肤及骨骼中也含有大量的胶原蛋白。
　　虽然胶原蛋白来源很多，但目前工业上生产主要来自牛、猪、鸟及鱼的皮肤骨骼与筋肉等。
　　近年来生物技术学家也尝试以重组DNA（遗传工程）方法，将生产胶原蛋白有关的基因剪接到牛或羊等家畜细胞，借由牛乳或羊乳的分泌，可由乳汁中萃取得到胶原蛋白，这种以“基因转殖动物”（transgenic animals）来生产胶原蛋白的方法叫[动物工厂](animal bioreactor)，但目前仍处于研发阶段，尚未工业生产。