胶原三肽的生物活性及应用

背景及概述^[1]

胶原三肽不仅具有易于吸收、无抗原性、低过敏性等特点，还被报道具有多种生物活性，如促进皮肤、骨和软骨的生长与修复、抗氧化、抑制动脉粥样硬化等。胶原三肽是由胶原或明胶水解得到的含有三个氨基酸的小肽。水解位点通常位于Y-Gly的胶原酶－和某些特殊蛋白酶，如蛋白酶N－和蛋白酶Ｒ－可水解胶原得到以Gly-X-Y及其寡聚体为主的胶原肽混合物。胶原水解物通过不同程度的分离纯化可以得到富含胶原三肽的混合物或者某一单体三肽。因此胶原三肽不仅可以指这种三肽混合物，也可以指某个单一的来自于胶原的三肽。胶原酶等水解胶原的到含胶原三肽的水解物，经过凝胶色谱等提纯得到Gly-X-Y含量不同的混合物，并以此混合物进行研究。胶原三肽混合物中包含众多不同结构特点的胶原三肽，胶原三肽单体可以从这些胶原三肽混合物中分离纯化出来或是直接化学合成以用于生物活性研究。

生物活性^[1]

胶原是皮肤、骨骼等结缔组织的重要组成部分，胶原的小分子片段-胶原肽对这些组织也具有特殊的促进功能。胶原肽具有结构的多样性，决定了它可能具有某些特殊的功能，如抗氧化性、抗动脉粥样硬化等。胶原三肽作为一类胶原肽，具有胶原肽绝大部分的功能和部分独有的特点。胶原三肽单体是胶原三肽混合物的一部分，或者分离纯化产品。通常来说胶原三肽混合物具有更多的功能，胶原三肽单体则功能更加明确、机理更加清楚。并且理论上来说胶原三肽单体具有比胶原三肽混合物更强的相应功能。

1.促进皮肤生长、修复

胶原蛋白是皮肤真皮的网状支撑体，约占皮肤干重的70%。胶原蛋白对皮肤健康具有重要作用。胶原三肽可以提高皮肤弹性、含水量等特性，促进皮肤从损伤中恢复和促进伤口愈合。在随机控制实验中每日补充3g胶原三肽(商品)可以提高人体的皮肤含水量和弹性。

2.促进骨和软骨生长、修复

骨中的蛋白质主要是胶原。骨胶原占骨有机质的80%，赋予骨骼弹性和硬度。软骨几乎全部由胶原组成。补充胶原三肽对骨和软骨具有促进生长、促进修复的功能。200μg/mL狭鳕鱼皮胶原三肽能直接促进颅骨源成骨细胞的增殖和成熟。通过饲喂80mg/2mL/kg胶原三肽(商品)可使大鼠骨缺损区充满肉芽组织、血凝块和大量的成骨细胞从而促进骨愈合。

3.其他功能

除了上述功能，胶原三肽还具有一些特殊生物活性，如减轻动脉粥样硬化、促进矿物元素吸收、抗氧化、增强细胞粘附、抑制黑色素形成、提高运动耐力等。高胆固醇兔子模型中，400mg/2.275kg胶原三肽(来源于猪皮)可显著减少主动脉中动脉粥样硬化斑块所占据的区域和降低血清总胆固醇的水平，抑制动脉粥样硬化发展。

应用^[2]

近年来胶原肽在国际市场的比重迅速增加，胶原肽全世界整体年销售量已经达到25000t，已经形成了集美容、关节和骨骼保健、运动保健以及外用品等多个应用领域。胶原三肽作为一类胶原肽，同样也被广泛地应用于营养保健食品中。胶原三肽具有的特殊功能，如促进皮肤、骨骼修复，促进矿物元素吸收，抗氧化等功能决定了它的多样应用。胶原三肽可作为营养补充剂或食品强化剂等，通过口服对人体机能进行调节。此外也有应用于化妆品，通过透皮吸收，改善皮肤水分、弹性等。

1.营养补充剂

胶原三肽作为蛋白类物质，可为人体提供氨基酸这一基本营养物质。且胶原三肽平均分子量只有280Da，相对于大分子胶原肽具有易于吸收的特点。胶原三肽的氨基酸组成与胶原基本一致，即含有7种必需氨基酸(缺乏色氨酸)和几乎全部非必需氨基酸。

2.辅助美容功能性食品

胶原三肽对皮肤生长具有重要的促进作用，如提高人体的皮肤含水量和弹性、抑制黑色素形成、促进皮肤损伤修复等。因此胶原三肽可添加到食品中，使食品具有美容功能。以胶原三肽、天然浓缩苹果汁和辅酶Q10为主要原料制备对胶原三肽美肌饮品，并对其储存稳定性进行了研究。

3.特殊功能性食品

胶原三肽还具有多种生理功能，如促进骨和软骨生长修复，抑制动脉粥样硬化发展，促进钙吸收，提高运动耐力等。因此它应用于功能食品可用于提升身体机能或者多种疾病的预防和辅助治疗，部分活性较强的胶原三肽甚至可以作为药物。胶原三肽可以作为老年食品添加剂。胶原三肽不仅可以促进钙吸收，提升血钙水平，而且促进骨胶原生长，辅助骨和软骨损伤修复。因此胶原三肽强化食品对于预防老年骨质疏松和促进骨骼修复具有重要作用。

制备^[3]

一种制备胶原三肽的工艺，其包括有以下步骤。对鱼皮原料进行前处理操作，洗净鱼皮、控水，加其质量5～6倍的水，再加入其质量0.5～2.0％的氢氧化钙，搅拌均匀浸泡1～2天，用自来水充分清洗浸泡后的鱼皮，直至pH值到7.0左右为止，控水备用。对经过前处理的鱼皮原料进行变性操作，其按照上述湿基原料质量的5～6倍加蒸馏水，100℃煮沸变性30～40分钟。将该变性后的水解液降温到50～70℃，滤去鱼鳞残渣和油脂，并加蒸馏水补足变性时蒸发的水分。对过滤后的物质进行蛋白酶水解，酶解过程为3～9小时。将酶解后所得到的水解液在温度95℃以上，灭活10分钟。将灭活后的水解液降温至50～70℃，滤布过滤。对过滤后所得产物进行脱色脱味。将所得滤液浓缩至适当的体积，喷雾干燥，制得成品。

主要参考资料

[1] 胶原三肽生物活性及其应用研究进展

[2] 神奇的低聚氨基酸微肽-胶原三肽

[3] CN200910061717.6一种制备胶原三肽的工艺