膠原蛋白

膠原蛋白是一種生物性高分子物質，在動物細胞中扮演結合組織的角色。為生物科技產業最具 關鍵性的原材料之一，也是需求量十分龐大的最佳生醫材料。其應用領域包括生醫材料、化妝 品、食品工業、研究用途等。

手術用止血覆蓋物膠原蛋白 （SurgiAid Hemostat Sheet）

生物體高分子作為人工皮膚或是傷口的敷料有很大的潛力。此產品主要用於外科止血方面。膠原蛋白可使血液凝固，具有凝血功能，用以作為傷口止血敷料，主要是基於膠原蛋白能夠與傷口緊密結合，併入新生組織當中，並作為細胞生長時之支架。因為海綿狀的膠原蛋白能吸收腦脊髓液，可分開腦與腦上組織且無嚴重的發炎現象，所以亦可作為破損之腦膜取代物之用。

小針美容用膠原蛋白 （Dermal Collagen Injectable）

膠原蛋白回填療法是一種已經由臨床證實其安全性之療法，可治療臉部的皺紋、疤痕或臉部 皮膚 缺陷。膠原蛋白美容針劑對於人類臉部軟性組織之皺摺、凹陷及疤痕的矯正有顯而易見的效果，可使病人容顏煥然一新。

傷口覆蓋物膠原蛋白 （Collagen Wound Dressing）

膠原蛋白會與血小板作用而產生凝血現象，因此種凝血現象，膠原蛋白快速止血繃帶 可 再 10至15秒之內止住動脈流血，在急救和治療身體創傷時特別有效。目前的急救止血方法除了向傷口施壓以外，沒有任何有效的方法。預計此產品可以進入龐大的急救材料與 軍事醫療市場。

抗沾黏覆蓋物之膠原蛋白+透明質酸 （Colla-HA Anti-adhesion Sheet）

用來預防傷口癒合時所產生不必要的組織沾黏情況，以加快病患手術後的復原。可用在施行腹腔手術的病人，防止小腸部位阻塞。亦可用在婦科病人上，減少組織沾黏，而可降低骨盆腔疼痛，減少婦女不孕症發生。

　膠原蛋白的組成　

膠原蛋白富含除色氨酸和半胱氨酸外的18種氨基酸，其中維持人體生長所必需的氨基酸有7種。膠原蛋白中的甘氨酸占30％ ．脯氨酸和羥脯氨酸共占約25％，是各種蛋白質中含量最高的，丙氨酸、谷氨酸的含量也比較高．同時還含有在一般蛋白中少見的羥脯氨酸和焦谷氨酸和在其他蛋白質幾乎不存在的羥基賴氨酸。所以膠原蛋白的營養十分豐富。

膠原蛋白的結構特點

膠原蛋白是細胞外基質的結構蛋白質，其分子在細胞外基質中聚集為超分子結構。分子量為300 ku。膠原蛋白最普遍的結構特徵是三螺旋結構．其由3條a鏈多肽組成，每一條膠原鏈都是左手螺旋構型．3條左手螺旋鏈叉相互纏繞成右手螺旋結構．即超螺旋結構閉膠原蛋白獨特的三重螺旋結構．使其分子結構非常穩定．並且具有低免疫原性和良好的生物相容性等。結構決定性質，性質決定用途，膠原蛋白的結構的多樣性和複雜性決定其在許多領域的重要地位．膠原蛋白產品具有良好的應用前景。 人體之所以能夠活動自如，就是因為有關節的結構，大部分的關節，不但是提供人體活動之需，並經由軟骨保護骨頭避免磨損，軟骨當中有65%至80%是由水所組成，其它則有醣蛋白、膠原蛋白及軟骨細胞，這些提供了軟骨健康營養及功能保護。事實上，軟骨本身是一多孔結構，膠原蛋白是一條條細長纖維形成的網套，醣蛋白則是具有彈性的球體，水分則填塞其中，這些組成都必須完整，才可使軟骨負荷重力，若膠原蛋白變少，會使醣蛋白與膠原蛋白的網套連接鬆弛，或是醣蛋白內含物減少，會使醣蛋白不再具有彈性，都會導致關節受力時容易變加速磨損，隨着患者年齡增長，造成這些材質「自然消失」或「功能退化」，就形成所謂的退化性關節炎。所以銀髮族、更年期婦女、運動過度者、骨折者或關節容易酸痛者間應多補充富含膠原蛋白之食物。

膠原蛋白的分類與存在

膠原蛋白是一類蛋白質家族．現已至少發現了3O余種膠原蛋白鏈的編碼基因．可以形成16種以上的膠原蛋白分子。根據它們在體內的分布和功能特點．目前將膠原分成間質膠原、基底膜膠原和細胞外周膠原，間質型膠原蛋白分子占整個機體膠原的絕大部分．包括I、Ⅱ 、Ⅲ 型膠原蛋白分子，其主要分布於皮膚、肌腱，等組織，其中Ⅱ型膠原蛋白由軟骨細胞產生；基底膜膠原蛋白通常是指Ⅳ 型膠原蛋白．其主要分布於基底膜；細胞周膠原蛋白通常中指V 型膠原蛋白。在結締組織中大量存在．

膠原蛋白的應用

膠原蛋白按其應用可以分為食品級、一般級、醫藥級。食用膠原一般來源於動物的真皮、肌腱和骨膠原．其中皮膠原是主要的食用膠原。食用級膠原通常外觀為白色，口感柔和，味道清淡，易消化。膠原的獨特品質．使得它在許多食品中用作功能物質和營養成分，具有其它替代材料無可比擬的優越性：

①膠原大分子的螺旋結構和存在結晶區．使其具有一定的熱穩定性；

②膠原天然的緊密的纖維結構，使膠原材料顯示出很強的韌性和強度，適用於薄膜材料的製備；

③大最膠原被用作製造腸衣等可食用包裝材料．其獨特之處是：在熱處理過程中．隨着水分和油脂的蒸發和熔化．膠原幾乎與肉食的收縮率一致。而其他的可食用包裝材料還沒被發現具有這品質；

④由於膠原分子鏈上含有大量的親水基團． 所以與水結合的能力很強． 這一性質使膠原在食品中可以用作填充劑和凝膠；

⑤膠原在酸性和鹼性介質中膨脹，這一性質也應用於製備膠原基材料的處理工藝中

膠原蛋白作為功能保健食品使用：可以預防心血管病

研究表明．膠原蛋白可以降低血甘油三酯和膽固醇。並可增高體內某些缺乏的必需微量元素的．從而使其維持在一個相對正常的範圍之內．是一種理想的減肥降血脂食品此外，膠原蛋白在協助機體排出鋁質．減少鋁質在體內聚集方面也有獨特之處。鋁對人體有害，研究表明，日前逐漸增多的老年痴呆症與鋁的攝入量有關同時膠原蛋白有加速血紅蛋白和紅細胞生成的功效，它具有改善循環、對冠心病、缺血性腦 病有利。

膠原蛋白能使血管正常動作，所以與預防動脈硬化、高血壓有密切的關係；而癌細胞對生命體而言是一種異物．膠原蛋白會包住癌細胞．預防它增值或轉移。適合糖尿病、。腎臟病患等重症患者攝取優質高蛋白保健食品

可以作為一種補鈣食品

膠原蛋白的特徵氨基酸羥基脯氨酸是血漿中運輸鈣到骨細胞的運載工具．骨細胞中的骨膠原是羥基磷灰石的黏合劑．它與羥摹磷灰石共同構成了骨骼的主體。因此，只要攝入足夠的膠原蛋白．就能保證正常機體鈣質的攝入量．膠原蛋白可成製成補鈣的保健食品。 膠原蛋白是人體骨骼、尤其是軟骨組織中的重要組成成分。膠原蛋白就像骨骼中的一張充滿小洞的網，它會牢牢地留住就要流失的鈣質。沒有這張充滿小洞的網，即便是補充了過量的鈣，也會白白地流失掉。通常情況下，骨質總量中的鈣、鎂、磷等無機物質僅占總量的百分之幾，而膠原蛋白等有機物質卻要占超過80%。對運動人群來說，關節的不斷劇烈磨損會形成軟骨損傷，短期內乃至永久地得不到恢復。對一般人來說，在25歲之後，體內的膠原蛋白就開始逐漸流失，尤其是女性，由於年齡造成的體內激素失調，流失的速度要比男性快數倍。因此維持關節和骨骼健康的最佳辦法就是及時地補充鈣質以及膠原蛋白。

可以為特殊人群使用

婦科疾病的根源來自內分泌失調．膠原蛋白能夠改善婦女疾病的困擾．而更年期的婦女更需要膠原蛋白供給身體所需．使得更年期婦女能夠更輕鬆面對各種不適。

膠原蛋白中含有大量甘氨酸．在人體內不僅參與合成膠原．而且還是大腦細胞中是一種中樞神經抑制性遞質。以產生對中樞神經的鎮靜作用，對焦慮症、神經衰弱等有良好的治療作用膠原蛋白食品．在胃裡可以抑制蛋白質因胃酸作用引起的凝聚作用．從而有利於食物的消化：還有抑制胃酸和胃原酶分泌的作用．可減輕胃潰瘍患者疼痛。促進胃潰瘍癒合。

膠原蛋白是身體免疫作用中負責重要功能的阿米巴細胞清掃異物的感知器．因此對預防疾病很有幫助。

作為食品添加劑使用

在肉製品中用做肉製品改良劑．膠原蛋白的水解產物明膠．通過破壞膠原蛋白分子內的氫鍵，使其原有的緊密超螺旋結構被破壞。形成結構較為鬆散的小分子，加入肉製品中可以改善結締組織的嫩度．使其具有良好的品質．增加蛋白質含量+ 既口感好又有營養。M euUenet等人的研究表明．加膠原量2％，水20％左右時．臘腸的感觀、質地和口感(潤滑感)最好。同時膠原蛋白與其他蛋白質一樣具有良好的染色性，根據製品的需要．可以用紅曲等食用色素將其染成近似於肌肉組織的桃紅色．使消費者易於接受M。

冷凍食品

明膠可做為冷凍食品的改良劑，用作膠凍劑，其熔點較低．易溶於熱水中，具有入口即化的特點，常用作餐用膠凍、糧食膠凍、果凍等。在冰淇淋、雪糕等生產中．加入適量的明膠可以起到防止形成粗糧的冰晶．保持組織細膩和降低溶化速度等作用。明膠在冰淇淋中的用量一般為0．25％~0．60％。

飲料

魚膠是國際上公認的最高級的膠澄清劑，在啤酒和葡萄酒行業．魚膠和明膠作為沉降、澄清劑，可以取得十分好的效果．產品質量也非常穩定。在果酒釀造過程中也起到增稠劑，乳化劑，穩定劑，澄清劑等作用。在茶飲料的生產中，明膠可以防止茶飲料長期存放引起的混濁．改善茶飲料品質的目的。

乳製品

膠原多肽可廣泛用於中性乳飲料、酸性乳飲料、鮮牛奶、酸奶等液態乳製品巾，起到抗乳清析出、乳化穩定等功效．也可添加於奶粉中，既可提高奶粉的營養價值．又可增強奶粉的功能性，加速骨骼發育、增強智力、提高機體的免疫力。

糕點糖果

膠原多肽可添加至麵包中，添加量為3％～5％，可延長麵包的老化時間．提高麵包的體積及麵包的鬆軟度。明膠具有吸水和支撐骨架的作用，其微粒溶於水後．能相互交織成網狀結構，凝聚後，糖與水可以充塞．使柔軟的糖果保持穩定形態，承受較大的荷載也不會變形．提高糖果的營養價值，可開發低熱量糖果。

可以作為食品包裝材料使用

人造腸衣

近年來．各類香腸製品在肉製品中所占的比例越來越大．天然的腸衣製品嚴重缺乏．研究人員正致力於替代品的開發以膠原蛋白質為主要的膠原腸衣本身是營養豐富的高蛋白物質。在熱處理過程中，隨着水分和油脂的蒸發與溶化。膠原幾乎與肉食品的收縮率一致．而其他的可食用包裝材料還沒有被發現具有這種品質131。其次，膠原蛋白本身具有固定化酶的功能。可以改善食品的風味和質量。尤其是香腸類製品。人造膠原腸衣同時還具有口感好、透明度高、製作工藝簡單等特點，利於大量生產，開發前景好。

包裝膜

膠原蛋白可以用作果脯蜜餞等內包裝膜．輔加以甘油、caCl2等添加劑，提高膜的機械性能，成為既美觀又有良好的機械性能，同時也是一種營養載體。可食性的膠原蛋白包裝膜．一般具有良好的抗張強度、熱封性和較高的阻氣、阻油、阻濕性等。可以廣泛用於各類食品的保鮮

塗層材料

明膠作為塗層材料在食品表面具有諸多優點：

①避免食品氧化． 抑制氨基酸和糖類之間的美拉德反應：

②防止粉末狀、顆粒狀的糖類食品吸潮結塊僵硬現象；

③使食品表面有光澤；

④作為穩定劑，防止產品干縮變形；

⑤具有保鮮作用。在浸泡水果蔬菜的糖液中．加入一定量的明膠溶液，以使果蔬表面形成保護膜．可以保證食品的天然風味和新鮮度；

⑥防止食品腐敗。延長食品的保存期；

⑦提高揮發性食品成分的保存性；

⑧調整溶解度，等等

膠原蛋白作為一種重要的天然蛋白質資源，無論在生物醫學、食品保健還是在化妝品、紡織行業中的應用都十分廣泛．綜合利用方面的研究進展速度很快。其良好的生物相容性、生物可降解性，使在食品工業中的發展具有廣闊的應用前景。