胶原蛋白知识

胶原蛋白知识汇总

第一部分胶原蛋白肽的基本概念

1、蛋白质、氨基酸和肽

蛋白质(Protein)是一种复杂的有机化合物。是由一条或多条多肽

链组成的生物大分子，每一条多肽链是由二十至数百个氨基酸通过脱

水缩合连成，氨基酸是组成蛋白质的基本单位。多个蛋白质可以结合

在一起形成稳定的蛋白质复合物，折叠或螺旋构成一定的空间结构，

从而发挥某一特定功能。蛋白质的不同在于其氨基酸的种类，数目，

排列顺序和肽链空间结构的不同。

蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。因此，它是与生

命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个

细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的

16%~20%,即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.6~12kg。

人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由20多种氨基

酸按不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。蛋白质又

分为完全蛋白质和不完全蛋白质。富含必需氨基酸，品质优良的蛋白

质统称完全蛋白质，如奶、蛋、鱼、肉类等属于完全蛋白质，植物中

的大豆亦含有完全蛋白质。缺乏必需氨基酸或者含量很少的蛋白质称

不完全蛋白质，如谷、麦类、玉米所含的蛋白质和动物皮骨中的明胶

等。

氨基酸(aminoacid)：含有氨基和竣基的一类有机化合物的通称。

是构成生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，赋予蛋白质特定的分

子结构形态，使它的分子具有生化活性。两个或两个以上的氨基酸化

学聚合成肽，是一个蛋白质的原始片段，是蛋白质生成的前体。氨基

酸(aminoacids)广义上是指既含有一个碱性氨基又含有一个酸性

竣基的有机化合物，正如它的名字所说的那样。但一般的氨基酸，则

是指构成蛋白质的结构单位。在自然界中共有300多种氨基酸，人

体能消化吸收以及利用的氨基酸只有22种，其中a-氨基酸21种(氨

基连在a-碳上的称为a-氨基酸)。组成蛋白质的氨基酸均为a-氨基

酸。a-氨基酸是肽和蛋白质的构件分子，也是构成生命大厦的基本砖

石之一O

必需氨基酸(essentialaminoacid)：指人体(或其它脊椎动物)不

能合成或合成速度远不适应机体的需要，必需由食物蛋白供给，这些

氨基酸称为必需氨基酸。8种必需氨基酸即亮氨酸、异亮氨酸、缀氨

酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸，成人必需氨基

酸的需要量约为蛋白质需要量的20%〜37%。半必需氨基酸或条件

必需氨基酸：人体虽能够合成，但通常不能满足正常的需要，因此，

又被称为半必需氨基酸或条件必需氨基酸，组氨酸为小儿生长发育期

间的必需氨基酸，精氨酸、胱氨酸、酪氨酸、牛磺酸为早产儿所必需。

人体对必需氨基酸的需要量随着年龄的增加而下降，成人比婴儿显著

下降。这几种氨基酸对成人则是非必须的。非必需氨基酸

(nonessentialaminoacid)：指人(或其它脊椎动物)自己能由简

单的前体合成，不需要从食物中获得的氨基酸。例如甘氨酸、丙氨酸

等13种氨基酸，可以用葡萄糖或是别的矿物质来源制造。

肽(peptide)是介于氨基酸和蛋白质之间的物质，是一种有机化合

物，由两个或多个氨基酸结合而成，是一种两性化合物。氨基酸与氨

基酸之间以肽键相连。两个氨基酸以肽键相连的化合物称为二肽；三

个氨基酸以肽键相连的化合物称为三肽，以此类推。一般认为，含

10个以上氨基酸的肽称为多肽(polypeptide),含10个以下氨基酸

的肽称为寡肽或者低聚肽(oligopeptide)。而50个氨基酸以上的则

为蛋白质。组成多肽的氨基酸单元称为“氨基酸残基”。多个肽进行多

级折叠就组成一个蛋白质分子。是涉及生物体内多种细胞功能的生物

活性物质。

截止2003年9月，生物体内已发现几百种肽，是机体完成各种复杂

的生理活性必不可少的参与者。所有细胞都能合成多肽物质，其功能

活动也受多肽的调节。它涉及激素、神经、细胞生长和生殖各领域，

其重要性在于调节体内各个系统器官和细胞。肽优于氨基酸，一是较

氨基酸吸收快速；二是以完整的形式被机体吸收；三是主动吸收(氨

基酸属被动吸收)；四是低耗，与氨基酸比较，肽吸收具有低耗或不

需消耗能量的特点，肽通过十二指肠吸收后，直接进入血液循环，将

自身能量营养输送到人体各个部位；五是肽吸收较氨基酸，具有不饱

和的特点；六是人体可利用氨基酸只有22种，功能可数，而肽以氨

基酸为底物，可合成上百上千种。分子量段在5000〜180之间的才

能称为肽。分子量段在5000〜10000之间的称为大肽。分子量段

1000〜180之间的称为小肽、寡肽、低聚肽，也称为小分子活性肽,

一般由2-6个氨基酸组成，与其他肽的区别是，在人体不需消化，

即可直接吸收。生物学家将肽称为“氨基酸链”，将小分子活性肽统称

为“生物活性肽”。

2.胶原蛋白和胶原蛋白肽

胶原蛋白（也称胶原）是细胞外基质的一种结构蛋白质，动物结缔组

织中的主要成分，也是哺乳动物体内含量最多、分布最广的功能性蛋

白，英文名"collagen”，由希腊文演化而来，多糖蛋白，呈白色，含

有少量的半乳糖和葡萄糖，是细胞外基质（ECM）的主要成分，约

占胶原纤维固体物的85%O胶原蛋白是动物体中普遍存在的一种大

分子蛋白，主要存在于动物的结缔组织（骨、软骨、皮肤、腱、韧等）

中，占哺乳动物体内蛋白质的25%〜30%,相当于体重的6%。在许

多海洋生物，如鱼类的皮，占其蛋白质含量甚至高达80%以上。与

组织的形成、成熟、细胞间信息的传递，以及关节润滑、伤口愈合、

钙化作用、血液凝固和衰老等有着密切的关系。对机体和脏器起着支

持、保护、结合以及形成界隔等作用。除了生物力学方面的以外，还

具有诸如信号传导、生长因子与细胞因子的运输等功能。胶原蛋白也

是生物科技产业最具关键性的原材料之一，在医学材料、化妆品、食

品工业等均有着广泛应用。

胶原蛋白肽（collagenpeptide）,是采用生物酶解技术从胶原蛋白

中制备获得的低分子量胶原蛋白肽类混合物，其分子量分布一般在

10kDa以下。胶原蛋白肽，除了具有胶原蛋白诸多的生理活性以外,

还具有胶原蛋白所不具有的特性。与胶原蛋白相比，胶原蛋白肽分子

量更低，具有更好的消化吸收性。长期以来，人们仅仅把食物蛋白质

当作一种营养丰富的成分，认为蛋白质只有消化成氨基酸才能被吸

收，它只能为人体提供充足的氮源和必需氨基酸。事实上，小分子寡

肽有其独立的吸收运转机制。研究表明，蛋白质降解产物大部分是二

三个氨基酸残基组成的寡肽，它们能以完整形式被吸收进入血液循环

系统。经过深入的研究，发现在小肠存在一个寡肽的吸收通道，称之

为寡肽载体。随着寡肽载体的发现，“寡肽能被完整吸收”的观点也不

再是许多人认为的“非主流发现”，而是现代营养学发现的一个明确的

科学事实。此外，许多其他研究表明，胶原蛋白肽还具有低致敏性、

抗氧化、抗疲劳、增强免疫力、促进矿物质吸收、延缓皮肤衰老、促

进骨骼形成等方面的作用。

市场上胶原蛋白肽产品的名称繁多，常见的有胶原蛋白、胶原蛋白肽、

胶原蛋白多肽、胶原肽、胶原多肽、水解胶原蛋白等，也有的称做小

分子胶原蛋白、胶原蛋白水解物。之所以出现如此繁多的名称，是因

为市场对于胶原蛋白的概念没有理清。书面讲的胶原蛋白，是专指天

然存在于动物体内的结构蛋白。它属于大分子蛋白质，且溶解性和加

工性能相对较差。而实际上，市面上的胶原蛋白产品大部分都是经过

酶解小分子化，分子量比普通整蛋白要小很多，且水溶性很好。因此,

严格意义上讲，市面上的胶原蛋白产品其本质是胶原蛋白肽产品。

第二部分胶原蛋白肽的功能与消化吸收

1、胶原蛋白的作用

在相当长的一段时间里，人们认为胶原蛋白对皮肤、关节等具有很多

益处。事实上，胶原蛋白由独特的三股超螺旋构成，性质十分稳定，

一般的加工温度及短时间加热都不能使其分解，从而造成其消化吸收

比较困难，不易被人体充分利用。近年来研究发现，真正可以发挥生

理功效的是一些分子量较小的胶原蛋白水解物，被统称为胶原蛋白

肽。目前国际与国内的众多研究表明胶原蛋白肽才能最大程度地发挥

各种功能。

2、胶原蛋白肽的功效

近年来，胶原蛋白肽的研究已引起人们广泛重视，如抗氧化性，抗菌

活性，降脂效应，免疫调节活性和对皮肤，骨骼和关节的有益作用，

其独特的生理功能和物化特性成为国内外研究的热点。目前胶原蛋白

肽已经被广泛应用于制药业及保健食品业，作为改善皮肤和软骨组织

的食品补充剂。

2.1.胶原蛋白肽对皮肤的作用

延缓衰老已成为研究的热门话题。皮肤是人体中最大的和最外层器

官，大约从25岁开始就可以在表皮、真皮层和皮下组织中观察到皮

肤衰老的迹象。皮肤的衰老过程可以分为内在老化、光老化。研究表

明，内在老化主要是由于年龄的增长，支撑皮肤的弹力网断裂，皮肤

组织萎缩，塌陷，体现在皮肤表面变得粗糙、干燥，松弛，皱纹，色

斑等衰老现象。另一方面，受太阳紫外线照射而引起的皮肤老化，即

光老化，比内在老化给皮肤带来的伤害更为明显和迅速。临床观察，

内在老化下衰老的肌肤显得光滑，苍白，并且几乎观察不到皱纹，而

光老化下衰老的肌肤，相比之下可以明显观察到皮肤表面粗糙，褶皱,

并且伴随色素沉淀以及毛细血管扩张。

2.1.1促进纤维合成

成纤维细胞是皮肤真皮中最主要的细胞成分，在合成分泌纤维和细胞

外基质中扮演着重要的角色。随着年龄的增长，皮肤老化突显，众多

的临床表现都与成纤维细胞数量减少、合成功能下降或异常有关。早

在1978年，就有研究证明胶原蛋白肽可以促进成纤维细胞的趋化反

应。科学家们发现胶原蛋白肽对猪皮肤成纤维细胞和胶原纤维密度具

有有益的影响；口服吸收的胶原蛋白肽可特异性地作用于胶原蛋白含

量丰富的组织中的胶原蛋白纤维，例如跟腱、真皮。这些研究都表明，

口服胶原蛋白肽可促进真皮胶原蛋白纤维合成、成纤维细胞增殖。

2.1.2改善皮肤水分功能

皮肤的角质层中所含水分应在10%-20%之间，通常低于10%就会干

燥，进而引起皮肤粗糙，皱纹增多等现象。从目前文献报道来看，以

胶原蛋白肽改善皮肤水分的研究包括外部涂抹和经口食用两个途径。

国内科学家研究证明含有胶原寡肽成分的眼霜可以显著地增加皮肤

角质层的含水量，并能改善眼周皱纹。人体试验证实，口服海洋鱼皮

胶原低聚肽对于改善皮肤水分具有明显的效果，皮肤干燥受试者每天

摄入海洋鱼皮胶原肽2.7克，连续30天，皮肤水份得到明显改善。

国外的研究也证明胶原蛋白肽对皮肤的吸水、保水能力具有促进作

用。日本科学家使用平均分子量为3000-5000Da猪皮胶原蛋白肽,

以日本39名女大学生为对象，验证口服胶原蛋白肽对皮肤的影响。

结果发现，服用胶原蛋白肽30天后，皮肤吸水能力有增高的倾向，

并且未发现血检异常。这说明口服胶原蛋白肽可以提升角质层含水量

而不会导致血液异常。德国科学家研究了胶原蛋白肽对影响皮肤老化

的皮肤生物物理参数所起的功效，结果表明，摄取胶原蛋白肽使皮肤

弹性得到了显著的增加，年长女性的皮肤弹性改善效果尤为显著。其

中约98%的女性在停用胶原蛋白肽后，皮肤弹性的改善效果依然明

显。并且就皮肤水分保持而言，水解胶原蛋白在这方面也有积极作用

的倾向。整个研究过程中，也未发现任何副作用。

有关其作用机理有研究发现，胶原蛋白肽可促进透明质酸合成。透明

质酸（玻尿酸）是人皮肤表皮层及真皮层的主要基质成分之一，皮肤

中透明质酸（玻尿酸）含量的减少及破坏，可造成皮肤失水，起皱而

失去弹性，使人皮肤衰老。因此胶原蛋白肽改善皮肤的作用机理与透

明质酸有很大的关系。另外，胶原蛋白肽与人皮肤胶原的结构相似，

相容性好，存在着离子键、氢键等相互作用；由于其分子量小可以扩

散到皮肤的深层，同时含有大量的羟基，因此它有着相当好的保湿作

用。

213抗皮肤老化与防紫外线损伤

国内实验证明，海洋鱼皮胶原肽可促进真皮层中成纤维细胞增多且活

跃，可以有效延缓皮肤衰老。胶原蛋白多肽可有效改善紫外线诱导的

光老化皮肤胶原纤维的受损程度。胶原蛋白肽保护皮肤的作用与提高

机体抗氧化活性有直接关系，也可能与胶原蛋白肽可以促进皮肤胶原

蛋白的合成有关。国外的研究还发现，口服胶原蛋白肽可抑制UVB

引起的皮肤损伤。日本科学家发现：口服胶原蛋白肽能显著提升角质

层含水量，防止角质层因UVB照射而增厚，改善了皮肤状况。

2.1.4减少黑色素形成与祛黄褐斑功能

皮肤中黑色素的含量与分布是决定皮肤颜色及色斑的主要因素。黑色

素聚集即形成色斑。黑色素是酪氨酸在酪氨酸酶的作用下经过一系列

复杂的反应而形成的产物。所以，现代科学研究常通过受试物对酪氨

酸酶活性的抑制能力，来判断其减少黑色素形成和消除色斑的能力。

研究发现20g/L质量浓度的鱼胶原肽溶液的酪氨酸酶抑制率可以达

到30%以上。分别选择相对分子质量分别为10OOODa、4OOODa、

1000Da的海洋胶原肽组分进行研究，发现其抑制酪氨酸酶活性随相

对分子质量的减小而增大，且清除自由基和抑制酪氨酸酶的最大活性

相对分子质量都集中在1000Da以下。以鲸鱼皮、日本刺参来源的胶

原蛋白多肽研究发现，能明显降低B16黑素瘤细胞黑素含量，抑制

酪氨酸酶活性。

以分子量小于1000Da的海洋鱼皮胶原肽进行人体研究，发现面部有

黄褐斑者口服海洋鱼皮胶原肽每天2.7克，持续30天，黄褐斑的颜

色深浅及黄褐斑的面积均明显降低。抑制酪氨酶的活性，减少黑色素

的形成，可能是祛黄褐斑的内在机制。

2.1.5促进皮肤伤口愈合

皮肤与结缔组织中最主要的蛋白质是胶原蛋白。手术等创伤造成皮肤

损伤，加速胶原蛋白的破坏与流失。及时给予一定量的胶原蛋白肽对

于加速伤口愈合具有明显效果。手术伤口组织学观察，海洋胶原肽组

伤口表皮愈合较对照组完整，瘢痕组织和炎性细胞均明显少于对照

组，伤口组织胶原纤维的数量明显多于对照组。

皮肤胶原蛋白合成的速度与动物的年龄有关。胶原肽促进皮肤伤口愈

合是否在不同的年龄，作用是否一致，尚需进一步研究。

22胶原蛋白肽对骨关节的作用

2.2.1促进骨骼生长，防止更年期骨密度降低

德国科学家于2003年对体外培养的牛软骨细胞进行处理，发现胶原

蛋白水解物可以显著地提高软骨细胞中II型胶原蛋白的合成。众多实

验证明了胶原蛋白水解物对动物和人骨骼的生长和代谢有积极的影

响。日本科学家实验证明水解胶原蛋白的摄入（膳食中含20%蛋白

质，其中30%为水解胶原蛋白）在成长期可以提高大鼠骨骼的密度。

通过给去卵巢大鼠补充胶原蛋白肽，可以阻止其因为雌激素缺乏而引

起的椎骨骨质疏松。海洋鱼骨胶原肽还能有效预防去卵巢大鼠的股骨

丢失。以海洋鱼骨胶原肽制备的营养制剂给骨质疏松患者食用，能够

促进骨骼增长，并能改善骨疼、四肢活动障碍等症状。

2.2.2对关节的作用

2005-2006年进行为期24周的流行病学实验中，胶原蛋白水解物服

用组在站立、休息等情况下的膝关节疼痛均有所改善。结论显示胶原

蛋白水解物有保护关节健康减少高危人群关节退化风险的作用。有研

究表明口服胶原蛋白水解物可增加骨髓中蛋白聚糖的量，同时也能够

减轻膝关节关节炎软骨破坏所带来形态学的变化。在美国，胶原蛋白

水解物广泛地应用于关节炎患者的辅助治疗，并取得了一定的效果。

在减轻患者疼痛、提高治疗效果等方面均有作用。给中老年女性膝骨

关节炎患者每天服服用胶原蛋白肽8克，连续3个月，有效缓解关节

疼痛，改善关节功能。胶原蛋白肽这一方面的作用对于预防人的骨质

疏松、预防关节损伤是有利的。

2.3抗氧化功能

国内关于胶原蛋白肽抗氧化功能的研究涉及多个来源的胶原蛋白肽，

对体外、体内（动物和人体）的抗氧化作用均有研究。

2.3.1体外抗氧化研究

对以深海三文鱼皮为原料提取的低聚肽（相对分子质量范围为100〜

860）海洋胶原肽进行了体外抗氧能力的研究，海洋胶原肽对于亚油

酸自氧化的抑制率达到58.69%O对河豚鱼皮胶原蛋白肽的三个分子

质量范围的肽段进行抗氧化活性研究，证实随着河豚鱼皮胶原蛋白肽

分子质量的减小，其清除自由基的能力及还原性增强。说明在胶原肽

中存在具有较强抗氧化能力的肽段。

以猪皮胶原蛋白制备的胶原肽也表现出体外抗氧化作用。猪皮胶原多

肽在10mg/mL〜50mg/mL浓度范围内具有一定的抗氧化能力，且随

着浓度的增加抗氧化作用也增强。

来自于动物骨骼等组织的胶原蛋白肽也具有体外抗氧化作用。从鱼雪鱼

骨提取的胶原蛋白肽对自由基有一定的清除能力，而且其清除能力随

样品质量浓度的增大而增强。

研究报道，其他来源的胶原蛋白肽，如扇贝裙边胶原蛋白肽、多棘海

盘车体壁胶原蛋白肽、海棒槌胶原蛋白、东海海参胶原蛋白多肽也均

有体内外抗氧化作用。

2.3.2体内抗氧化研究

对于胶原蛋白肽体内的抗氧化作用的研究，基本上都是通过观察血清

及肝、脑等组织器官中的抗氧化酶的改变进行判定。鳏鱼皮胶原蛋白

肽的抗氧化活性以分子量小于2000Da的组分对自由基的清除效果

更好。对分子量小于1000Da的海洋胶原肽的抗氧化作用实验中，试

验组大鼠血清SOD活力明显提升，并有效降低血清MDA的水平。

研究也发现，无论是鱼皮来源还是骨来源的胶原蛋白肽在机体的多个

组织中均表现有抗氧化能力。

口服海洋胶原肽的抗氧化作用在人体也经过科学验证。健康受试者口

服海洋鱼皮胶原肽后，抗氧化能力明显提升。而未服用海洋胶原肽的

受试者无明显改变。

可见，海洋鱼皮胶原低聚肽在人体内和动物体内都具有抗氧化作用，

但具体抗氧化指标的变化程度还存在一定的差异。

虽然多个研究者对胶原肽的抗氧化作用进行了研究，但无论是在体外

试验，还在在体内试验中，由于不同试验中所用的胶原肽在来源、水

解程度、分子量及肽段构成方面均不同，所以在产生抗氧化作用的胶

原肽剂量或抗氧化强度方面尚不具有可比性。

2.4胶原蛋白肽的免疫方面功能

2.4.1免疫调节功能

2013年美国科学家验证了鲨鱼软骨提取物中可以介导人类白细胞的

细胞活素反应的生物活性物质。当提取物和蛋白酶共同作用时，致细

胞活素反应的能力减少了80%,据此可见其活性成分可能是一种蛋

白质类物质。实验中鉴定了活性成分分子的类型，证明其为一种小分

子的糖蛋白，据分析这种分子是来源于鲨鱼的二型胶原分子。

2.4.2抗菌作用

西班牙科学家通过制片扩散法测定了金枪鱼和鲸鱼胶原蛋白水解物

对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌以及鱼类腐败菌的抗菌作用，发现其

对其中某些特定菌群具有抗菌作用。

2.5其他功能研究

海洋胶原肽能够明显提高慢性肾功能损伤大鼠血清肌酢和尿素氮的

清除率，对肾小管细胞结构、线粒体结构及肾小球基底膜均有明显的

保护作用。胶原蛋白肽能明显抑制去卵巢大鼠胰腺细胞凋亡，保护胰

腺组织减轻炎症损伤变性坏死，提示对于高血糖及糖尿病人具有良好

的干预效果。海洋胶原肽可以明显提高老龄小鼠的空间学习记忆能力

和被动回避能力。这些研究为胶原蛋白肽在营养改善慢性退行性疾病

方面的应用提供了依据。

3、胶原蛋白肽的消化与吸收

近年来有很多学者对肽的消化吸收机制进行了研究，认为肽在动物体

内可以被完整吸收并被机体利用。实验发现，肠道能完整地吸收转运

双昔肽（小肽的一种）；并且通过喂养小鼠双甘肽，在血液中也检测

到了双甘肽的增加，证明肽并没有被分解成氨基酸，而是以完整的双

昔肽形式直接被吸收到体内，进入血液。有研究证明在小肠黏膜上发

现肽载体，表明肽能完整地通过肠黏膜细胞进入体循环。20世纪90

年代，肽可以完整的形式被吸收进入循环系统而被组织利用。近几年

来，有关肽在动物体内的吸收机制、载体的特性以及肽生理特性的研

究取得了很大的进展。肽在动物体内可以被完整吸收的观点得到了进

一步的确证和发展。肽比游离氨基酸转运速度更快。

许多试验表明，肽的添加还可以提高氨基酸的吸收速度。1973年英

国科学家发现在肽已经被完全吸收后，消化道内腔还滞留着高浓度的

游离氨基酸。1986年，在探讨饮食中最合适的蛋白源时，日本科学

家分别对比了大分子蛋白、小分子蛋白和游离氨基酸，发现小分子蛋

白的吸收率明显高于大分子蛋白和游离氨基酸的吸收率。推断这是因

为在吸收过程中，肽是直接被细胞吸收，远远快于以渗透方式进入肠

壁的氨基酸。这一结果也说明蛋白有两种吸收方式，一种是以氨基酸

的形式被吸收，另一种则是以肽的形式进入体内。此外肽还能增加蛋

白质沉积率，因为肽能促进体蛋白质的合成。现在小分子肽可以被肠

道直接吸收的观点，已经被大多数人理解并接受。

胶原蛋白肽作为一种小分子肽，也同其他肽类成分相同，可直接被肠

道吸收，进入血液，达到皮肤、肝脏、肾脏等身体各个部位。德国科

学家实验发现小鼠摄取胶原蛋白肽12h后95%的胶原蛋白肽进入到

体内，出现在血液、皮肤中，并且摄入96h后还能观察到胶原蛋白

肽的在这些部位的存在。之后临床研究也发现，胶原蛋白肽主要以二

肽的形式被吸收到血液中。实验证明Pro-Hyp二肽能不被血液中的

酶分解，所以可以较长在血液中滞留，发挥其生理功效。

第三部分胶原蛋白肽的来源与制备

1、胶原蛋白肽的原料来源

1.1陆生动物来源

畜牧业大量制造出陆生动物食品加工的副产物，包括猪、牛、羊、鸡

等动物的皮肤和骨骼。这些都可以作为提取胶原蛋白肽的大宗原料来

源。目前全球动物胶原蛋白的产量超过24x104吨，其中大部分都是

猪和牛的皮骨。

1.2水生动物来源

长期以来，生产胶原蛋白肽都是使用猪牛的皮骨为原料。但近年来因

为疯牛病、口蹄疫、禽流感等牲畜疾病的爆发以及穆斯林信仰者的述

求，人们转而从水产食品加工副产物中寻找替代原料，其中鱼皮和鱼

骨就是理想的提取胶原蛋白的水产原料。

以三文鱼皮为原料，采用中性蛋白酶制备得到分子量在180〜

1000Da之间的胶原蛋白低聚肽，其胶原蛋白肽的得率高达74.28%o

采用酶解法从罗非鱼皮中制取胶原蛋白肽，选用动物蛋白水解酶，获

得最高的蛋白回收率为92.97%O采用热水提取法提取批鱼骨中的胶

原蛋白，并采用中性蛋白酶、酸性蛋白酶和胃蛋白酶等不同的蛋白酶,

分别进行酶解获得了鳄鱼骨胶原蛋白肽。以草鱼鱼鳞为对象，通过木

瓜蛋白酶酶解可得到分子量在200〜5000Da之间的草鱼鱼鳞胶原

蛋白肽。以海参体壁为原料，研究酶解法制备海参胶原蛋白肽的最佳

工艺条件，获得海参胶原蛋白肽最佳水解度为17.76%。总之，由于

鱼类的特殊生存环境特别是海洋鱼类的生物活性多样性，从海洋鱼类

中提取胶原蛋白肽的研究和产业化呈现很好的发展趋势。

2、胶原蛋白肽的制备工艺

胶原蛋白肽的制备技术从上个世纪中叶开始就已有研究。长期以来，

人们一直通过酸法或者碱法从动物皮骨等原料中提取并水解胶原蛋

白。但是此类酸碱法水解胶原蛋白的制备工艺，存在污染大，能耗高,

水解专一性差等问题，而且大部分都降解成了游离氨基酸。随着胶原

蛋白肽的产业不断升级，胶原蛋白肽的制备工艺也经过了较大的改进

并逐渐成熟。原来的酸碱法逐渐被蛋白酶水解技术所替代。酶法水解

制备胶原蛋白肽，具有条件温和，污染小，专一性强等优势。制备出

的胶原蛋白肽分子量一般在几百道尔顿至几千道尔顿不等。

由于所使用的原料差异，以及采用的设备差异，各种胶原蛋白肽的制

备工艺细节方面不尽相同。概括来讲，胶原蛋白肽的制备工艺可以归

纳为原料预处理与胶原提纯、胶原蛋白酶解、肽的分离纯化、浓缩干

燥成粉等4个步骤，最终获得胶原蛋白肽成品。

2.1原料预处理与胶原提纯

由于胶原蛋白是一种纤维状蛋白，对称性差，分子结构类似于纤维，

溶解性差，所以人们常认为胶原蛋白是一种不溶性蛋白。无论是采用

猪牛的皮骨还是鱼皮鱼鳞为原料，都需要首先去除原料中的脂肪和色

素等杂质，再根据胶原蛋白的特性，改变蛋白所在的外界环境，把胶

原蛋白与其他蛋白质分离开来，实现胶原蛋白的提纯。一般来讲，胶

原蛋白提纯方法可分为四类，即酸法、碱法、盐法以及热水浸提法等。

在让胶原蛋白在特定条件下发生溶解或者沉淀，获取完整结构的高纯

度胶原蛋白。

2.2胶原蛋白酶解

根据胶原蛋白肽的特定质量要求，如水解度、肽含量、分子量大小、

游离氨基酸以及特征性氨基酸含量等多个指标，筛选不同来源的蛋白

酶及其组合。所使用的蛋白酶必须是安全性高的食品级蛋白酶。目前,

比较常用的食品级蛋白酶按照来源分，包括了动物蛋白酶、植物蛋白

酶和微生物蛋白酶。其中属于动物蛋白酶的有胃蛋白酶、胰蛋白酶、

胰凝乳蛋白酶，属于植物蛋白酶的有木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶，属于

微生物蛋白酶的有通过地衣芽抱杆菌、枯草芽泡杆菌、米曲霉、黑曲

霉等发酵产生的碱性蛋白酶、中性蛋白酶等。在酶解过程中，加酶量、

酶解时间、温度以及pH是主要的工艺参数。在酶解结束时，通过升

温或者调解pH来终止酶解反应。

2.3肽的分离纯化

胶原蛋白酶解液通过一系列的分离纯化工艺，尽可能地出去杂质、未

酶解的蛋白质以及游离氨基酸。常用的分离纯化手段，包括了离心分

离、树脂分离以及膜分离等工艺。一般而言，为了获得最佳的分离纯

化效果，需要组合不同的分离纯化手段，才能最终获得更纯的胶原蛋

白肽。

2.4浓缩干燥

为了节约能耗和提高效率，将胶原蛋白肽液经过浓缩步骤，蒸发出一

部分水分，提高肽液的浓度，一般浓缩后的浓度在20%〜45%之间。

然后通过喷雾干燥等干燥设备，将胶原蛋白肽液最终干燥成胶原蛋白

肽粉，并包装成成品。

第四部分胶原蛋白肽的发展

1、目前市售的胶原蛋白肽市场情况

1.1国外胶原蛋白肽市场情况

胶原蛋白肽不仅应用在营养补充食品中，也使用在保健品和化妆品

中。在化妆品中，胶原蛋白肽被配制成面霜和面膜来使用，这些产品

主要在北美和亚洲地区销售。在欧洲I,胶原蛋白肽被设计成更精细的

产品，用于消除衰老的痕迹，例如皱纹和皮肤弹性下降。在保健品应

用中，胶原蛋白肽以不同的形式出现。以传统的片剂和胶囊形式出现,

则是用于强化食品。更多的产品包括速溶食品，方便食品，酸奶，乳

饮料，强化口香糖，糖果，零食等。

在北美地区，含有胶原蛋白肽的营养棒是最主要的应用。胶原蛋白肽

和牛奶，植物蛋白一起应用于蛋白质棒中，可以将蛋白含量提高

55%〜60%。在亚洲I,饮品是最主要的应用。胶原蛋白肽的固体饮料,

或者与其他营养成分复配的产品，已经有着几十年的市场销售历史。

由于胶原蛋白肽的加工工艺的大幅改进，其口感和气味均有了很大的

改善，目前的胶原蛋白肽对于终端饮品的口感和风味已经没有任何负

面影响了，这样既节约了加工时间，又节省了气味掩盖的费用。

胶原蛋白肽的另一大市场应用是改善骨质疏松的健康食品。根据世界

卫生组织（WHO）的数据，从2003年以来，世界范围内骨质疏松

的流行呈上升趋势，年增长率在3%。由此可以看出，骨质健康类食

品的市场非常广阔。数据显示，美国范围内关节和骨质健康产品市场

在2008年就已经达到了32亿美元。到2013年末，有可能上升到

40亿美元，并且全球都拥有类似的趋势。

在国外胶原蛋白肽原料市场上，主要生产企业包括日本富士、法国罗

塞洛、德国嘉利达等。此外在终端市场，日本的FANCL、DHC将胶

原蛋白肽应用在美容和营养保健食品中，现已推出30余种含胶原蛋

白肽的营养食品和护肤品。现日本市场上，胶原蛋白肽被作为众多功

能性食品和蛋白饮料的原料，已普遍地应用于食品工业。产品形式包

括粉剂、片剂、口服液、软胶囊等。2003年后，日本市场的胶原蛋

白肽年用量增加迅速，2009年后年用量已达到5000吨以上。

1.2国内胶原蛋白肽市场情况

近几年，胶原蛋白肽在我国发展迅速，市场容量迅速扩容。早在2005

年，北京中食海氏在浙江舟山已经建成年产300吨海洋鱼低聚肽生

产线。国内本土的胶原蛋白肽生产企业大部分都于2005年以后成立。

目前，包括北京中食海氏、北京中食月太在内的20余家企业，占据

了国内国产胶原蛋白的主要原料市场。所生产的胶原蛋白肽涵盖淡水

鱼、海洋鱼以及猪牛皮骨等来源，基本上年产能都在几百吨至1000

吨左右。

随着国内市场经济的繁荣，国民收入水平的提高，人们对于健康品的

需求与日俱增。国内胶原蛋白肽终端市场方面也越来越繁荣。涌现出

一批胶原蛋白肽的专业品牌，如颜如玉、lumi等营养保健品公司。国

内许多药品、保健品巨头以及食品生产龙头企业纷纷投入和开发胶原

蛋白肽产品。包括江中药业、同仁堂、深圳海王、贵州百灵、华北制

药、东海制药、泰尔制药等在内的药企，在布局大健康产业的同时，

把胶原蛋白肽产品作为一个非常重点的产品推向市场。国内保健品龙

头企业完美、天狮、汤臣倍健、养生堂等也争相推出胶原蛋白肽产品。

2、国际与国内对胶原蛋白肽产业的政策与评价标准

2.1国际对胶原蛋白肽产业的政策标准

美国食品药品监督局(FDA)食品安全中心关于胶原蛋白安全性声明

中认为，胶原蛋白产品作为药品和食品成分对人体是安全的。同时一，

欧洲胶原蛋白生产联盟(GME)和美国胶原蛋白生产联盟(GMIA)均对

胶原蛋白产品标准做出了明确的规定。欧盟认可鱼(拟沙丁鱼)肽类

产品作为一种新型食品配料。日本2003年由厚生省批准的322种“特

定用保健食品”中，在主要功能分类及使用原料中，就包括了大豆肽、

沙丁鱼肽、鳏鱼低聚肽、酪蛋白肽、乳清蛋白肽、酪蛋白磷酸肽等。

目前在全球范围内，胶原蛋白肽被作为新型食品配料在食品及营养产

业中广泛使用。

2.2国内胶原蛋白肽标准

目前，国内涉及胶原蛋白肽的相关国家标准也在逐渐完善中。相应的

标准有两项。

221海洋鱼低聚肽粉(GB/T22729-2008)

2008年，由中国食品发酵工业研究院牵头，起草制定了国内首个包

含胶原蛋白肽的国家标准——“海洋鱼皮低聚肽粉标准”(GB/T

22729—2008)。本标准适用于海洋鱼低聚肽粉产品的生产、检验和

销售。标准中涉及海洋鱼皮胶原低聚肽和海洋鱼骨胶原低聚肽。标准

由全国食品工业标准化技术委员会提出，由全国特殊膳食标准化技术

委员会归口。该标准明确提出了海洋鱼皮胶原低聚肽粉的具体技术要

求、试验方法、检验规则以及标签、包装、运输和贮存等方面的内容。

全行业涉及到海洋鱼的胶原白肽产品都需要符合这项国标的要求，从

而规范了市场。该国标也为胶原蛋白肽市场规范奠定了法律基础。

222淡水鱼胶原蛋白肽粉(SB10634-2011)

本标准适用于以淡水鱼鱼皮和鱼鳞为原料，用酶解法工艺生产，相对

分子质量低于5000Da肽段为主要成分的粉末状产品的生产、检验和

销售。本标准由中国商业联合会提出，中国商务部归口。

可见，目前国内关于胶原蛋白肽的标准仅仅是对以海洋鱼皮、骨和淡

水鱼皮、鳞为原料制备的胶原蛋白肽产品进行了规定。但是胶原蛋白

肽来源很广，以陆地的畜禽类动物的皮、骨为原料的胶原蛋白肽来源

丰富，但尚缺乏相应的标准。

2.3.羟脯氨酸对于评价胶原蛋白肽的价值

2.3.1胶原蛋白肽中羟脯氨酸含量

与其他蛋白质相比，胶原蛋白一个显著特点是羟脯氨酸含量比较高。

但不同来源的胶原蛋白或胶原蛋白肽，羟脯氨酸含量又有差别。

水产品来源的胶原蛋白中羟脯氨酸普遍较低。每100克鲜三文鱼皮

中含蛋白质58.28g、羟脯氨酸0.6g(经过折算，每100克三文鱼皮

的蛋白质中含羟脯氨酸为1.03克)。人工