秋醉虞阳
第4楼2013/05/20
胶原是指动物组织器官中存在的一种蛋白质,在分离提取时,随着方法和条件的不同,可以产生胶原、明胶和胶原蛋白三种产物。能被称为胶原的,必须是其三螺旋结构没有改变的那类蛋白质,还保留有生物活性。
明胶是胶原的变性产物,与胶原一样由18种氨基酸组成,但已失去了生物活性。胶原变成明胶有三种可能:1、三股螺旋体完全松开,成为三条互不连结的盘曲的肽链,分子量在80000~125000;2、一条链完全松开,另外两条链之间的共价键全部断裂但仍由氢键连结,分子量160000~250000;3、三条肽链松开后仍有少量氢键联结在一起,分子量240000~375000。
上述胶原的第一种水解产物,便是胶原蛋白,胶原的三股螺旋结构彻底松开,成为3条自由的肽链,且降解成多分散的肽段。因此,胶原蛋白是多肽混合物,分子量分布很宽没有生物活性,能被蛋白酶利用。
所以,从广泛意义上来讲,明胶也属于胶原蛋白,只是明胶的分子量比胶原蛋白高一些,而且明胶的太链之间还有不少氢键。
胶原是构成动物机体的重要功能物质,遍布动物内的各处器官,并对各器官的正常生理功能的调节起着举足轻重的作用。胶原具有其他合成材料无法比拟的生物相容性、可生物降解性以及生物活性,比如低抗原性、在体内易被人体吸收、能促进细胞成活与生长、促进血小板凝结等。胶原经特殊处理后,可用于烧伤和创伤治疗、美容、矫形、组织修复、创面止血等医药卫生领域。现已运用于临床中的有用于烧伤创伤治疗的胶原膜,用于美容矫形的胶原医用注射剂,用于创伤止血的胶原止血海绵等。胶原作为一种皮肤结构蛋白质,在护肤品中起着滋润、调理和保湿等作用。因此,胶原作为天然的生物资源,可以广泛应用于食品、医药、组织工程、化妆品等领域。
明胶是胶原在高温作用下的变性产物,在食品、医药卫生等方面也有重要的应用价值。明胶是一种营养价值较高的低卡保健食品,在食品中的应用有:糖果添加剂,使糖果更富弹性、韧性和透明性;冷冻食品添加剂,比如胶冻剂、稳定剂等;肉制品改良剂,比如作为胶冻剂添加到肉制品中,可以提高产品的质量;此外,还可用作乳制品添加剂,食品涂层材料及蛋糕制作。明胶在医药卫生方面主要用于制作药物胶囊。
胶原蛋白是胶原的水解产物,具有更小的相对分子质量,并且更易降解,所以在营养保健品和日用化学品开发方面拥有一定的市场。水解胶原蛋白可用于生物发酵培养基,也可以作为一种高蛋白饲料营养添加剂替代进口鱼粉用于混、配合饲料生产。
总之,胶原属于结构蛋白质,在体内以胶原纤维的形式存在。在低温下提取得到的胶原,仍然保持三股螺旋结构,相对分子质量为30 万,形成的膜具有较好的柔韧性、弹性和强度,在模拟生理条件下能再形成纤维,能明显激活细胞的生长。明胶的三股螺旋结构已被破坏,相对分子质量分布较宽,从几万到10 万;明胶能成冻、成膜,但明胶膜性脆、强度比胶原膜差。水解胶原蛋白是多肽混合物,相对分子质量为几千到几万,相对分子质量分布很宽;水解胶原蛋白不能成膜。明胶和水解胶原蛋白均不能再度形成纤维,而且细胞生长实验证明,它们不具有促进细胞生长的性质,即明胶和水解胶原蛋白不具有生物活性。