膠原蛋白的分類、存在及其應(yīng)用

膠原蛋白的分類與存在

膠原蛋白（collagen）是一類蛋白質(zhì)家族。現(xiàn)已至少發(fā)現(xiàn)了30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(jù)它們?cè)隗w內(nèi)的分布和功能特點(diǎn)。目前將膠原分成間質(zhì)膠原、基底膜膠原和細(xì)胞外周膠原，間質(zhì)型膠原蛋白分子占整個(gè)機(jī)體膠原的絕大部分。包括I、Ⅱ、Ⅲ型膠原蛋白分子，其主要分布于皮膚、肌腱，等組織，其中Ⅱ型膠原蛋白由軟骨細(xì)胞產(chǎn)生；基底膜膠原蛋白通常是指Ⅳ型膠原蛋白。其主要分布于基底膜；細(xì)胞周膠原蛋白通常中指V型膠原蛋白。在結(jié)締組織中大量存在。

膠原蛋白的應(yīng)用

膠原蛋白(collagen)按其應(yīng)用可以分為食品級(jí)、一般級(jí)、醫(yī)藥級(jí)。食用膠原一般來源于動(dòng)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(jí)膠原通常外觀為白色，口感柔和，味道清淡，易消化。膠原的獨(dú)特品質(zhì)。使得它在許多食品中用作功能物質(zhì)和營養(yǎng)成分，具有其它替代材料無可比擬的優(yōu)越性：

①膠原大分子的螺旋結(jié)構(gòu)和存在結(jié)晶區(qū)。使其具有一定的熱穩(wěn)定性；

②膠原天然的緊密的纖維結(jié)構(gòu)，使膠原材料顯示出很強(qiáng)的韌性和強(qiáng)度，適用于薄膜材料的制備；

③大最膠原被用作制造腸衣等可食用包裝材料。其獨(dú)特之處是：在熱處理過程中。隨著水分和油脂的蒸發(fā)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(fā)現(xiàn)具有這品質(zhì)；

④由于膠原分子鏈上含有大量的親水基團(tuán)。所以與水結(jié)合的能力很強(qiáng)。這一性質(zhì)使膠原在食品中可以用作填充劑和凝膠；

⑤膠原在酸性和堿性介質(zhì)中膨脹，這一性質(zhì)也應(yīng)用于制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(yù)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。并可增高體內(nèi)某些缺乏的必需微量元素的。從而使其維持在一個(gè)相對(duì)正常的范圍之內(nèi)。是一種理想的減肥降血脂食品此外，膠原蛋白在協(xié)助機(jī)體排出鋁質(zhì)。減少鋁質(zhì)在體內(nèi)聚集方面也有獨(dú)特之處。鋁對(duì)人體有害，研究表明，日前逐漸增多的老年癡呆癥與鋁的攝入量有關(guān)同時(shí)膠原蛋白有加速血紅蛋白和紅細(xì)胞生成的功效，它具有改善循環(huán)、對(duì)冠心病、缺血性腦病有利。

膠原蛋白能使血管正常動(dòng)作，所以與預(yù)防動(dòng)脈硬化、高血壓有密切的關(guān)系；而癌細(xì)胞對(duì)生命體而言是一種異物。膠原蛋白會(huì)包住癌細(xì)胞。預(yù)防它增值或轉(zhuǎn)移。適合糖尿病、腎臟病患等重癥患者攝取優(yōu)質(zhì)高蛋白保健食品。

可以作為一種補(bǔ)鈣食品

膠原蛋白的特征氨基酸羥基脯氨酸是血漿中運(yùn)輸鈣到骨細(xì)胞的運(yùn)載工具。骨細(xì)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(gòu)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(jī)體鈣質(zhì)的攝入量。膠原蛋白可成制成補(bǔ)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(wǎng)，它會(huì)牢牢地留住就要流失的鈣質(zhì)。沒有這張充滿小洞的網(wǎng)，即便是補(bǔ)充了過量的鈣，也會(huì)白白地流失掉。通常情況下，骨質(zhì)總量中的鈣、鎂、磷等無機(jī)物質(zhì)僅占總量的百分之幾，而膠原蛋白等有機(jī)物質(zhì)卻要占超過80%。對(duì)運(yùn)動(dòng)人群來說，關(guān)節(jié)的不斷劇烈磨損會(huì)形成軟骨損傷，短期內(nèi)乃至永久地得不到恢復(fù)。對(duì)一般人來說，在25歲之后，體內(nèi)的膠原蛋白就開始逐漸流失，尤其是女性，由于年齡造成的體內(nèi)激素失調(diào)，流失的速度要比男性快數(shù)倍。因此維持關(guān)節(jié)和骨骼健康的最佳辦法就是及時(shí)地補(bǔ)充鈣質(zhì)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(nèi)分泌失調(diào)。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松面對(duì)各種不適。

膠原蛋白中含有大量甘氨酸。在人體內(nèi)不僅參與合成膠原。而且還是大腦細(xì)胞中是一種中樞神經(jīng)抑制性遞質(zhì)。以產(chǎn)生對(duì)中樞神經(jīng)的鎮(zhèn)靜作用，對(duì)焦慮癥、神經(jīng)衰弱等有良好的治療作用膠原蛋白食品。在胃里可以抑制蛋白質(zhì)因胃酸作用引起的凝聚作用。從而有利于食物的消化：還有抑制胃酸和胃原酶分泌的作用?？蓽p輕胃潰瘍患者疼痛。促進(jìn)胃潰瘍愈合。

膠原蛋白是身體免疫作用中負(fù)責(zé)重要功能的阿米巴細(xì)胞清掃異物的感知器。因此對(duì)預(yù)防疾病很有幫助。

作為食品添加劑使用：

在肉制品中用做肉制品改良劑。膠原蛋白的水解產(chǎn)物明膠。通過破壞膠原蛋白分子內(nèi)的氫鍵，使其原有的緊密超螺旋結(jié)構(gòu)被破壞。形成結(jié)構(gòu)較為松散的小分子，加入肉制品中可以改善結(jié)締組織的嫩度。使其具有良好的品質(zhì)。增加蛋白質(zhì)含量+既口感好又有營養(yǎng)。MeuUenet等人的研究表明。加膠原量2％，水20％左右時(shí)。臘腸的感觀、質(zhì)地和口感(潤(rùn)滑感)最好。同時(shí)膠原蛋白與其他蛋白質(zhì)一樣具有良好的染色性，根據(jù)制品的需要?？梢杂眉t曲等食用色素將其染成近似于肌肉組織的桃紅色。使消費(fèi)者易于接受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(diǎn)較低．易溶于熱水中，具有入口即化的特點(diǎn)，常用作餐用膠凍、糧食膠凍、果凍等。在冰淇淋、雪糕等生產(chǎn)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(xì)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(rèn)的最高級(jí)的膠澄清劑，在啤酒和葡萄酒行業(yè)。魚膠和明膠作為沉降、澄清劑，可以取得十分好的效果．產(chǎn)品質(zhì)量也非常穩(wěn)定。在果酒釀造過程中也起到增稠劑，乳化劑，穩(wěn)定劑，澄清劑等作用。在茶飲料的生產(chǎn)中，明膠可以防止茶飲料長(zhǎng)期存放引起的混濁。改善茶飲料品質(zhì)的目的。

乳制品

膠原多肽可廣泛用于中性乳飲料、酸性乳飲料、鮮牛奶、酸奶等液態(tài)乳制品巾，起到抗乳清析出、乳化穩(wěn)定等功效。也可添加于奶粉中，既可提高奶粉的營養(yǎng)價(jià)值。又可增強(qiáng)奶粉的功能性，加速骨骼發(fā)育、增強(qiáng)智力、提高機(jī)體的免疫力。

糕點(diǎn)糖果

膠原多肽可添加至面包中，添加量為3％～5％，可延長(zhǎng)面包的老化時(shí)間。提高面包的體積及面包的松軟度。明膠具有吸水和支撐骨架的作用，其微粒溶于水后．能相互交織成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，凝聚后，糖與水可以充塞。使柔軟的糖果保持穩(wěn)定形態(tài)，承受較大的荷載也不會(huì)變形。提高糖果的營養(yǎng)價(jià)值，可開發(fā)低熱量糖果。

可以作為食品包裝材料使用：

人造腸衣

近年來，各類香腸制品在肉制品中所占的比例越來越大。天然的腸衣制品嚴(yán)重缺乏。研究人員正致力于替代品的開發(fā)以膠原蛋白質(zhì)為主要的膠原腸衣本身是營養(yǎng)豐富的高蛋白物質(zhì)。在熱處理過程中，隨著水分和油脂的蒸發(fā)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(fā)現(xiàn)具有這種品質(zhì)。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(fēng)味和質(zhì)量。尤其是香腸類制品。人造膠原腸衣同時(shí)還具有口感好、透明度高、制作工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，利于大量生產(chǎn)，開發(fā)前景好。

包裝膜

膠原蛋白可以用作果脯蜜餞等內(nèi)包裝膜。輔加以甘油、caCl2等添加劑，提高膜的機(jī)械性能，成為既美觀又有良好的機(jī)械性能，同時(shí)也是一種營養(yǎng)載體?？墒承缘哪z原蛋白包裝膜。一般具有良好的抗張強(qiáng)度、熱封性和較高的阻氣、阻油、阻濕性等。可以廣泛用于各類食品的保鮮。

涂層材料

明膠作為涂層材料在食品表面具有諸多優(yōu)點(diǎn)：

①避免食品氧化．抑制氨基酸和糖類之間的美拉德反應(yīng)；

②防止粉末狀、顆粒狀的糖類食品吸潮結(jié)塊僵硬現(xiàn)象；

③使食品表面有光澤；

④作為穩(wěn)定劑，防止產(chǎn)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(hù)膜．可以保證食品的天然風(fēng)味和新鮮度；

⑥防止食品腐敗。延長(zhǎng)食品的保存期；

⑦提高揮發(fā)性食品成分的保存性；

⑧調(diào)整溶解度，等等。

膠原蛋白作為一種重要的天然蛋白質(zhì)資源，無論在生物醫(yī)學(xué)、食品保健還是在化妝品、紡織行業(yè)中的應(yīng)用都十分廣泛。綜合利用方面的研究進(jìn)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(yè)中的發(fā)展具有廣闊的應(yīng)用前景。