胶原蛋白肽,你了解多少? | 产品品质关键点

如今胶原蛋白肽作为新型的生物科技产品备受瞩目,因其应用上的独特功效日益被越来越多的消费者所青睐,成为食品行业和保健品行业、日化行业、医药行业所竞相关注的焦点。

 

胶原蛋白肽

 

我们会用三篇文章一起来深入分析胶原蛋白肽。今天主要结合国家标准,一起探讨胶原蛋白肽终端产品品质体现的关键点。

 

食品安全国家标准胶原蛋白肽GB31645-2018定义,胶原蛋白肽是以富含胶原蛋白的新鲜动物组织(包括皮、骨、筋、腱、鳞等)为原料,经过提取、水解、精制生产的,相对分子质量低于10kDa的产品。

 

从定义中可以看到三个关键词:原料、水解、相对分子质量。分别对产品的原料来源、生产工艺及关键指标进行了限定。

 

1原料来源

胶原蛋白原料来源分为两个方面:不同动物来源的原料和不同部位来源的原料。

 

不同动物来源主要包括陆源性畜禽(牛、猪居多)皮骨、淡水鱼鱼皮鱼鳞以及深海鱼皮。从生理功效来看,目前国内外研究尚未证明孰优孰劣,单从不同原料来源的胶原蛋白肽中含有的特征性氨基酸羟脯氨酸含量来看,畜禽皮>淡水鱼皮鱼鳞>深海鱼皮。

 

不同部位来源胶原蛋白是一类蛋白质的总称,具有多样性和组织分布的特异性,如皮肤中主要含有Ⅰ型、Ⅲ型胶原,肌腱中主要含有Ⅰ型胶原,软骨中则主要含有Ⅱ型胶原。即动物的不同部位含有的胶原蛋白有所不同。

 

2水解工艺

胶原蛋白水解工艺主要包括酶水解、酸水解、碱水解、中性盐水解、热水水解、微波水解、超声水解等。每种水解工艺都有各自的优劣点:酸水解能较完整保留胶原蛋白的空间三螺旋结构,但耗时长、效率低、污染大;碱水解效率高,但可能会产生消旋作用,导致结构变异,得到旋光性化合物,得到胶原分子不完整,纯度低;中性盐制备法会对胶原的稳定性产生一定的影响,同时增加灰分,后期除盐将会导致胶原大量损失;热水法具有操作简单、快速的特点,但可能会致使部分胶原变性;酶解法具有条件温和可控、反应专一、营养流失少、提取率高等优点,通常使用的酶包括碱性蛋白酶、中性蛋白酶、菠萝蛋白酶和木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶等。因此国内外普遍采用酶解法制备胶原蛋白肽。

 

酶解制备胶原蛋白肽的工艺流程

酶解制备胶原蛋白肽

 

国内胶原蛋白肽酶解工艺的相关研究集中在酶解条件的优化上,即从酶的选取与组合、酶用量、酶解温度、pH值和酶解时间的控制等方面进行研究,并采用高温、高压、微波或超声波等辅助手段得到最优酶解条件,使胶原的三维螺旋结构松散化,为酶解反应提供了更多的酶解位点,使酶解效率提高。

 

由于酶的专一性,采用单酶水解胶原蛋白只能分解其中一些具有特定结构的肽键。因此,底物结构对单酶水解效果有较大影响。随着水解时间增加,水解度不再增加,而且水解程度受限,所得胶原肽的分子量一般比较大。为了避免单酶水解的这一缺陷,近年来出现了采用多种酶复合法对胶原蛋白进行水解的报道。多种蛋白酶的复合,可以发挥不同酶的水解特性,优势互补,实现对胶原蛋白的多位点剪切。因此,所得酶解产物的水解度较高,有利于提高底物转化率,缩短水解时间。多酶水解还可以减少因为单酶水解不彻底,造成疏水性氨基酸含量较高而引起酶解液苦味较重、腥味较重、酶解液风味不足等不利结果。

 

3胶原蛋白肽功效与分子量关系

目前国内外厂家生产的胶原蛋白肽产品的分子量一般在102~104Da级范围内,因原料来源、生产工艺(包括酶的选择、时间、温度)等因素不同而有所区别。国内胶原蛋白肽生产企业往往在推广过程中为了突出自己产品的需要,宣传某一特定分子量段功效更突出,如有的提出分子量1kDa以下的小肽功效最好,有的认为分子量3kDa以下的小肽功效好,等等。研究表明,分子量1~3kDa具有最强羟自由基、ABTS自由基清除能力和ACE抑制活性,分子量<1kDa具有最强的DPPH自由基清除能力,而蛋白质经酶解后形成的二肽和三肽可以不经消化,能够迅速被吸收,比游离氨基酸的吸收率提高2~2.5倍,具有更高的营养价值和生理功能。不过由于胶原蛋白肽本身具有增强皮肤保湿性、健骨等活性多样性,而不同的功能性要求产品的结构不同,显然不同原料来源或不同工艺生产的胶原蛋白肽即使分子量特征接近,其具体功效也有差异。

 

蛋白原料酶解

 

如何充分利用胶原蛋白原料,提高有效成分含量。下期文章我们会重点探讨胶原蛋白肽产品开发主要聚焦的五大重点问题。

酶制剂助力蛋白加工

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