牛骨胶原蛋白肽功效研究进展

　　【摘要】 牛骨胶原蛋白肽是牛骨经过酶解、分离纯化等手段制备的具有生理活性的物质。通过围绕牛骨胶原蛋白肽抗高血压、保护骨健康、抗菌、抗氧化和免疫调节等主要功效展开研究综述，以期为高效开展牛骨胶原蛋白肽基础研究和临床应用提供思路。

　　牛骨的胶原蛋白主要为Ⅰ型胶原蛋白，胶原蛋白肽为主要含Gly-X-Y 的重复结构，研究表明当胶原蛋白以三肽形式摄入时，水解产物能被人体有效吸收[1]。牛骨约占牛体积的20%，是肉牛产业中的主要副产物之一，牛骨中蛋白含量为 16% ～ 25%，其中胶原蛋白是主要蛋白，占总蛋白的80% ～ 90%[2-3]。目前大部分牛骨被用于生产骨泥、骨粉、骨油、骨胶，也作为磷酸钙制剂或动物饲料的原料，产品附加值较低[4-7]，而牛骨中的胶原蛋白经过酶解、分离纯化等手段得到的胶原蛋白肽，具有抗高血压、保护骨健康、抗菌、抗氧化和免疫调节等功效，对于改善人体健康具有重要意义 [8]。研究围绕牛骨胶原蛋白肽功效开展研究综述，以期为高效利用牛骨胶原蛋白肽的科学研究和临床应用提供思路。

　　1 促进骨合成及代谢功效

　　研究表明胶原蛋白肽对骨质疏松症缓解发挥积极作用[9-10]，刘俊丽等研究发现0.3mg/ml 的牛骨胶原蛋白能显著促进人成骨细胞的增殖，是一种良好的防治骨质疏松的营养补充剂[9]。Ye 等制备了一种新型促成骨细胞增殖的牦牛骨胶原蛋白肽，发现在0.5mg/ml 的浓度下处理96h，成骨细胞增值率高达175.4%，通过质谱鉴定，发现有28 条肽来自Ⅰ 型胶原蛋白α1 链，有31 条肽来自Ⅰ型胶原蛋白 α2 链[10]。叶孟亮等通过去卵巢骨质疏松大鼠模型发现分子量小于3kDa 的耗牛骨胶原蛋白肽在100、 200、500mg/kg 的剂量下可以让大鼠骨弹性载荷和断裂载荷明显上升，显著提高大鼠骨小梁数目、密度、厚度和骨体积分数，降低了骨小梁间距[11]。此外，已有临床实验表明，绝经后骨质疏松妇女口服补充胶原蛋白肽能够调节骨代谢平衡，通过增强骨合成，降低骨吸收，使身体骨量增加，减少绝经后骨质疏松妇女的骨质流失[12]。

　　2 改善皮肤及愈合伤口作用

　　胶原蛋白肽可以在营养美容产品中作为生物活性成分使用，能改善皮肤的基本状况和皮肤构造，可改善皮肤屏障功能，诱导胶原蛋白和透明质酸的合成以及促进成纤维细胞生长和迁移，有助于伤口愈合和修复紫外线UV 对皮肤的伤害[13]。Asserin 等研究发现，连续8 周每天口服鱼源和猪源胶原蛋白肽10g，真皮中的胶原蛋白密度增加，而真皮胶原蛋白网络的断裂显著降低，皮肤水合作用显著增加[14]。Wang J 等研究发现，剖宫产后的大鼠，以每千克体重口服1.125g 剂量的胶原蛋白肽可以加快胶原蛋白沉积和增加组织血管生成，促进伤口收缩，从而改善愈合情况[15]。Tanaka 等发现按照每天每千克体重口服摄入0.2g 剂量的胶原蛋白肽( 提自罗非鱼鳞片) 可抑制由UV-B 辐射产生的皮肤水分减少和表皮增生，以及可溶性Ⅰ型胶原蛋白降低等皮肤问题[16]。

　　3 免疫活性

　　Gao 等研究发现，口服牛骨胶原蛋白肽可调节环磷酰胺诱导的免疫抑制BALB /c 小鼠的先天性( NK 细胞活力和细胞因子浓度) 和适应性( 脾淋巴细胞增殖和免疫球蛋白浓度) 免疫功能，低剂量的牛骨胶原蛋白肽摄入减少了内部器官的收缩并增加了白细胞的浓度[17]。表明胶原蛋白肽可增加先天免疫力和适应性免疫力，从而预防或改善免疫抑制。

　　4 抗氧化活性

　　多肽的抗氧化活性与他们的氨基酸组成、结构、疏水性、分子量等都有关，胶原蛋白肽氨基酸组成中的甘氨酸( Gly) 、丙氨酸( Ala) 、脯氨酸( Pro) 、蛋氨酸( Met) 、半胱氨酸( Cys) 、酪氨酸( Tyr) 含量使其具有螯合和清除自由基的能力[18]。Ku 等发现牛骨胶原蛋白肽DPPH( 1，1- 二苯基-2- 三硝基苯肼) 自由基清除率高达72.81%，超氧阴离子自由基清除活性高达11.88±0.59 SOD U/g，具有较强抗氧化能力[19]。王晨等利用酶解得到牛骨胶原蛋白，发现在80g/L 浓度下，其对超氧阴离子清除率可达 63.86%，对羟基自由基清除率为99.55%，具有较好抗氧化性[20]。目前对于牛骨胶原蛋白肽的抗氧化活性研究较少，胶原蛋白肽的抗氧化活性研究较多的来自鱼源[21-22]。

　　5 抑菌作用

　　目前，抗菌肽成为对常规抗生素产生耐药性细菌的新克星，它能迅速杀死广泛的传染源并调节先天和适应性免疫，是保鲜剂研究的一个新方向[23]。抗菌肽既具有抗感染化合物作用，又能穿透细胞，将药物内化到细菌和真核细胞[24-26]。牛骨胶原蛋白含有较多的脯氨酸，已有研究表明其具有抑菌作用[27-28]。张顺亮等研究发现，风味蛋白酶和中性蛋白酶的酶解液对金黄色葡萄球菌有抑菌效果，抑菌圈直径为6.03 和7.97mm，动物复合蛋白酶、风味蛋白酶和胰蛋白酶对肠炎沙门氏菌具有抑菌效果，其抑菌圈直径分别为8.67、9.10、9.03mm[27]。Pier Paolo 等通过在火鸡制品中添加1.5% 的骨胶原蛋白肽，菌落数明显减少[28]。

　　6 抗高血压和血管紧张素( ACE) 抑制功效

　　蔡丽华等通过酶解、超滤等手段制备得到分子量小于5000Da 的牛骨胶原蛋白肽，它是一种竞争性抑制剂，可以与ACE 结合从而减少ACE 酶催化 ACE-Ⅰ转化为导致血压升高的ACE-Ⅱ，由此可以起到降压作用[29-31]。Lafarga 等以牛骨胶原蛋白为原料，通过多肽数据库和计算机模拟软件预测牛骨胶原蛋白肽是具有ACE-Ⅰ抑制活性的多肽，并经化学合成后验证其体外活性，发现脯氨酸含量丰富的胶原蛋白是制备ACE 抑制肽的优质来源，说明牛骨胶原蛋白肽具有促进心脏健康作用[32]。

　　7 讨论

　　长期以来，胶原蛋白肽的多种功效已经引起学术界关注，但其在市场化过程中也遇到了一些挑战，例如胶原蛋白的高效提取、储存过程中的稳定性以及临床实验不足等问题。采用牛骨制备胶原蛋白肽是提高牛骨利用率的有效方法。由于牛骨物料的特殊性( 胶原蛋白含量丰富的同时矿物质较多，物料坚硬) ，选择绿色、高效、安全的提取工艺是制备高品质肽产品的关键, 同时，在食品储存过程中保持胶原蛋白肽的稳定性对于其生理活性至关重要[33-35]。此外，虽然目前已有较多体外细胞模型及动物模型研究了胶原蛋白肽的功效，以及部分营养干预实验验证了在摄入胶原蛋白肽的人群血浆或组织中可以检出胶原蛋白特异性氨基酸羟脯氨酸[36-38]，但对牛骨源胶原蛋白肽的安全性、生物利用率及体内功效等有关方面的认识，仍需要做进一步的分析研究、归纳总结和临床验证。

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