水解纤维蛋白的安全性

水解纤维蛋白的安全性

在美国和欧洲，亲水食品被广泛应用于药物和食品中。美国FDA和其他监管机构认可水解胶原蛋白产品为“普遍认为安全的”(GenerallyRecognizedasSafe,GRAS)。近年来的体外实验、动物试验和临床研究显示,来自动物骨骼和皮肤的胶原蛋白抗原性低,能缓和化妆品中表面活性剂对毛发和皮肤的刺激作用,水解胶原蛋白(Peptan)具有明显的皮肤美容效应(吸水性好、溶解性好、保水性高、对成纤维细胞的趋化性等),从而增加皮肤的柔软度、弹性和抗皱纹等,现就其美容效应研究进展综述如下。1皮肤蛋白的提取胶原蛋白经过酶水解可成为水解胶原蛋白(hydrolyzedcollagen,又称胶原蛋白肽),从而改变了其物理化学性质(表面电荷、极性、疏水性等)。Peptan水解胶原蛋白是从经过健康检疫的动物骨骼和皮肤中提取的,用食用级稀酸洗脱骨骼和皮肤中的矿物质,提纯而成的骨或皮肤胶原蛋白;根据不同的皮肤原料(牛、猪或鱼)用碱或酸处理后,采用高纯度的反渗透水,在一定温度下提取出大分子的胶原蛋白质,再通过特殊的酶水解工艺,有效剪切大分子链,最完整地保留有效的氨基酸基团,而成为分子量在2000~5000道尔顿的水解胶原蛋白。生产过程通过多次过滤并去除杂质离子,达到最高级别的生物活性及纯度,并通过包括140℃高温的二次灭菌过程,确保细菌含量达到100个/g以下(这一微生物水平远高于1000个/g的欧盟标准),并通过特殊的二次造粒喷雾干燥,形成高可溶性,可被完全消化的Peptan水解胶原蛋白粉。易溶于冷水、易被消化吸收。2基础研究2.1氨基酸氨酸、羟脯氨酸、脯氨酸、丙氨酸吸水性是蛋白质吸附或摄取水分的能力。胶原蛋白酶解后形成水解胶原蛋白,大量亲水基团外露,导致吸水性明显增加。水解胶原蛋白含有高剂量的甘氨酸、羟脯氨酸、脯氨酸、丙氨酸(如Peptan水解胶原蛋白含甘氨酸20%、羟脯氨酸12%、脯氨酸13%、丙氨酸8%),吸水性更强。2008年,李卫林等比较胶原蛋白和不同分子量的胶原蛋白水解产物水解胶原蛋白的吸水性,结果显示:胶原蛋白吸水性为16.37%,水解胶原蛋白随着分子量从(2.7~4.5)×104降低到(0.65~0.95)×104,其吸水性从18.72%明显增加到25.21%。2.2nh2、-oh的数目蛋白质的水溶性取决于其分子中可电离基团和亲水基团的多少,胶原蛋白的水解造成肽键的断裂,导致一些极性亲水基团(如-COOH、-NH2、-OH)的数目增加,使蛋白质的疏水性降低,电荷密度增大,亲水性增加,水溶性提高。李卫林等通过测定氮溶解指数(NSI)比较胶原蛋白和不同分子量的胶原蛋白水解产物水解胶原蛋白的溶解性,结果提示:胶原蛋白溶解性为93.81%,水解胶原蛋白随着分子量从(2.7~4.5)×104降低到(0.65~0.95)×104,其溶解性从97.64%明显增加到100.00%。2.3蛋白凝胶的制备蛋白质的保水能力受到蛋白浓度、分子质量、离子种类、环境因素等的影响,通常用水分残存率表示。胶原蛋白水解程度的增加,水分残存率也逐渐增加。由于胶原蛋白中含有大量的极性氨基酸残基,如甘氨酸、丙氨酸等,胶原蛋白水解成水解胶原蛋白,亲水基团暴露增多,极性键更多的释放,与水分子的结合能力也因此增强,从而提高了胶原蛋白酶解产物水解胶原蛋白的保水性。李卫林等通过测定水分残存率比较胶原蛋白和不同分子量的胶原蛋白水解产物水解胶原蛋白的保水性,结果:在相同的时间间隔内,水解胶原蛋白随着分子量从(2.7~4.5)×104降低到(0.65~0.95)×104,其水分残存率逐渐增加。2.4皮肤弹性的变化1978年,Postlethwaite等定量测定人皮肤的成纤维细胞对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型人胶原蛋白和水解胶原蛋白的趋化反应。结果显示,胶原蛋白和水解胶原蛋白可能在体内对成纤维细胞有趋化刺激功能,吸引成纤维细胞,加速受损组织修复。2005年,Minaguchi等研究显示,摄入56天水解胶原蛋白(1.0g/kg/天)可引起胶原纤维直径显著增加到160~180nm,且平均纤维束直径也显著增加,硫酸皮肤素增加,透明质酸减少,从而改善力学性能,增加皮肤的柔软度和弹性。2006年,Matsuda等研究显示,摄入62天水解胶原蛋白(0.2g/kg/天)可显著增加成纤维细胞密度、胶原纤维直径和密度以及核心蛋白聚糖的硫酸皮肤素的百分比,提高真皮的胶原纤维形成,增加皮肤的机械强度,皮肤皱纹得到改善。Shigemura等研究指出,人摄入水解胶原蛋白后外周血中会出现脯氨酰-羟脯氨酸,脯氨酰-羟脯氨酸可能刺激皮肤的成纤维细胞生长,增加皮肤迁移的成纤维细胞数目,提高表皮细胞转换,加速水分透过肌肤层流动,增强皮肤保湿能力,预防深层皱纹的生成。3peptan水解胶原蛋白对皮肤健康改善作用的影响2009年,Tanaka等研究每日摄取水解胶原蛋白对重复紫外线B辐射引起的皮肤损伤的影响。结果:摄食水解胶原蛋白(0.2g/kg/d)能抑制紫外线B诱导的损伤(皮肤水合减少、表皮增生和可溶性Ⅰ型胶原蛋白减少)。结论:水解胶原蛋白作为营养素补充剂可有助于抑制紫外线B引起的皮肤损伤和光老化作用。2008年,日本东京的Souken等评估33名40~59岁妇女在冬季口服补充Peptan水解胶原蛋白对皮肤健康改善作用的双盲、安慰剂对照研究,受试者每天喝一次含10gPeptan水解胶原蛋白的饮料或者安慰剂饮料,共8周,结果:(1)Peptan组的妇女感觉肌肤的持水性显著提升;(2)Peptan组有68%妇女感觉皮肤干燥状况改善,没有感到洗脸后和化妆时皮肤那么紧绷干燥。结论:每日皮肤护理时常规口服Peptan水解胶原蛋白可以明显有效滋润皮肤,减少因皮肤干燥缺水引起的其他问题。2008年,法国里昂的Dermscan评估47名35~55岁的妇女在冬季口服Peptan水解胶原蛋白对改善皮肤健康的安慰剂对照研究,受试者每天分2次喝含有10gPeptan水解胶原蛋白粉的饮料(早上含5g,晚上含5g)或者安慰剂饮料,共12周,结果:(1)与安慰剂组比较,Peptan水解胶原蛋白组妇女感觉肌肤柔软度更好,弹性更大,肌肤明亮度更好;(2)Peptan水解胶原蛋白组没有发现任何不良反应;(3)通过临床检查和问卷调查显示Peptan水解胶原蛋白的耐受性好。结论:坚持每日服用Peptan水解胶原蛋白10g,连续12周,可以改善皮肤的基本状况和皮肤构造。4peptan水解胶原蛋白胶原蛋白酶解后形成水解胶原蛋白,其分子结构和分子量发生改变,使之吸水性、溶解性、保水性等功能特性发生变化。水解胶原蛋白分子质量较大者,相对疏水作用较强,能够较好的维持分子的构形,因而在两相体系中具有较好的吸油性、乳化性和乳化稳定性,因此,油性化妆品中要求添加水解程度较低的分子量较大的水解胶原蛋白;但是保湿型化妆品中就要求添加水解程度高的分子量小的水解胶原蛋白,其极性基团能够形成氢键、离子键等极性作用力,有较好的吸水性、溶解性和保水性。Peptan水解胶原蛋白的分子量有2000道尔顿和5000道尔顿的,分别适用于油性化妆品和保湿型化妆品。水解胶原蛋白对成纤维细胞的趋化性刺激皮肤的成纤维细胞生长,显著增加成纤维细胞密度、胶原纤维直径和密度、以及核心蛋白聚糖的硫酸皮肤素的百分比,使皮肤的机械强度增加,力学性能改善,柔软度和弹性增加,保湿能力更强,皮肤细小皱纹和深层皱纹得到改善。一般的水解胶原蛋白产品不含有所有必需氨基酸,通常被认为生物效价比较低。法国Rousselot的Peptan水解胶原蛋白有鱼、猪、牛3种水解胶原蛋白,含有9种必需氨基酸中的8种,其中甘氨酸、羟脯氨酸/脯氨酸和谷氨酸含量非常高,占氨基酸总量的50%以上,有FM(精细)粒度:≤18