猪蹄胶原蛋白的营养价值及应用研究

◎ 秦晓佩，束俊霞

（1.上海中侨职业技术学院食品学院，上海 201500；2.漯河食品职业学院食品工程系，河南 漯河 462000）

猪蹄是一种味美、营养丰富的食物，也被称为猪手、猪脚，前蹄为猪手、后蹄为猪脚，其因物美价廉、味美汤鲜、口感好等优点而备受喜爱[1]。猪蹄的蛋白质含量很高，而且大部分是胶原蛋白，脂肪含量较低，因此在食用时感觉不太肥腻。机体通过摄取食物获得蛋白质，但不能直接吸收蛋白质，只能将蛋白质分解成氨基酸后才能吸收。猪蹄中含有的大分子胶原蛋白通常以水溶液的形式存在，当机体摄入猪蹄后，同样将猪蹄胶原蛋白分解成机体所需的各种氨基酸，这些氨基酸一部分被机体吸收利用，一部分又构成机体胶原蛋白贮存于人体组织细胞中，从而改善机体细胞的营养循环和新陈代谢，保持人体皮肤光滑、润泽、白嫩、有弹性。猪蹄中除含有较多的蛋白质之外，还含有钙、磷、镁、铁等矿物质，以及维生素A、维生素D、维生素E、维生素K等脂溶性维生素。

胶原蛋白是一种生物高分子胶类物质，又称胶原（collagen），是动物结缔组织的主要构成成分，在哺乳动物体内的含量也最丰富，占蛋白质总量的25%～30%。胶原蛋白最普遍的结构是复合三螺旋结构，其分子结构非常稳定[2]。随着胶原蛋白的不断研究，其因良好的生物可降解性、相容性以及生物活性，在食品工业、保健食品、化妆品、生物医学和制造业等领域得到了广泛应用。

1 猪蹄胶原蛋白的营养价值

1.1 美容养颜

在日常生活中，经常会听到人们说猪蹄具有美容养颜的作用。通过对猪蹄营养成分的研究可知，猪蹄中含有丰富的胶原蛋白，胶原蛋白的存在赋予了猪蹄美容养颜这一功效。胶原蛋白属于不完全蛋白质，是一种生物大分子胶类物质，也是构成人体上皮、牙齿、骨骼、筋腱等组织的主要结构物质。但人体若以胶原蛋白作为唯一的蛋白质来源，会引起蛋白质摄入不足，严重者会出现生命危险。胶原蛋白的化学组成、结构赋予了其护肤的功能。胶原蛋白的大分子空间结构不仅有利于维持细胞的可塑性，而且还有利于维持人体细胞的贮水能力。猪蹄胶原蛋白的结构与人体皮肤胶原蛋白的结构相似，属于非水溶性纤维状含糖蛋白质，而且有着很好的保湿作用。在机体的相对湿度在70%时，胶原蛋白仍可保持其自身重量45%的水分。而当机体尤其是皮肤中胶原蛋白缺乏时，上皮组织细胞的代谢减慢，细胞的可塑性出现不完整的状态，最终导致人体多种器官组织萎缩，弹性下降，皮肤和黏膜干燥，出现皱纹，所以机体缺乏胶原蛋白是造成皱纹增多的一个重要原因。另外，猪蹄胶原蛋白除了能保护皮肤外，还具有促进毛发、指甲生长，保持毛发光泽的重要作用。

1.2 防癌与抗衰老

近年来，人们对人体衰老原因进行研究，发现其原因之一在于机体细胞的蛋白质分子与水交叉结合，产生一个“冰结区”[1]，从而减弱和抑制了细胞的新陈代谢，使细胞的可塑性出现递减状态，进而造成人体多种组织器官衰退萎缩，收缩力和弹力下降，表面皮肤及黏膜干燥等缺水状态。同时，在对癌症病人的临床研究中发现，癌细胞中的结合水数量明显不足，这说明结合水与癌症的发生可能存在一定的关系，常见一些癌症患者体重迅速降低，这可能与体内细胞贮水机能出现障碍有关。胶原蛋白的吸水特性使其能够及时贮水及改善细胞的水代谢。另外，还有研究表明，当机体缺少胶原蛋白时，机体的贮水机能会发生障碍，甚至过多失去水分，机体失水过多又会造成细胞内其他物质的水分减少，比如细胞中的遗传物质细胞核会在这种情况下失去30%的水分，造成细胞核中DNA分子结构中的双键分解消失，人体赖以生存的遗传物质消失也就意味着人体生命的结束。因此，胶原蛋白属于改善细胞的营养状况及抗衰老、防癌的最佳营养物质，对今后研究猪蹄胶原蛋白具有更深远的意义。

中华五千年文明历程中，中医在抗衰老与防癌方面作出了巨大贡献。人们食用的阿胶、龟板胶、鳖甲胶、鹿角胶等胶体物质，通常被作为滋阴补阳、强身健体、补精益气的秘方，在很多方面都发挥了重要作用。这些胶类物质大部分含有胶原蛋白，在一定程度上是胶原蛋白发挥的功效。猪蹄胶原蛋白具有抗衰老、防癌作用的机理是猪蹄中胶原蛋白具有的独特空间结构赋予其多种特性，特别是吸水和贮水特性通过水分代谢影响机体或者细胞的代谢和某些生理功能，从而使细胞具有充足的水分，增强抵抗力，起到延缓衰老和抑制癌症的作用。

1.3 养神安眠

食用猪蹄对中枢神经具有镇静的作用，尤其在中枢神经过度兴奋时能够减轻这种兴奋，并且改善神经衰弱、失眠及焦虑的状况。这是因为猪蹄含有丰富的胶原蛋白，而胶原蛋白经过消化道消化分解后会生成大量甘氨酸。另外，甘氨酸也存在于人体脊髓的中间神经元中，当中间神经元遭受破坏时，补充甘氨酸可以起到很好的保护作用。甘氨酸还能抑制脊髓运动神经元和中间神经元的兴奋性。所以，食用富含甘氨酸的猪蹄对调整正常的中间神经元的功能活动有积极作用。由于甘氨酸对中枢神经有镇静作用，人们还发现，当机体出现小腿抽筋或麻木，或由某些药物引起的痉挛现象时，食物中的猪蹄汤等会有一定治疗和缓解作用。

2 胶原蛋白的应用

2.1 胶原蛋白在化妆品中的应用

近年来，胶原蛋白类化妆品以性能温和、功能多、使用安全等性能而迅速发展。胶原蛋白属于细胞外基质结构蛋白，其良好的抗原性和生物相容性使其在化妆品中的应用日渐广泛。胶原蛋白在化妆品中的效用主要表现在以下几个方面：①营养特性。胶原蛋白是蛋白质中的一种，由多种氨基酸结合而成。当胶原蛋白进入皮肤组织内层，分解生成的氨基酸可提供给皮肤所必需的营养成分，能够维持胶原纤维的稳定性、完整性和生物活性，并改善皮肤细胞的生存环境，从而促进上皮组织的新陈代谢，达到营养滋润皮肤的目的[3]。②修复特性。皮肤组织对胶原蛋白有良好的吸收作用，胶原蛋白能够补充皮肤细胞所需的氨基酸，使受损老化的皮肤组织得到修复[4]。③保湿特性。胶原蛋白由三螺旋结构组成，形成了广阔的空间，而且胶原蛋白具有丰富的阴离子侧链，形成大量的亲水基。这些亲水基主要有甘氨酸、羟脯氨酸、羟赖氨酸等，这些天然保湿因子是保持皮肤水分的重要物质[5]。④亲和特性。胶原蛋白的生物相容性良好，易通过物理吸附作用与皮肤结合，并且不会产生任何排异反应。一般来说，胶原蛋白补充到体内几周后，能够逐渐与体内的成纤维细胞、脂肪细胞及毛细血管结合，生成机体自身的胶原蛋白，因此，胶原蛋白与机体结构蛋白的亲和性较好。⑤伸缩特性。大多数胶原蛋白在皮肤组织中起着支架、连接的作用，由于其很好的弹性，对皮肤的伸缩以及皮肤自动恢复原状等性能发挥着十分重要的作用。⑥抗皱特性。胶原蛋白的结构与皮肤角质层结构具有相似性，当胶原蛋白渗透入皮肤表层，能够被皮肤充分吸收，并在皮肤表面形成一层极薄的膜，从而使皮肤丰满、舒展，同时提高皮肤密度，具有抗皱作用[6-7]。

2.2 胶原蛋白在可食膜中的应用

以蛋白质为基质，以甘油等作为增塑剂做成的膜为蛋白膜，蛋白质膜的阻气性能比较突出[8]。胶原蛋白是一种富含多种人体必需氨基酸的蛋白质，具有多种生理功能。目前，胶原蛋白在食品行业中的应用主要集中在可食包装膜，即以可食用的胶原为原料，经过交联而制成的包装材料，应用于可食性食品包装[9]。在国外，大多数研究集中在鱼胶原蛋白膜的良好拉伸性能上。在国内，胶原蛋白被用于可食膜的应用研究中。

胶原蛋白膜具有阻隔氧气、油脂和水分，携带抗氧化剂及抗菌剂载体、保持香气等功能，常作为用于包装酸奶、肉制品、药物的胶体和食品配辅料。另外，胶原蛋白膜还可用作香肠、冻肉的可食性肠衣，可可粉、咖啡、香料的可食性包装以及药用胶囊等[10]。

胶原蛋白膜不仅可保持各种食品结构的完整、可食性，延长货架期，还能起到营养强化的作用，因此被广泛应用。据相关研究资料显示，胶原蛋白膜是最广泛、效果最好的可食性蛋白膜。

2.3 胶原蛋白在生物医学方面的应用

胶原蛋白在哺乳动物体内分布最广泛、含量最高。基于胶原蛋白的生物活性，其能在机体内形成高分子聚合体，构成主要的细胞外基质成分，参与细胞迁移、分化及增殖。对创伤愈合有良好作用。同时，由于胶原蛋白具有生物可降解性及弱抗原性，使其可作为一种理想的天然大分子医用材料[11]，主要表现在2个方面：①胶原蛋白可作为胶原药膜，起到药物载体的作用，胶原蛋白以其良好的可降解性，能用于药物控制释放系统，改变药物释放速度。②胶原蛋白可作为透析和固化酶的载体[12]。除此之外，研究还发现胶原蛋白制成的海绵状具有良好的吸水及渗水能力，可起到良好的局部止血效果；同时胶原蛋白对创伤面有良好的黏附性，短时间内按压就可进行止血，使用起来也很方便。经常食用猪蹄，对防治进行性肌营养障碍、改善微循环、预防消化道出血以及失水性休克等均有重要意义。

2.4 胶原蛋白在保健食品方面的应用

胶原蛋白可以作为一种补钙剂用于保健食品。人体骨骼的主要组成成分是钙、磷和蛋白质，其中骨组织中的胶原蛋白作为这些钙质和磷质的黏合剂，共同构成了骨骼的主体[13]。胶原蛋白与骨质疏松症的发生机制、早期诊断、配合药物治疗、预测骨折危险性等都具有重要的关联性。有研究表明，钙的补充应与胶原蛋白的补充结合起来，人体摄入充足的胶原蛋白会提高对钙的摄取能力。因此，胶原蛋白可作为一种补钙的保健食品。

胶原蛋白也可应用于其他保健食品。研究表明，胶原蛋白是一种理想的降血脂食品，将胶原蛋白与果胶、麦麸等按一定比例制作成食品，人体食用后有利于降低体重和血脂，还可降低血甘油三酯和胆固醇，防止动脉粥样硬化等相关疾病的发生。胶原蛋白还对焦虑症、神经衰弱等有良好的治疗作用，可作为预防疾病食品，这是因为胶原蛋白中含有大量甘氨酸，甘氨酸作为大脑细胞中一种中枢神经抑制性递质，对中枢神经有镇静作用。胶原蛋白在胃里有利于食物的消化，其很好地抑制了蛋白质因胃酸作用引起的凝聚，还可以抑制胃酸和胃原酶的分泌，可以减轻胃溃疡患者疼痛，促进胃溃疡愈合。最后，胶原蛋白可增加体内某些必需微量元素的摄入，从而使其维持在一个相对合理的范围，避免缺乏症的发生[14]。

2.5 胶原蛋白在生物活性肽方面的应用

现代营养学研究发现，人类通过食物摄取的蛋白质在体内被消化分解后，大部分是以小分子肽的形式被吸收利用，只有一小部分是以游离氨基酸的形式被吸收利用。随着分子生物学的不断研究，有实验表明，小分子肽比游离氨基酸消化更快、吸收更多，也说明肽的生物活性和营养价值比游离氨基酸更高。目前关于胶原蛋白肽的生物活性研究也在不断进行，主要集中在降血压肽、抑制血小板凝结活性肽、抗氧化肽、抗肿瘤肽等方面。

降血压肽主要通过抑制ACE的活性来实现降压功能，达到治疗高血压的目的。抑制血小板凝结活性肽主要是通过抑制ADP诱导的血小板凝集。抗氧化肽不仅能清除体内绝大多数的自由基，而且对由自由基诱导的脂质过氧化和紫外线引起的线粒体损伤具有明显的抑制作用。此外，抗氧化肽的抗氧化特性还包括螯合金属离子、为抗氧化酶提供氢等。还有研究发现，胶原蛋白在生物活性肽方面的应用还包括调节神经、提高免疫活性、抗菌等。随着胶原蛋白肽的不断研究，其还会发挥更大的作用。

3 结论

猪蹄的高营养价值主要取决于胶原蛋白。猪蹄中的胶原蛋白与其他哺乳动物胶原蛋白的应用相似，其良好的生物活性、相容性以及生物可降解性越来越受到人们的重视，尤其在保健食品和食品领域发挥重要的作用。随着人们对健康的重视，胶原蛋白的保健功能正在被人们熟知，胶原蛋白还有着许多实际的和潜在的应用，其他更前沿方面的研究也正逐步成为研究的热点。胶原蛋白可以和其他生物材料结合以应用于不同的临床需求。随着我国科技的不断进步以及科研学者的更深入研究，猪蹄胶原蛋白用于开发营养健康的高附加值产品有着广阔的发展前景。

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