長期以來,膠原蛋白因具有抵抗大部分蛋白分解酵素之分解作用,及其自然結構得以提供分子間產生交聯作用(cross linking)的特性,而廣泛的應用於食品與醫學美容工業。事實上,膠原蛋白與玻尿酸是維持肌膚平滑與豐潤的兩項重要成分,膠原蛋白是提供皮膚支撐的蛋白質,玻尿酸則是吸附水分、保濕及提供軟組織的多醣類。這兩項成分都會隨著年齡漸漸流失,比如說二十五歲之前,玻尿酸的含量很高,肌膚會維持在含水量最佳狀態,三十歲的肌膚,玻尿酸含量只有嬰兒期的65%,到了六十歲更掉到只有25%,失去支撐與水分的肌膚,也是老化的象徵。
皮膚可以分為表皮、真皮、皮下組織三個部份。表皮決定了肌膚是否健康美麗,真皮組織則提供皮膚的營養與彈性。真皮層結構呈網狀,主要組成為多醣體及蛋白質,可以將水分保留在真皮層中;在真皮層的網狀結構中,還有膠原蛋白(提供張力)和彈力蛋白(提供彈性)等纖維狀的蛋白質,其中膠原蛋白約佔75%。膠原蛋白主要分布在人體的結締組織中,作為骨骼、軟骨、肌腱、韌帶、血管、皮膚的構成材料。膠原蛋白主要的生理機能是作為結締組織的黏合物質、以提供相關結構一個安定、有力的支撐架構。當結締組織與肌肉或其他器官一起負責新陳代謝的機能時,膠原蛋白會發揮相關的生理機能,如吸附及運輸水分或離子。
電子顯微鏡下看到的膠原蛋白,是由互相平行、互不糾纏的膠原蛋白纖維所構成。透明無色的膠原蛋白纖維是由三條螺旋狀多肽鏈所組成的。根據多聚肽鏈的組成及排列,可以發現不同部位的膠原蛋白其主要差異在於胺基酸的結構。膠原蛋白富含甘胺酸(glycine)、脯胺酸(proline)、及羥脯胺酸(hydroxyproline)。目前人體中已知的膠原蛋白至少有19種,實際應用時應針對不同用途,使用正確種類。生物醫學材料目前最常用的膠原蛋白是屬於第I型膠原蛋白,此型膠原蛋白在皮膚含量最多,所以膠原的來源都取自牛皮或豬皮;此外,目前熱門的膠原蛋白商品也強調第I型,因為此類產品可促使第I型膠原蛋白增生,淡化眼紋、眼袋及陰影,並具保濕功能;作用在第IV型膠原蛋白者,則能使基底膜維持養分與水分的正常傳送。
膠原蛋白是一個使用較為普遍的保養品,可萃取自豬、牛、雞及魚等動物的皮膚,但不同來源的分子量會影響作用深度,大的停在皮膚表面保濕,小的可深入底層當養分。與胎盤素一樣,早期膠原蛋白大部分萃取自牛皮或牛筋,但受到狂牛症的侵襲,現在主要原料則以豬及深海魚類為主。台糖的「畜產研究所」研究團隊,自1998年開始以豬皮為原料,進行膠原蛋白萃取的研發工作,因此在屠宰過程中被視為廢棄物的豬皮也提煉成為化妝品原料。並於2000年推出「彈性因子」,也就是膠原蛋白原液上市,與胎盤素一起開啟了國內使用原液作為基礎保養的先河;其後台鹽公司自美國進口從牛皮萃取的膠原蛋白原液,製造成複方保養品出售,掀起膠原蛋白的另一波風潮。
植物性的膠原蛋白來源則為大豆等植物,因為大豆中含有高素質的蛋白質與豐富的維他命E,蛋白質可讓體內合成足夠的膠原蛋白,維持肌膚的正常結構與彈性;膠原蛋白在動物中無處不在,但植物萃取的膠原蛋白則不具與人類膠原蛋白相似的結構。目前國內已有數家公司有萃取膠原蛋白的技術,大部分皆為畜牧產業工作者轉型後的成果,例如台糖及數家生技公司萃取自豬皮、另有生技公司萃取自深海魚皮、一家生技公司萃取自雞,及一家生技公司萃取自牛筋。
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