豬蹄膠原蛋白的營養(yǎng)價值及應(yīng)用研究

◎ 秦曉佩，束俊霞

（1.上海中僑職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品學(xué)院，上海 201500；2.漯河食品職業(yè)學(xué)院食品工程系，河南 漯河 462000）

豬蹄是一種味美、營養(yǎng)豐富的食物，也被稱為豬手、豬腳，前蹄為豬手、后蹄為豬腳，其因物美價廉、味美湯鮮、口感好等優(yōu)點而備受喜愛[1]。豬蹄的蛋白質(zhì)含量很高，而且大部分是膠原蛋白，脂肪含量較低，因此在食用時感覺不太肥膩。機體通過攝取食物獲得蛋白質(zhì)，但不能直接吸收蛋白質(zhì)，只能將蛋白質(zhì)分解成氨基酸后才能吸收。豬蹄中含有的大分子膠原蛋白通常以水溶液的形式存在，當(dāng)機體攝入豬蹄后，同樣將豬蹄膠原蛋白分解成機體所需的各種氨基酸，這些氨基酸一部分被機體吸收利用，一部分又構(gòu)成機體膠原蛋白貯存于人體組織細(xì)胞中，從而改善機體細(xì)胞的營養(yǎng)循環(huán)和新陳代謝，保持人體皮膚光滑、潤澤、白嫩、有彈性。豬蹄中除含有較多的蛋白質(zhì)之外，還含有鈣、磷、鎂、鐵等礦物質(zhì)，以及維生素A、維生素D、維生素E、維生素K等脂溶性維生素。

膠原蛋白是一種生物高分子膠類物質(zhì)，又稱膠原（collagen），是動物結(jié)締組織的主要構(gòu)成成分，在哺乳動物體內(nèi)的含量也最豐富，占蛋白質(zhì)總量的25%～30%。膠原蛋白最普遍的結(jié)構(gòu)是復(fù)合三螺旋結(jié)構(gòu)，其分子結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定[2]。隨著膠原蛋白的不斷研究，其因良好的生物可降解性、相容性以及生物活性，在食品工業(yè)、保健食品、化妝品、生物醫(yī)學(xué)和制造業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

1 豬蹄膠原蛋白的營養(yǎng)價值

1.1 美容養(yǎng)顏

在日常生活中，經(jīng)常會聽到人們說豬蹄具有美容養(yǎng)顏的作用。通過對豬蹄營養(yǎng)成分的研究可知，豬蹄中含有豐富的膠原蛋白，膠原蛋白的存在賦予了豬蹄美容養(yǎng)顏這一功效。膠原蛋白屬于不完全蛋白質(zhì)，是一種生物大分子膠類物質(zhì)，也是構(gòu)成人體上皮、牙齒、骨骼、筋腱等組織的主要結(jié)構(gòu)物質(zhì)。但人體若以膠原蛋白作為唯一的蛋白質(zhì)來源，會引起蛋白質(zhì)攝入不足，嚴(yán)重者會出現(xiàn)生命危險。膠原蛋白的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)賦予了其護膚的功能。膠原蛋白的大分子空間結(jié)構(gòu)不僅有利于維持細(xì)胞的可塑性，而且還有利于維持人體細(xì)胞的貯水能力。豬蹄膠原蛋白的結(jié)構(gòu)與人體皮膚膠原蛋白的結(jié)構(gòu)相似，屬于非水溶性纖維狀含糖蛋白質(zhì)，而且有著很好的保濕作用。在機體的相對濕度在70%時，膠原蛋白仍可保持其自身重量45%的水分。而當(dāng)機體尤其是皮膚中膠原蛋白缺乏時，上皮組織細(xì)胞的代謝減慢，細(xì)胞的可塑性出現(xiàn)不完整的狀態(tài)，最終導(dǎo)致人體多種器官組織萎縮，彈性下降，皮膚和黏膜干燥，出現(xiàn)皺紋，所以機體缺乏膠原蛋白是造成皺紋增多的一個重要原因。另外，豬蹄膠原蛋白除了能保護皮膚外，還具有促進毛發(fā)、指甲生長，保持毛發(fā)光澤的重要作用。

1.2 防癌與抗衰老

近年來，人們對人體衰老原因進行研究，發(fā)現(xiàn)其原因之一在于機體細(xì)胞的蛋白質(zhì)分子與水交叉結(jié)合，產(chǎn)生一個“冰結(jié)區(qū)”[1]，從而減弱和抑制了細(xì)胞的新陳代謝，使細(xì)胞的可塑性出現(xiàn)遞減狀態(tài)，進而造成人體多種組織器官衰退萎縮，收縮力和彈力下降，表面皮膚及黏膜干燥等缺水狀態(tài)。同時，在對癌癥病人的臨床研究中發(fā)現(xiàn)，癌細(xì)胞中的結(jié)合水?dāng)?shù)量明顯不足，這說明結(jié)合水與癌癥的發(fā)生可能存在一定的關(guān)系，常見一些癌癥患者體重迅速降低，這可能與體內(nèi)細(xì)胞貯水機能出現(xiàn)障礙有關(guān)。膠原蛋白的吸水特性使其能夠及時貯水及改善細(xì)胞的水代謝。另外，還有研究表明，當(dāng)機體缺少膠原蛋白時，機體的貯水機能會發(fā)生障礙，甚至過多失去水分，機體失水過多又會造成細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)的水分減少，比如細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)細(xì)胞核會在這種情況下失去30%的水分，造成細(xì)胞核中DNA分子結(jié)構(gòu)中的雙鍵分解消失，人體賴以生存的遺傳物質(zhì)消失也就意味著人體生命的結(jié)束。因此，膠原蛋白屬于改善細(xì)胞的營養(yǎng)狀況及抗衰老、防癌的最佳營養(yǎng)物質(zhì)，對今后研究豬蹄膠原蛋白具有更深遠(yuǎn)的意義。

中華五千年文明歷程中，中醫(yī)在抗衰老與防癌方面作出了巨大貢獻。人們食用的阿膠、龜板膠、鱉甲膠、鹿角膠等膠體物質(zhì)，通常被作為滋陰補陽、強身健體、補精益氣的秘方，在很多方面都發(fā)揮了重要作用。這些膠類物質(zhì)大部分含有膠原蛋白，在一定程度上是膠原蛋白發(fā)揮的功效。豬蹄膠原蛋白具有抗衰老、防癌作用的機理是豬蹄中膠原蛋白具有的獨特空間結(jié)構(gòu)賦予其多種特性，特別是吸水和貯水特性通過水分代謝影響機體或者細(xì)胞的代謝和某些生理功能，從而使細(xì)胞具有充足的水分，增強抵抗力，起到延緩衰老和抑制癌癥的作用。

1.3 養(yǎng)神安眠

食用豬蹄對中樞神經(jīng)具有鎮(zhèn)靜的作用，尤其在中樞神經(jīng)過度興奮時能夠減輕這種興奮，并且改善神經(jīng)衰弱、失眠及焦慮的狀況。這是因為豬蹄含有豐富的膠原蛋白，而膠原蛋白經(jīng)過消化道消化分解后會生成大量甘氨酸。另外，甘氨酸也存在于人體脊髓的中間神經(jīng)元中，當(dāng)中間神經(jīng)元遭受破壞時，補充甘氨酸可以起到很好的保護作用。甘氨酸還能抑制脊髓運動神經(jīng)元和中間神經(jīng)元的興奮性。所以，食用富含甘氨酸的豬蹄對調(diào)整正常的中間神經(jīng)元的功能活動有積極作用。由于甘氨酸對中樞神經(jīng)有鎮(zhèn)靜作用，人們還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)機體出現(xiàn)小腿抽筋或麻木，或由某些藥物引起的痙攣現(xiàn)象時，食物中的豬蹄湯等會有一定治療和緩解作用。

2 膠原蛋白的應(yīng)用

2.1 膠原蛋白在化妝品中的應(yīng)用

近年來，膠原蛋白類化妝品以性能溫和、功能多、使用安全等性能而迅速發(fā)展。膠原蛋白屬于細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白，其良好的抗原性和生物相容性使其在化妝品中的應(yīng)用日漸廣泛。膠原蛋白在化妝品中的效用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①營養(yǎng)特性。膠原蛋白是蛋白質(zhì)中的一種，由多種氨基酸結(jié)合而成。當(dāng)膠原蛋白進入皮膚組織內(nèi)層，分解生成的氨基酸可提供給皮膚所必需的營養(yǎng)成分，能夠維持膠原纖維的穩(wěn)定性、完整性和生物活性，并改善皮膚細(xì)胞的生存環(huán)境，從而促進上皮組織的新陳代謝，達到營養(yǎng)滋潤皮膚的目的[3]。②修復(fù)特性。皮膚組織對膠原蛋白有良好的吸收作用，膠原蛋白能夠補充皮膚細(xì)胞所需的氨基酸，使受損老化的皮膚組織得到修復(fù)[4]。③保濕特性。膠原蛋白由三螺旋結(jié)構(gòu)組成，形成了廣闊的空間，而且膠原蛋白具有豐富的陰離子側(cè)鏈，形成大量的親水基。這些親水基主要有甘氨酸、羥脯氨酸、羥賴氨酸等，這些天然保濕因子是保持皮膚水分的重要物質(zhì)[5]。④親和特性。膠原蛋白的生物相容性良好，易通過物理吸附作用與皮膚結(jié)合，并且不會產(chǎn)生任何排異反應(yīng)。一般來說，膠原蛋白補充到體內(nèi)幾周后，能夠逐漸與體內(nèi)的成纖維細(xì)胞、脂肪細(xì)胞及毛細(xì)血管結(jié)合，生成機體自身的膠原蛋白，因此，膠原蛋白與機體結(jié)構(gòu)蛋白的親和性較好。⑤伸縮特性。大多數(shù)膠原蛋白在皮膚組織中起著支架、連接的作用，由于其很好的彈性，對皮膚的伸縮以及皮膚自動恢復(fù)原狀等性能發(fā)揮著十分重要的作用。⑥抗皺特性。膠原蛋白的結(jié)構(gòu)與皮膚角質(zhì)層結(jié)構(gòu)具有相似性，當(dāng)膠原蛋白滲透入皮膚表層，能夠被皮膚充分吸收，并在皮膚表面形成一層極薄的膜，從而使皮膚豐滿、舒展，同時提高皮膚密度，具有抗皺作用[6-7]。

2.2 膠原蛋白在可食膜中的應(yīng)用

以蛋白質(zhì)為基質(zhì)，以甘油等作為增塑劑做成的膜為蛋白膜，蛋白質(zhì)膜的阻氣性能比較突出[8]。膠原蛋白是一種富含多種人體必需氨基酸的蛋白質(zhì)，具有多種生理功能。目前，膠原蛋白在食品行業(yè)中的應(yīng)用主要集中在可食包裝膜，即以可食用的膠原為原料，經(jīng)過交聯(lián)而制成的包裝材料，應(yīng)用于可食性食品包裝[9]。在國外，大多數(shù)研究集中在魚膠原蛋白膜的良好拉伸性能上。在國內(nèi)，膠原蛋白被用于可食膜的應(yīng)用研究中。

膠原蛋白膜具有阻隔氧氣、油脂和水分，攜帶抗氧化劑及抗菌劑載體、保持香氣等功能，常作為用于包裝酸奶、肉制品、藥物的膠體和食品配輔料。另外，膠原蛋白膜還可用作香腸、凍肉的可食性腸衣，可可粉、咖啡、香料的可食性包裝以及藥用膠囊等[10]。

膠原蛋白膜不僅可保持各種食品結(jié)構(gòu)的完整、可食性，延長貨架期，還能起到營養(yǎng)強化的作用，因此被廣泛應(yīng)用。據(jù)相關(guān)研究資料顯示，膠原蛋白膜是最廣泛、效果最好的可食性蛋白膜。

2.3 膠原蛋白在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用

膠原蛋白在哺乳動物體內(nèi)分布最廣泛、含量最高?；谀z原蛋白的生物活性，其能在機體內(nèi)形成高分子聚合體，構(gòu)成主要的細(xì)胞外基質(zhì)成分，參與細(xì)胞遷移、分化及增殖。對創(chuàng)傷愈合有良好作用。同時，由于膠原蛋白具有生物可降解性及弱抗原性，使其可作為一種理想的天然大分子醫(yī)用材料[11]，主要表現(xiàn)在2個方面：①膠原蛋白可作為膠原藥膜，起到藥物載體的作用，膠原蛋白以其良好的可降解性，能用于藥物控制釋放系統(tǒng)，改變藥物釋放速度。②膠原蛋白可作為透析和固化酶的載體[12]。除此之外，研究還發(fā)現(xiàn)膠原蛋白制成的海綿狀具有良好的吸水及滲水能力，可起到良好的局部止血效果；同時膠原蛋白對創(chuàng)傷面有良好的黏附性，短時間內(nèi)按壓就可進行止血，使用起來也很方便。經(jīng)常食用豬蹄，對防治進行性肌營養(yǎng)障礙、改善微循環(huán)、預(yù)防消化道出血以及失水性休克等均有重要意義。

2.4 膠原蛋白在保健食品方面的應(yīng)用

膠原蛋白可以作為一種補鈣劑用于保健食品。人體骨骼的主要組成成分是鈣、磷和蛋白質(zhì)，其中骨組織中的膠原蛋白作為這些鈣質(zhì)和磷質(zhì)的黏合劑，共同構(gòu)成了骨骼的主體[13]。膠原蛋白與骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生機制、早期診斷、配合藥物治療、預(yù)測骨折危險性等都具有重要的關(guān)聯(lián)性。有研究表明，鈣的補充應(yīng)與膠原蛋白的補充結(jié)合起來，人體攝入充足的膠原蛋白會提高對鈣的攝取能力。因此，膠原蛋白可作為一種補鈣的保健食品。

膠原蛋白也可應(yīng)用于其他保健食品。研究表明，膠原蛋白是一種理想的降血脂食品，將膠原蛋白與果膠、麥麩等按一定比例制作成食品，人體食用后有利于降低體重和血脂，還可降低血甘油三酯和膽固醇，防止動脈粥樣硬化等相關(guān)疾病的發(fā)生。膠原蛋白還對焦慮癥、神經(jīng)衰弱等有良好的治療作用，可作為預(yù)防疾病食品，這是因為膠原蛋白中含有大量甘氨酸，甘氨酸作為大腦細(xì)胞中一種中樞神經(jīng)抑制性遞質(zhì)，對中樞神經(jīng)有鎮(zhèn)靜作用。膠原蛋白在胃里有利于食物的消化，其很好地抑制了蛋白質(zhì)因胃酸作用引起的凝聚，還可以抑制胃酸和胃原酶的分泌，可以減輕胃潰瘍患者疼痛，促進胃潰瘍愈合。最后，膠原蛋白可增加體內(nèi)某些必需微量元素的攝入，從而使其維持在一個相對合理的范圍，避免缺乏癥的發(fā)生[14]。

2.5 膠原蛋白在生物活性肽方面的應(yīng)用

現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，人類通過食物攝取的蛋白質(zhì)在體內(nèi)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離氨基酸的形式被吸收利用。隨著分子生物學(xué)的不斷研究，有實驗表明，小分子肽比游離氨基酸消化更快、吸收更多，也說明肽的生物活性和營養(yǎng)價值比游離氨基酸更高。目前關(guān)于膠原蛋白肽的生物活性研究也在不斷進行，主要集中在降血壓肽、抑制血小板凝結(jié)活性肽、抗氧化肽、抗腫瘤肽等方面。

降血壓肽主要通過抑制ACE的活性來實現(xiàn)降壓功能，達到治療高血壓的目的。抑制血小板凝結(jié)活性肽主要是通過抑制ADP誘導(dǎo)的血小板凝集?？寡趸牟粌H能清除體內(nèi)絕大多數(shù)的自由基，而且對由自由基誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化和紫外線引起的線粒體損傷具有明顯的抑制作用。此外，抗氧化肽的抗氧化特性還包括螯合金屬離子、為抗氧化酶提供氫等。還有研究發(fā)現(xiàn)，膠原蛋白在生物活性肽方面的應(yīng)用還包括調(diào)節(jié)神經(jīng)、提高免疫活性、抗菌等。隨著膠原蛋白肽的不斷研究，其還會發(fā)揮更大的作用。

3 結(jié)論

豬蹄的高營養(yǎng)價值主要取決于膠原蛋白。豬蹄中的膠原蛋白與其他哺乳動物膠原蛋白的應(yīng)用相似，其良好的生物活性、相容性以及生物可降解性越來越受到人們的重視，尤其在保健食品和食品領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。隨著人們對健康的重視，膠原蛋白的保健功能正在被人們熟知，膠原蛋白還有著許多實際的和潛在的應(yīng)用，其他更前沿方面的研究也正逐步成為研究的熱點。膠原蛋白可以和其他生物材料結(jié)合以應(yīng)用于不同的臨床需求。隨著我國科技的不斷進步以及科研學(xué)者的更深入研究，豬蹄膠原蛋白用于開發(fā)營養(yǎng)健康的高附加值產(chǎn)品有著廣闊的發(fā)展前景。

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