水解膠原蛋白是膠原的水解產物，因三股螺旋結構受到不可逆的被破壞，水解膠原蛋白喪失了再纖維性，而不同於明膠或天然膠原蛋白，無法作為傷口止血材料，但其具有更小的相對分子品質，並且更易降解，因此口服吸收效率較高，且具有潛在生理活性，而在營養保健品和日用化學品開發方面擁有一定的空間與市場。水解膠原蛋白可用於生物發酵培養基，也可以作為一種高蛋白飼料營養添加劑替代進口魚粉用於混、配合飼料生產。
因膠原蛋白缺乏必需胺基酸中的色胺酸，屬於不完全蛋白質，長期以來被認為其營養價值低於完全蛋白質，不須特意額外補充；且認為認為蛋白質只有水解成遊離胺基酸後才能被吸收，因此口服膠原蛋白並沒有補充胺基酸以外的意義。然而現代研究發現，大量胺基酸是以2～6個胺基酸組成的寡肽形式被吸收，且許多寡肽具有生理活性。當人體內缺乏一些調節生理功能的胜肽時，會導致人體機能的改變，而膠原蛋白水解物（多肽）亦具有其特殊的生理活性。因此從營養學的角度出發，在食物結構調整以滿足人體必需胺基酸需要的同時，適當補充某些生物活性肽可能具有增強防病抗病能力、延緩衰老的意義[1]。
例如，在動物實驗上，Naoya MATSUDA等[2]分別以標準化飼料、標準化飼料+膠原蛋白寡肽（豬皮來源，分子量3~5 kDa，每日0.2 g/kg）及標準化飼料+乳清蛋白（牛乳來源）餵飼之豬隻62日後，發現膠原蛋白寡肽組豬隻真皮層單位面積中纖維細胞數量顯著增加，膠原蛋白纖維密度提高、直經變大，而對照組及乳清蛋白組皆未發現相關變化。Liang J.等[3]發現雄性大鼠口服魚膠原蛋白水解物能抑制老化皮膚中的膠原蛋白的流失和膠原蛋白網的破裂。Shimizu J.等[4]發現小鼠口服脯氨酸－羥脯氨酸（Pro-Hyp）和羥脯氨酸－甘氨酸（Hyp-Gly）等2種膠原蛋白二肽後可以顯著提高角質層含水量，並修復皮膚屏障功能，而其機轉為上調（up-regulation）肌肉相關基因的表達。
人體實驗上，Proksch E等[5]發現，相對安慰劑，持續8周攝取2.5g/day膠原蛋白肽的中年女性，眼部皺紋面積顯著降低，並且效果可以維持到至少停藥後4周。Asserin J.等[6]則在雙盲實驗中發現，口服膠原蛋白水解產物的實驗組從第4周起就觀察到了真皮層膠原蛋白密度增加及膠原蛋白網絡破損程度降低，到第8周膠原蛋白組的皮膚水合作用顯著增加，這些效果同樣能維持到停藥後至少4周。Inoue N.等[7]同樣在隨機雙盲臨床研究中發現，口服脯氨酸－羥脯氨酸（Pro-Hyp）和羥脯氨酸－甘氨酸（Hyp-Gly）含量較高的膠原蛋白水解物可以減少面部老化跡象，改善面部皮膚的含水量、彈性、皺紋及粗糙度等指標，並且，於試驗期間並未發生不良反應事件。
膠原蛋白多肽逐漸被證明具有一定的生理活性，那麼直接補充膠原蛋白是否也有相同效果呢？根據Tomoko Asai等[8]之研究，在攝取含膠原蛋白食物後，血中檢出的9種膠原二肽或三肽，除了羥脯氨酸－甘氨酸（Hyp-Gly）和脯氨酸－羥脯氨酸－甘氨酸（Pro-Hyp-Gly）之外，其餘寡肽含量約為攝取含等量膠原蛋白之水解物後的30%，顯示攝入富含膠原蛋白的肉品會增加血液中的膠原蛋白肽的含量，但肉中只有約30％的膠原蛋白能解由胃蛋白酶和胰酶消化吸收至血中。（題外話，這項試驗用道的富含膠原肉品為牛筋、帶皮鰻魚及去皮鯊魚尾鰭──也就是魚翅──這間接顯示了魚翅生理效能，在古代做為滋補品並非毫無根據；只是在這個食品科學萬歲的時代，以補充膠原多肽而言，不如直接補充各種水解膠原多肽。）
基於口服膠原蛋白水解物會使血中膠原多肽水平提升的觀察，Misato Yazaki等[9]在人體及小鼠上進一步觀察到了口服膠原蛋白水解物會使高濃度甘氨酸－脯氨酸－羥脯氨酸（Gly-Pro-Hyp）及其水解物脯氨酸－羥脯氨酸（Pro-Hyp）進入血液和皮膚。
既然上述研究表明，補充膠原多肽能促進皮膚之膠原蛋白生合成，而膠原蛋白填充又是傷口癒合過程中重要的一步，因此Kenji Sato等[10]透過細胞實驗發現，脯氨酸－羥脯氨酸（Pro-Hyp）是參與傷口癒合過程之特定纖維母細胞之低分子量生長起始因子，而認為補充明膠或膠原蛋白水解物具有治療慢性傷口的潛力。而在一些動物實驗[11-13]及臨床試驗[14]中，亦得到某些膠原蛋白水解物或膠原多肽具有促進傷口癒合的結果。
[1] 赵利, 苏伟, 胡火根, 戴银根, 杨玉玲. 胶原蛋白生物活性肽的研究进展 [J]. 食品科学, 2005, 26(9): 578-582.
[2] Naoya MATSUDA, Yoh-ichi KOYAMA, Yoshinao HOSAKA,et al. Effects of Ingestion of Collagen Peptide on Collagen Fibrils and Glycosaminoglycans in the Dermis. J Nutr Sci Vitaminol 2006; 52, 211–215.
[3] Liang J, Pei X, Zhang Z, et al. The protective effects of long-term oral administration of marine collagen hydrolysate from chum salmon on collagen matrix homeostasis in the chronological aged skin of Sprague-Dawley male rats. J Food Sci. 2010, 75(8): H230-8.
[4] Shimizu J，Asami N，Kataoka A, et al. Oral collagen-derived dipeptides, prolyl-hydroxyproline and hydroxyprolyl-glycine, ameliorate skin barrier dysfunction and alter gene expression profiles in the skin. Biochem Biophys Res Commun. 2015, 456(2): 626-30.
[5] Proksch E, Schunck M, Zague V, et al. Oral intake of specific bioactive collagen peptides reduces skin wrinkles and increases dermal matrix synthesis. Skin Pharmacol Physiol. 2014, 27(3): 113-9.
[6] Asserin J, Lati E, Shioya T, Prawitt J. The effect of oral collagen peptide supplementation on skin moisture and the dermal collagen network: evidence from an ex vivo model and randomized, placebo-controlled clinical trials. J Cosmet Dermatol. 2015 Dec;14(4):291-301.
[7] Inoue N, Sugihara F, Wang X. Ingestion of bioactive collagen hydrolysates enhance facial skin moisture and elasticity and reduce facial ageing signs in a randomised double-blind placebo-controlled clinical study. J Sci Food Agric. 2016 Sep;96(12):4077-81.
[8] Tomoko Asai, Akira Takahashi, Kumie Ito, et al. Amount of Collagen in the Meat Contained in Japanese Daily Dishes and the Collagen Peptide Content in Human Blood after Ingestion of Cooked Fish Meat. J. Agric. Food Chem. 2019, 67, 2831−2838.
[9] Yazaki M, Ito Y, Yamada M, Goulas S, Teramoto S, Nakaya MA, Ohno S, Yamaguchi K. Oral Ingestion of Collagen Hydrolysate Leads to the Transportation of Highly Concentrated Gly-Pro-Hyp and Its Hydrolyzed Form of Pro-Hyp into the Bloodstream and Skin. J Agric Food Chem. 2017 Mar 22;65(11):2315-2322.
[10] Sato K, Asai TT, Jimi S. Collagen-Derived Di-Peptide, Prolylhydroxyproline (Pro-Hyp): A New Low Molecular Weight Growth-Initiating Factor for Specific Fibroblasts Associated With Wound Healing. Front Cell Dev Biol. 2020 Nov 27;8:548975.
[11] Zhang Z, Zhao M, Wang J, Ding Y, Dai X, Li Y. Oral administration of skin gelatin isolated from Chum salmon (Oncorhynchus keta) enhances wound healing in diabetic rats. Mar Drugs. 2011;9(5):696-711.
[12] Wang J, Xu M, Liang R, Zhao M, Zhang Z, Li Y. Oral administration of marine collagen peptides prepared from chum salmon (Oncorhynchus keta) improves wound healing following cesarean section in rats. Food Nutr Res. 2015 May 13;59:26411.
[13] Xiong X, Liang J, Xu Y, Liu J, Liu Y. The wound healing effects of the Tilapia collagen peptide mixture TY001 in streptozotocin diabetic mice. J Sci Food Agric. 2020 May;100(7):2848-2858.
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