膠原蛋白的種類

膠原蛋白是人體主要結構蛋白，是結締組織的主要組分，可起支持、保護、連接等多種作用。目前已發現的膠原蛋白有近30種，其中I型膠原含量最多，約占膠原總量的80-90%，其余10-15%為III型膠原。

各種膠原蛋白亞型的功能及分子組成

膠原蛋白的制備工藝

膠原蛋白的提取方法主要分為兩類：動物源提取法和基因重組法。前者通過酸法、堿法或者酶法從動物皮膚、跟腱部位提取膠原蛋白。酸法將前處理（去脂、切片、粉碎）后的樣品酸解，獲得酸溶性膠原蛋白，優點是蛋白三螺旋結構完整、成纖維性能好，成本較低但存在較高的免疫原性風險。酶法常使用胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶地切割膠原蛋白的末端肽，主體溶于中性或酸性溶液中，最終被提取，該方法獲得的膠原純度高、理化性質較好，常用于高附加值產品的開發。

基因重組法是將人膠原蛋白基因序列進行特定設計、酶切和拼接、連接載體后轉入工程細胞，通過發酵表達生產膠原蛋白。主要包括表達體系的構建、發酵以及純化3個過程。表達體系存在原核、真核、昆蟲病毒、哺乳動物等多個表達體系，但目前可進入工業化生產或已商品化的重組膠原蛋白主要采用基于大腸桿菌、酵母等微生物發酵的技術。

相比動物源提取法，重組法可加工性（如水溶性和乳化特性）較好，能降低免疫原性。

膠原蛋白制備工藝

重組膠原蛋白的純化

重組膠原蛋白目前運用最多的是大腸桿菌，畢赤酵母表達體系。對于最終產品來說，它們都需要對表達后的收獲組分經分離純化，提取純凈的膠原蛋白。

作為分離純化的第一步，細胞破碎是至關重要的一環。細胞破碎的過程能夠有效釋放細胞內的目標物質，以確保后續純化步驟的順利進行和最終產品的質量。高壓均質是最常用的機械裂解方法，具有良好的可放大性，且不需要添加額外的試劑。

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參考文獻：

Wang, H. A Review of the Effects of Collagen Treatment in Clinical Studies. Polymers 2021, 13, 3868. 

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