Đề tài Collagen - Ứng dụng của nó trong thực tế

Collagen là loại protein cấu trúc trong cơ thể động vật. Nó được phân bố trong các bộ phận như da, cơ, gân, sụn, dây chằng xương và răng. Collagen là một loại protein chiếm tới 25% lượng protein trong cơ thể người, có chức năng chính là kết nối các mô trong cơ thể lại với nhau. Ví dụ như các sợi collagen chiếm chủ yếu trong sợi dây chằng, ảnh hưởng đến khả năng nén ở các khớp sụn và tính linh động của mạch máu và da. Nó được coi như là một chất keo dính các bộ phận trong cơ thể con người thành một khối hoàn chỉnh, nếu không có collagen cơ thể người chỉ là các phần rời rạc. Chỉ riêng điều này cũng đủ chỉ ra tầm quan trọng của collagen với sự sống của con người. Trong thành phần của da, ở lớp bì chứa rất nhiều collagen tạo ra một hệ thống nâng đỡ, hỗ trợ cho các đặc tính cơ học của da như sức căng, độ đàn hồi, duy trì độ ẩm. Tùy theo từng độ tuổi, điều kiện sống, tác nhân môi trường, da có thể bị lão hóa hoặc tổn thương, sợi collagen mất dần tính đàn hồi và săn chắc do cấu trúc collagen bị phá vỡ. Đối với da, collagen chiếm khoảng 70% cấu trúc da và được phân bố chủ yếu ở lớp hạ bì của da (hình 1-1). Nó đóng vai trò kết nối tế bào, kích thích quá trình trao đổi chất, tạo độ đàn hồi cho da. Sự suy giảm về số lượng và chất lượng collagen sẽ dẫn đến hậu quả lão hóa của cơ thể mà sự thay đổi trên làn da, khuôn mặt là dấu hiệu dễ nhận biết nhất: làn da bị khô, nhăn nheo bắt đầu từ các đường nhăn mảnh trên khóe mắt, khóe miệng, lâu dần thành nếp nhăn sâu, các đường nét khuôn mặt bị chùng nhão và chảy sệ. Chính vì vậy mà collagen đóng vai trò là một trong những chất quan trọng hàng đầu của ngành thẩm mỹ, đặc biệt là chăm sóc da, phẫu thuật thẩm mỹ, phẫu thuật bỏng.

doc49 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 4393 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Collagen - Ứng dụng của nó trong thực tế, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH Hình 11: Cấu trúc lớp hạ bì của da 5 Hình 12: Các liên kết sợi ở collagen 5 Hình 21: Cấu trúc phân tử collagen 7 Hình 22: Trật tự sắp xếp các acid amin trong collagen 7 Hình 23: Từng bậc cấu trúc trong chuỗi collagen 8 Hình 24: Tổ chức bó sợi collagen 8 Hình 61: Quy trình chiết collagen bằng acid acetic 14 Hình 62: Sắc kí điện di SDS-PAGE collagen loại I của da heo và collagen da cá. (Điện di trên 5% gel chứa urea 3,5M). (A) Da heo; (B) Cá Pecca; (C) Cá mập; (D) Cá thu 15 Hình 63: Quy trình chiết collagen bằng pepsin 16 Hình 71: HANAMAI COLLAGEN: sản phẩm dạng bột, được trộn chung với đậu hủ hay natto dùng trong bữa ăn của các phụ nữ Nhật. 18 Hình 72: Tóc bị hư tổn và phục hồi sau khi sử dụng sản phẩm chăm sóc tóc có chứa collagen hydrolysate. 19 Hình 73: Collagen áp dụng trong việc điều trị vết bỏng ((a): vết bỏng mới trước khi sử dụng collagen, (b): sau 3 ngày sử dụng, (c): sau 10 ngày sử dụng) 20 Hình 74: Collagen hydrolysate trong các mảnh bọt biển sử dụng trong nha khoa 21 Hình 81: Cấu trúc của polymer PEO-PPO-PEO 23 Hình 82: Quá trình tạo micelle 24 Hình 83: Lược đồ phương pháp chế tạo hydrogel tổng hợp 26 Hình 84: Mẫu hydrogel C-F108 (1%) ở các vị trí khác nhau 26 Hình 85: Hình ảnh SEM cấu trúc của A) Collagen gel; B) C-L103 (1%); C) C-L103 (3%); D) C-L103 (5%); E) C-F108 (1%); F) C-F108 (3%); G) C-F108 (5%) khi nồng độ collagen là 3,2 mg/ml (độ phóng đại: 2500) 29 Hình 86: So sánh sự phóng thích của FITC-dextran trong hydrogel collagen – PEO-PPO-PEO (EO 30%) chuẩn bị với nồng độ polymer 1, 5, 10 và 15% 30 Hình 87: So sánh sự phóng thích của FITC-dextran trong hydrogel collagen – PEO-PPO-PEO (EO 80%) chuẩn bị với nồng độ polymer 1, 5, 10 và 15% 30 Hình 88: So sánh sự phóng thích của FITC-dextran trong hydrogel collagen – PEO-PPO-PEO (EO 30% và 80%) chuẩn bị với nồng độ polymer 1, 5, 10% 31 Hình 89: Tế bào K562 trên A) Ma trận collagen – PEO-PPO-PEO (EO 80%) B) Ma trận collagen – PEO-PPO-PEO (EO 30%) ở những nồng độ khác nhau đo bằng cách bổ sung Alamar blue. Giá trị trung bình được sử dụng trên đồ thị. Thanh sai số thể hiện sai số chuẩn của giá trị trung bình (n = 3) 31 Hình 810: A) Tế bào K562 trên ma trận hydrogel C-F108 (1%) sau 1 tuần B) Hình ảnh SEM của tế bào K562 trên C-F108 (1%) sau khi liên kết với glutaraldehyde (2%) (độ phóng đại 2500) 32 Hình 811: Hình ảnh điện di của BSA tinh khiết và BSA-PPG diglycidyl ether liên kết dọc trong môi trường ở những thời điểm khác nhau 32 Hình 812: Hình ảnh điện di của collagen tinh khiết và collagen diglycidyl ether trong môi trường ở những thời điểm khác nhau 33 Hình 813: Hình ảnh SEM của collagne tinh khiết ở các độ phóng đại khác nhau 33 Hình 814: Hình ảnh SEM của PG-COLc20 ở các độ phóng đại khác nhau 34 Hình 815: A) Đường cong TGA của PPG diglycidyl ether tinh khiết; B) Đường cong TGA của gel tổng hợp 34 Hình 816: Đồ thị DSC của PPG diglycidyl ether tinh khiết; Tg = -76,7oC 34 Hình 817: Đường cong nhiệt của collagen tinh khiết,, PG-COLc5 và PG-COLc20. A) Quét lần 1 B) Quét lần 2 35 Hình 818: Đường NMR của A) PPG diglycidyl ether B) Collagen tinh khiết C) Gel tổng hợp 35 Hình 819: Đồ thị thể hiện liên hệ của nồng độ amin với độ hấp thu tia UV 36 Hình 820: Độ độc của collagen-PPG gel lên nguyên bào sợi, đo bằng phần trăm tế bào sống, 72 giờ sau khi cấy 37 Hình 821: Nguyên bào sợi (mũi tên) trong A) PG-COLc20 b) blank glass coverslip C) bottom well plastic ở ngày 1 dưới kính hiển vi quang học,. Độ phóng đại × 10 38 Hình 822: Hình ảnh SEM của nguyên bào sợi trên A) glass coverslip và B) PG-COLc20 ở các độ phóng đại khác nhau 38 Hình 823: Minh họa sự tạo liên kết dọc của collagen với diglycidyl ether 40 Hình 824: Cơ chế phản ứng của nhóm epoxy với nhóm e-amino của lysine ở pH»12 41 Hình 825: A) Bề mặt của collagen-PPG diglycidyl B) Bề mặt của collagen tinh khiết 43 Hình 826: Hình ảnh điện di của mẫu collagen từ da cá hồi trong điều kiện khử và không khử. Đường 1: protein có MW cao; đường 2: collagen loại I; đường 3-5:; đường 6-8: collagen chiết xuất bằng acid acetic, collagenase từ CNA1 và CNL3 trong điều kiện khử 46 DANH MỤC BẢNG Bảng 31: Sự phân bố các amino acid trong chuỗi polypeptide 9 Bảng 81: Các loại polymer dùng để tổng hợp hydrogel 23 Bảng 82: Phương pháp chuẩn bị mẫu hydrogel 27 Bảng 83: Vật liệ sử dụng để sản xuất hydrogel tổng hợp bằng phương pháp thủy phân 27 Bảng 84: A) Tỉ lệ của BSA & PPG trong các môi trường có pH khác nhau B) Tỉ lệ của Vitrogen 100 & PPG trong NaOH ở các pH khác nhau 27 Bảng 85: Tỉ lệ tế bào sống trên hydrogel C-F108 ở các nồng độ polymer khác nhau 32 Bảng 86: Độ hấp thu tia UV của hỗn hợp BSA ở các nồng độ khác nhau 36 Bảng 87: Số lượng nhóm amin tự do trên dung dịch tổng hợp ở các tỉ lệ polymer khác nhau 36 Bảng 88: Phần trăm phát triển tế bào trên gel tổng hợp so với mẫu chuẩn 37 Bảng 89: Số lượng tế bào sống sót sau 24 giờ trên các chất mang khác nhau 37 Bảng 810: Góc tiếp xúc với nước của mẫu chuẩn và lớp màng kết hợp, độ lặp lại n=4 43 Bảng 811: Lượng collagen chiết xuất bằng acid và collagenase 46 Tổng quan về collagen Collagen là loại protein cấu trúc trong cơ thể động vật. Nó được phân bố trong các bộ phận như da, cơ, gân, sụn, dây chằng xương và răng... Collagen là một loại protein chiếm tới 25% lượng protein trong cơ thể người, có chức năng chính là kết nối các mô trong cơ thể lại với nhau. Ví dụ như các sợi collagen chiếm chủ yếu trong sợi dây chằng, ảnh hưởng đến khả năng nén ở các khớp sụn và tính linh động của mạch máu và da. Nó được coi như là một chất keo dính các bộ phận trong cơ thể con người thành một khối hoàn chỉnh, nếu không có collagen cơ thể người chỉ là các phần rời rạc. Chỉ riêng điều này cũng đủ chỉ ra tầm quan trọng của collagen với sự sống của con người. Trong thành phần của da, ở lớp bì chứa rất nhiều collagen tạo ra một hệ thống nâng đỡ, hỗ trợ cho các đặc tính cơ học của da như sức căng, độ đàn hồi, duy trì độ ẩm... Tùy theo từng độ tuổi, điều kiện sống, tác nhân môi trường, da có thể bị lão hóa hoặc tổn thương, sợi collagen mất dần tính đàn hồi và săn chắc do cấu trúc collagen bị phá vỡ. Đối với da, collagen chiếm khoảng 70% cấu trúc da và được phân bố chủ yếu ở lớp hạ bì của da (hình 1-1). Nó đóng vai trò kết nối tế bào, kích thích quá trình trao đổi chất, tạo độ đàn hồi cho da. Sự suy giảm về số lượng và chất lượng collagen sẽ dẫn đến hậu quả lão hóa của cơ thể mà sự thay đổi trên làn da, khuôn mặt là dấu hiệu dễ nhận biết nhất: làn da bị khô, nhăn nheo bắt đầu từ các đường nhăn mảnh trên khóe mắt, khóe miệng, lâu dần thành nếp nhăn sâu, các đường nét khuôn mặt bị chùng nhão và chảy sệ. Chính vì vậy mà collagen đóng vai trò là một trong những chất quan trọng hàng đầu của ngành thẩm mỹ, đặc biệt là chăm sóc da, phẫu thuật thẩm mỹ, phẫu thuật bỏng... Hình 11: Cấu trúc lớp hạ bì của da Collagen là một protein có cấu trúc bậc 4 điển hình, do các đơn vị tropocollagen cấu trúc bậc 3 tổ hợp theo các hướng dọc và ngang làm collagen có nhiều mức cấu trúc (hình 1-2). Trong cấu trúc phân tử collagen, do tương tác giữa các mạch polypeptide làm cho phân tử có những vùng kị nước và vùng phân cực mang điện tích sẽ tạo nên khả năng háo nước làm trương nở collagen. Hình 12: Các liên kết sợi ở collagen Theo quan điểm y sinh, collagen đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển, hàn gắn vết thương, là thành phần hoạt hoá các tiểu cầu trong máu và sự hình thành mạch. Thêm vào đó sự phát triển của một số bệnh di truyền được xác định là do sự đột biến trong cấu trúc gen của collagen. Những rối loạn trong quá trình tổng hợp hoặc phân giải collagen đều được ghi lại như là nguyên nhân của nhiều căn bệnh phức tạp như chứng viêm khớp, xơ gan, bệnh đái đường và ung thư cũng như những bệnh có liên quan đến sự lão hoá. Xét về mặt kinh tế, nguồn nguyên liệu giàu collagen dùng để sản xuất ra gelatine, chất có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Các loại collagen và cấu tạo của chúng Collagen tồn tại ở nhiều bộ phận trong cơ thể. Đã có 29 loại collagen được tìm thấy và công bố trong các tài liệu khoa học. Trên 90% collagen trong cơ thể là loại I, II, III và IV. Collagen loại I: có trong da, gân, mạch máu, các cơ quan, xương (thành phần chính của xương). Collagen loại II: có trong sụn xương (thành phần chính của sụn). Collagen loại III: có trong bắp (thành phần chính của bắp), tìm thấy bên cạnh collagen I. Collagen loại IV: thành phần chính cấu tạo màng tế bào. Collagen loại V: có trong dây chằng, giác mạc, kẽ hở giữa các mô. Collagen loại VI: có trong gan, thận, màng sụn. Collagen loại VII: có trong sự nối liền của da và biểu bì. Collagen loại VIII: có trong tế bào màng trong. Collagen loại IX: có trong sụn. Collagen loại X: có trong sụn bị khoáng hóa và phình to. Collagen loại XI: có trong sụn. Collagen loại XII: có trong dây chằng, sợi liên kết collagen. Collagen loại XIII: có trong biểu bì, nang tóc, tế bào gốc của móng. Collagen loại XIV: có trong sợi liên kết collagen. Collagen loại XV: có trong nhiều mô khác nhau, tương đồng với collagen loại XVII. Collagen loại XVI: còn đang được nghiên cứu. Collagen loại XVII: có trong da. Collagen loại XVIII: có trong gan. Collagen loại XIX: có trong mắt, não, tinh hoàn, mô trong thời kỳ đầu phát triển. Collagen loại XX-XXIX: còn đang được nghiên cứu. Collagen loại I là phổ biến nhất và thường ở trong các mô liên kết như da, xương, gân. Collagen loại II hầu như tồn tại ở các mô sụn. Collagen loại III lại phụ thuộc rất lớn vào độ tuổi của động vật, da heo còn trẻ chứa tới 50%, theo thời gian tỷ lệ này giảm 5 - 10%. Những loại colagen khác chỉ hiện diện với lượng rất nhỏ và chỉ ở một vài cơ quan đặc biệt. Về cấu trúc của phân tử collagen, phân tử collagen hay còn gọi là tropocollagen là một cấu trúc dạng sợi hình ống chiều dài khoảng 300nm, đường kính 1,5nm. Mỗi sợi collagen này được cấu tạo từ ba chuỗi polypeptide (alpha peptide) nối với nhau bằng các liên kết hydro và xoắn lại với nhau giống như sợi dây thừng (hình 2-1). Mỗi một vòng xoắn có độ dài là 3,3 gốc amino acid, chiều cao là 2,9 A0. Mỗi chuỗi có hình dạng xoắn ống từ trái sang phải. Ba chuỗi này xoắn lại với nhau hình thành một cuộn có hướng từ trái sang phải, gọi là triple helix. Hình 21: Cấu trúc phân tử collagen Mỗi một chuỗi polypeptide trong collagen được cấu tạo từ các amino acid theo một trật tự, thông thường là Gly - Pro - Y, hoặc Gly - X – Hyp (hình 2-2). Trong đó, X, Y là những đơn vị amino acid khác. Proline (Pro) và hydroxyproline (Hyp) chiếm khoảng 1/6 chuỗi, glycine chiếm khoảng 1/3 chuỗi. Tổng cộng chỉ riêng proline, hydroxyproline, và glycine chiếm 1/2 chuỗi collagen. Các amino acid còn lại chiếm 1/2. Glycine đóng một vai trò hết sức quan trọng trong cấu trúc sợi siêu xoắn của collagen. Hình 22: Trật tự sắp xếp các acid amin trong collagen Phần lớn collagen trong mạng lưới ngoại bào được tìm thấy ở dạng sợi, bao gồm những sợi mảnh nhỏ. Đầu tiên ba sợi của collagen này xoắn lại theo kiểu xoắn ốc xung quanh một sợi hình thành nên bộ ba tropocollagen. Sau đó tropocollagen liên kết với nhau theo kiểu đầu nối đuôi hình thành collagen fibril. Các collagen fibril này bó lại với nhau hình thành sợi collagen siêu cáp – collagen fiber (hình 2-3, 2-4). Hình 23: Từng bậc cấu trúc trong chuỗi collagen Hình 24: Tổ chức bó sợi collagen Các chuỗi collagen sắp xếp song song theo chiều dọc liên kết với nhau bằng các liên kết ngang tạo thành các sợi theo chu kỳ nhất định. Chúng được sắp xếp so le nhau một khoảng 67nm và có 1 khoảng trống 40nm ở giữa những phân tử liền kề nhau. Nhờ vào cấu trúc có trật tự, độ bền vốn có của các chuỗi xoắn ốc được chuyển sang các sợi collagen, cung cấp cho các mô độ cứng, độ đàn hồi và những đặc tính cơ học riêng. Vì thế collagen rất chắc, dai và bền. Thành phần các acid amin có trong collagen Mỗi loại collagen gồm có hàng nghìn cấu trúc amino acid, chủ yếu gồm có glycine, proline, hydroxyproline. Collagen không chứa tryptophan, và là một trong số ít các protein chứa hydroxylysine. Các amino acid sắp xếp trong chuỗi xoắn ốc theo các dãy với sự phân bố như sau: Bảng 31: Sự phân bố các amino acid trong chuỗi polypeptide Trong đó I là amino acid (proline và hydroxyproline), X là các amino acid khác. Glycine chiếm gần 1/3 trong tổng số các amino acid và nó được phân bố một cách đều đặn tại vị trí mỗi 1/3 xuyên suốt trong phân tử collagen. Do glycine có các nhánh phụ nhỏ nhất nên sự lặp lại của nó cho phép các chuỗi polypeptide kết hợp chặt chẽ với nhau tạo thành một đường xoắn ốc với khoảng trống nhỏ ở phần lõi. Trong collagen không chứa tryptophan, cystine như các loại protein khác, còn tyrosin, histidin, và các acid amin chứa lưu huỳnh mỗi loại hiện diện không quá 1%, điều này làm các cầu nối disulfur (-S-S) trong cấu trúc collagen xuất hiện ít và là nguyên nhân cho tính mềm dẻo của nó so với keratin, nhưng chứa rất nhiều hydroxyproline. Hydroxyproline này là một acid amin đặc trưng của collagen mà các loại protein khác không có Trong collagen chứa đến 30% glycine, 10% hydroxyproline, 12% proline, 11% alanine. Tính chất của collagen Tác dụng với nước Collagen không hòa tan trong nước mà nó hút nước để nở ra, cứ 100g Collagen khô có thể hút được khoảng 200g nước. Collagen kết hợp với nước nở ra trong nước, độ dày tăng lên chừng 25% nhưng độ dài tăng lên không đáng kể, tổng thể tích của phân tử collagen tăng lên 2 – 3 lần. Do nước phân cực tác dụng lên liên kết hydro trong liên kết phối trí của collagen làm giảm tính vững chắc của sợi gelatin từ 3 – 4 lần. Khi nhiệt độ tăng lên cao, tính hoạt động của mạch polypeptide tăng mạnh, làm cho mạch bị yếu và bắt đầu đứt thành những mạch polypeptide tương đối nhỏ. Khi nhiệt độ tăng lên trong khoảng 60 – 650C collagen hút nước bị phân giải. Nhiệt độ phân giải của collagen trong nguyên liệu chưa xử lý tương đối cao. Khi nguyên liệu đã khử hết chất khoáng, thì nhiệt độ phân giải sẽ giảm xuống. Tác dụng với acid, kiềm Collagen có thể tác dụng với acid và kiềm, do trên mạch của collagen có gốc carboxyl và amin. Hai gốc này quyết định hai tính chất của nó. Trong điều kiện có acid tồn tại, ion của nó tác dụng với gốc amin, điện tích trên carboxyl bị ức chế (hình thành acid yếu có độ ion hóa thấp). Trái lại gốc amin bị ion hóa tạo NH3+. Trong điều kiện có nước, nước có thể tác dụng với nhóm gốc có mang điện trong kết cấu protide và những ion Na+ và Cl- làm tăng tính hấp phụ nước của collagen do đó trong môi trường acid và kiềm thì tính trương nở của collagen được tăng lên Ngoài ra acid và kiềm còn gây ra 1 số biến đổi là : Cắt đứt mạch muối (liên kết giữa –NH3+ và COO-) làm đứt mạch peptide trong mạch chính Làm đứt liên kết hydrogen giữa gốc –CO, NH- của mạch xung quanh nó Làm acid amin bị phân hủy giải phóng ra ammoniac Cùng với biển đổi đó điểm đẳng điện của collagen hạ xuống thấp, acid và kiềm đều có thể phân hủy collagen tuy nhiên theo nghiên cứu của nhiều nhà khoa học thì vôi cũng làm tăng tỷ lệ phân hủy của collagen. Trong điều kiện thường, thời gian dài có thể làm cho collagen bị phân giải( mức độ phân giải thấp) khi nhiệt độ tăng thì độ phân giải cũng tăng lên nhanh chóng Collagen phân giải biến thành gelatin, căn cứ vào giả thuyết của Hofmeister phản ứng sẽ tiến hành như sau: Nếu xử lý trong điều kiện nhiệt độ cao và có nước thì keo dễ tiếp tục biến đổi thành Do đó nếu muốn sản xuất gelatin thì ta phải khống chế nhiệt độ thích hợp cho chất lượng của gelatin được đảm bảo Các tính chất khác của collagen Khả năng tạo nhũ tương - Là một protein không tan, collagen có thể có ít dấu hiệu cho thấy là một chất nhũ hóa. Tuy nhiên, thực ra collagen có nguồn gốc từ da sống được xử lý và biến tính ở mức độ khác nhau có thể là một chất nhũ hóa tốt hơn sữa gầy. Khả năng hòa tan Collagen tan trong glycerin, acid acetic, ure nhưng không tan trong nước lạnh. Collagen cũng đã được phân chia thành bốn lớp trên cơ sở tính hòa tan trong các dung dịch đệm khác nhau: tan trong muối trung tính, tan trong acid, tan trong kiềm, và không tan trong kiềm. Các phần tan trong acid thường bao gồm hai tập hợp khác nhau bên cạnh một tiểu phân tử chuỗi α. Một có tên là β2 hoặc β11 bao gồm hai chuỗi α1, và thứ hai β1 hoặc β12 bao gồm một chuỗi α1 và một chuỗi α2 liên kết bởi liên kết cộng hóa trị kiểu este. Collgagen hòa tan trong muối được tìm thấy bao gồm 90% chuỗi của một chuỗi α và một số dạng β (l0%), trong khi collagen hòa tan trong acid là khoảng 10% chuỗi α và 90% ở dạng β. Chỉ có 50% nhóm ion trong acid hòa tan có trong collagen hòa tan trong muối. Các nhóm còn lại có thể tham gia vào mối liên kết chéo. Mặt khác, phần tan trong kiềm và không hòa tan trong kiềm đại diện cho collagen trưởng thành Sự biến tính Dưới tác dụng của các chất hóa học như acid, base, muối, các dung môi alcohol, và các tác nhân vật lý như khuấy trộn cơ học, nghiền, tia cực tím... các cấu trúc bậc hai, ba và bậc bốn của protein bị biến đổi làm cho các liên kết hydro, các cầu nối disunfit, các liên kết ion bị phá vở nhưng không phá vỡ liên kết peptide, tức là cấu trúc bậc một vẫn giữ nguyên, protein sẽ thay đổi tính chất so với ban đầu. Đó là hiện tượng biến tính protein. Sau khi bị biến tính, protein thường có các tính chất sau: Độ hòa tan giảm do làm lộ các nhóm kị nước vốn ở bên trong phân tử protein. Tức là khi protein chưa biến tính, các acid amin có các nhóm kị nước nằm bên trong phân tử protein. Khi bị biến tính, phân tử protein lúc này chỉ là trình tự sắp xếp các acid amin mạch thẳng, làm cho các nhóm kị nước lộ ra ngoài cho nên độ hòa tan giảm. Khả năng giữ nước giảm. Cấu trúc bậc bốn giúp cho protein có khả năng hydrat hóa tạo thành màng hydrat bao quanh. Khi biến tính làm mất đi cấu trúc bậc bốn thì khả năng hydrat hóa không còn. Vì thế protein giữ nước kém. Hoạt tính sinh học ban đầu mất đi. Điều này là hiển nhiên vì hoạt tính sinh học của một protein được quyết định bởi các cấu trúc bậc hai, bậc ba và bậc bốn. Khi các cấu trúc này mất đi, protein chỉ là các polypeptide, và không có hoạt tính sinh học. Tăng độ nhạy đối với sự tấn công của enzyme protease do làm xuất hiện các liên kết peptide ứng với trung tâm hoạt động của protease. Tăng độ nhớt nội tại. Mất khả năng kết tinh. Protein có khả năng kết tinh trong các môi trường muối, hoặc cồn. Ở các điều kiện pH nhất định dung dịch protein không bền và kết tủa, được gọi là pH đẳng điện. Khi bị biến tính, điểm đẳng điện của protein không còn, và chúng khó thể kết tinh. Tính kị nước Do các gốc kị nước của các acid amin trong chuỗi polypeptide của protein hướng ra ngoài, các gốc này liên kết với nhau tạo liên kết kị nước. Độ kị nước có thể giải thích là do các acid amin có chứa các gốc R- không phân cực nên nó không có khả năng tác dụng với nước. Tính kị nước sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến tính tan của protein. Tính chất của dung dịch keo Khi hòa tan protein thành dung dịch keo thì nó không đi qua màng bán thấm. Hai yếu tố đảm bảo độ bền của dung dịch keo là: Sự tích điện cùng dấu của các protein. Lớp vỏ hydrat bao quanh phân tử protein. Khi dung dịch keo không bền, chúng sẽ kết tủa, có hai dạng kết tủa: kết tủa thuận nghịch và không thuận nghịch: Kết tủa không thuận nghịch: Sau khi chúng ta loại bỏ các yếu tố gây kết tủa thì protein không trở về trạng thái dung dịch keo bền vững như trước nữa Kết tủa thuận nghịch: Sau khi chúng ta loại bỏ các yếu tố gây kết tủa thì protein vẫn có thể trở lại trạng thái dung dịch keo bền như ban đầu. Tính chất điện ly lưỡng tính Protein có tính chất lưỡng tính vì trong acid amin có chứa cả gốc acid (COO-) và gốc base (NH2-). Cả acid amin và protein đều có tính chất lưỡng tính. Các nguồn nguyên liệu có chứa collagen Collagen chứa trong hầu hết các bộ phận của cơ thể như mô, gân, xương, tủy, da… của các loại động vật như cá nước ngọt, cá nước mặn, ếch, cá xấu, lợn, bò , trâu… tuy nhiên do ở nước ta lượng xuất khẩu cá tra, cá basa là rất lớn do đó lượng phế phẩm là da cá là rất lớn, lúc trước nó chỉ dùng làm thức ăn chăn nuôi nên giá trị của nó là không cao do đó trích ly collagen từ da cá tra là 1 hướng