Đề tài Tìm hiểu về collagen

ĐỀ TÀI TÌM HIỂU VỀ COLLAGEN GVHD: Th.S Huỳnh Kim Liên SV thực hiện:mthung970 Giới thiệu về collagen Thành phần của collagen Cấu trúc của collagen Phân loại collagen Tính chất của collagen Phương pháp kiểm nghiệm collagen Ứng dụng của collagen Kết luận Từ “collagen” có nguồn gốc từ tiếng Hi Lạp “ Kolla” có nghĩa là “ nhà sản xuất keo” tên gọi này do khi nấu da và gân của ngựa cùng các loài động vật khác thu được chất keo, và do sự quan sát: collagen không hòa tan trong nước ở nhiệt độ thường, nhưng khi đun nóng trở thành dạng keo có tính kết dính. Collagen là loại protein cấu trúc chính yếu, chiếm khoảng 25% - 35% tổng lượng protein trong cơ thể ở các động vật có xương sống. Collagen có chức năng chính là kết nối các mô trong cơ thể lại với nhau. Các nhà khoa học thường ví chúng giống như một chất keo dính các bộ phận trong cơ thể người lại thành một khối hoàn chỉnh, nếu không có chúng cơ thể người sẽ chỉ là các phần rời rạc. Trong thành phần của da, collagen chiếm khoảng 70% cấu trúc da và được phân bố chủ yếu ở lớp hạ bì của da, tạo ra một hệ thống nâng đỡ, hỗ trợ các đặc tính cơ học của da như: sức căng, độ đàn hồi, duy trì độ ẩm,... Nó đóng vai trò kết nối tế bào, kích thích quá trình trao đổi chất, tạo độ đàn hồi cho da. Collagen là một protein được tạo thành từ 3.150 axit amin được sắp xếp trong một sự kết hợp của 3 sợi được gọi là một chuỗi xoắn ba. Có chứa một lượng lớn glycine (Gly), chiếm tỉ lệ 33% và proline (Pro) chiếm tỉ lệ 12%, hydroxyproline (Hyp) chiếm tỉ lệ 22%. Collagen là một trong số ít protein chứa Hydroxylysine (Hyl), ngoài ra trong thành phần của collagen còn có chứa chất khoáng chiếm tỉ lệ 1%. Collagen có kết cấu rất phức tạp. Phân tử Collagen" là một đơn vị lớn hơn của Collagen gọi là các sợi. Nó dài khoảng là 300 nm với đường kính 1,5 nm, tạo thành bởi ba chuỗi polypeptid (peptid anfa), mỗi chuỗi này đều được sắp xếp theo một đường xoắn ốc. Hình ảnh cấu trúc xoắn ba của collagen Collagen tồn tại ở nhiều bộ phận trong cơ thể. Đã có 29 loại collagen được tìm thấy và thông báo trong các tài liệu khoa học. Trên 90% collagen trong cơ thể là dạng I, II, III và IV. Collagen I: có trong da, gân, mạch máu, các cơ quan, xương (thành phần chính của xương) Collagen II: có trong sụn xương (thành phần chính của sụn) Collagen III: có trong cơ bắp (thành phần chính của cơ bắp), tìm thấy bên cạnh collagen I. Collagen IV: thành phần chính cấu tạo màng tế bào Tác dụng với acid và kiềm Tác dụng với nước Tác dụng với muối Tính chất của dung dịch keo Tính kỵ nước Sự biến tính Collagen không hòa tan trong nước mà nó hút nước để nở ra. Cứ 100g collagen khô có thể hút được 200g nước. Khi nhiệt độ tăng, tính hoạt động của mạch polypeptid tăng mạnh, làm cho mạch yếu dần và đứt thành các mạch polypeptid ngắn hơn. Khi nhiệt độ tăng lên khoảng 600C - 650C collagen hút nước sẽ bị phân giải. Collagen có thể tác dụng được với acid và kiềm do trong cấu tạo của collagen có nhóm carboxyl và amin Trong môi trường acid thì nhóm amin phản ứng tạo NH3+, trong môi trường kiềm nhóm carboxyl phản ứng tạo thành muối. Trong dung dịch muối trung tính như NaCl, Na2SO4....thì các gốc –COOH và –NH2 của collagen phản ứng tạo hỗn hợp các muối. Do các gốc kỵ nước của các acid amin (aa) trong chuỗi polipeptid của protein hướng ra ngoài, các gốc này liên kết với nhau tạo liên kết kỵ nước. Tính kỵ nước sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến tính tan của protein. Khi hoà tan collagen thành dung dịch keo thì nó không đi qua màng bán thấm. Hai yếu tố đảm bảo độ bền của dung dịch keo: Sự tích điện cùng dấu của các collagen. Lớp vỏ hidrat bao quanh phân tử collagen. 5.6 Sự biến tính Sau khi bị biến tính collagen thường có những tính chất sau đây: Độ hòa tan giảm Khả năng giữ nước giảm. Mất hoạt tính sinh học ban đầu. Tăng độ nhạy đối với sự tấn công của enzyme protease. Tăng độ nhớt nội tại. Mất khả năng kết dính. Phổ hồng ngoại Nhóm amid A phát hiện ở píc có cường độ 3330cm-1, nhóm amid B được thấy ở píc có cường độ 3080 cm-1. Sự dao động của amid bậc I ở 1650 cm-1, amid bậc II ở 1545 cm-1 và amid bậc III ở 1237 cm-1. Phổ hồng ngoại collagen trong dung dịch acid Collagen thu được từ da cá thường có bước sóng hấp thụ ở 232 nm Phổ UV- VIS của collagen thu được từ da cá Nhiệt độ biến tính Nhiệt độ biến tính (Td) là nhiệt độ của dung dịch collagen được đo khi độ nhớt của nó giảm xuống một nửa. Độ nhớt của collagen giảm xuống khi tăng nhiệt độ. Để kiểm tra nhiệt độ biến tính của collagen người ta thường đo dung dịch 0,03% collagen trong acid acetic 0,1N trên bộ đo độ nhớt Ubbelohde được ngâm vào trong nước ở nhiệt độ từ 20- 460C Nhiệt độ biến tính Độ nhớt tương đối = Thời gian chảy của mẫu/ Thời gian chảy mẫu trắng (axit axetic 0,1 N) Trong đó: ηt: độ nhớt đo được ở mỗi nhiệt độ. ηmax: độ nhớt lớn nhất. ηmin: độ nhớt nhỏ nhất. 7.1 Ứng dụng trong thực phẩm Collagen được dùng làm vỏ bao xúc xích, màng bọc kẹo, nguyên liệu sản xuất các thực phẩm dinh dưỡng, thực phẩm chức năng. Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo Trong sữa và sản phẩm từ sữa Ứng dụng collagen trong sản xuất đồ uống Trong công nghiệp chế biến thịt 7.2 Ứng dụng collagen trong y học và dược phẩm Trong các dạng thuốc Trong thành phần cầm máu, thay thế máu và hàn gắn vết thương Nuôi cấy mô và tế bào Trong nội soi và phẩu thuật thẩm mỹ 7.2 Ứng dụng collagen trong y học và dược phẩm Collagen được sử dụng trong lĩnh vực y học: có vị trung hòa, không gây dị ứng và được hấp thụ hoàn toàn trong cơ thể con người, có tính tương thích sinh học … Viên con nhộng Thành phần cầm máu, thay thế máu và hàn gắn vết thương 7.2 Ứng dụng collagen trong y học và dược phẩm Viên bao nang mềm Viên bao nang cứng 7.3 Ứng dụng collagen trong công nghệ mỹ phẩm Collagen được đưa vào da bằng 3 phương pháp chính: Thoa lên da, nhờ tác động của các công nghệ xung điện hay ánh sáng để đẩy chúng vào sâu tới vùng da cần điều trị. Tiêm trực tiếp vào da. Ăn uống. 7.3 Ứng dụng collagen trong công nghệ mỹ phẩm Collagen phục hồi: Sử dụng trong trường hợp da bị tổn thương, trong giai đoạn tái tạo sau khi điều trị nám, mụn trứng cá, sẹo, rạn da và tiêu da thừa sau khi giảm béo. Collagen trẻ hóa: Sử dụng cho những phụ nữ từ 35 tuổi, bắt đầu xuất hiện sự lão hóa, với sự xuất hiện của các nếp nhăn, da bị mất nước, chùng nhão, chảy xệ, không còn căng mịn như trước, màu da sạm lại. Collagen phục hồi liên kết cơ: Phương pháp này chỉ định cho những người cần có trị liệu sâu do da lão hóa quá lâu hoặc nếp nhăn do da chuyển động quá nhiều. Theo PGS.TS Nguyễn Hữu Đức (ĐH Y Dược TP.HCM): collagen thực chất là một loại protein khi uống vào trong dạ dày sẽ bị dịch vị phân hủy. Collagen dùng ở dạng tiêm để làm đầy sẹo lõm, nhưng chỉ có tác dụng trong vài tháng sau đó sẹo lõm tái hiện vì Collagen bị phân hủy dần. Tóm lại, các chế phẩm, thuốc đẹp da từ bên trong chỉ là biện pháp hỗ trợ bên cạnh chế độ ăn uống đầy đủ, cân bằng dưỡng chất với sự tăng cường rau quả tối đa, chế độ vận động rèn luyện thể lực thích hợp trong cuộc sống lạc quan, thoải mái về tinh thần mới có tác dụng. Ở Nhật bản, nhà khoa học dinh dưỡng Kuniko Takahashio của ĐH Gunma khẳng định uống collagen không khác nào ăn thịt cá hoặc các loại thực phẩm giàu dinh dưỡng, vì collagen sẽ được tiêu hóa thành các axit amin như các protein khác. Ông còn khẳng định các dạng của collagen được sử dụng trong kem giữ ẩm chỉ có tác dụng tốt trong vai trò là chất kết hợp với nước, bởi vì cấu trúc phân tử của chúng quá lớn để có thể thấm vào da. Cá hồi Thực phẩm giàu vitamin A và C Đậu phụ thịt gà tây Rau bina