Đồ án tổng quan về collagen và ứng dụng của collagen

ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN CHƯƠNG 1: COLLAGEN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ COLLAGEN 1.1.1 Khái quát Collagen [2]  Collagen protein có cấu trúc bậc điển hình, đơn vị tropocollagen cấu trúc bậc tổ hợp theo hướng dọc ngang làm collagen có nhiều mức cấu trúc Collagen loại protein cấu trúc yếu, chiếm khoảng 25% - 35% tổng lượng protein thể động vật có xương sống Collagen phân bố phận da, cơ, gân, sụn, răng, hệ thống mạch máu động vật có mặt lớp màng liên kết bao quanh thành phần dây chằng gân, Khoảng 10% protein động vật có vú collagen, protein ngoại bào (hơn 90% gân, xương khoảng 50% da) có chứa collagen  Trong thành phần da, collagen chiếm khoảng 70% cấu trúc da phân bố chủ yếu lớp hạ bì da, tạo hệ thống nâng đỡ, hỗ trợ đặc tính học da : sức căng, độ đàn hồi, trì độ ẩm, Nó đóng vai trò kết nối tế bào, kích thích trình trao đổi chất, tạo độ đàn hồi cho da Sự suy giảm số lượng chất lượng collagen dẫn đến hậu lão hóa thể mà thay đổi da, khuôn mặt dấu hiệu dễ nhận biết nhất: da bị khô, nhăn nheo đường nhăn mảnh khóe mắt, khóe miệng, lâu dần thành nếp nhăn sâu, đường nét khuôn mặt bị chùng nhão chảy xệ Tùy theo độ tuổi, điều kiện sống tác động môi trường, da bị lão hóa tổn thương , sợi collagen dần tính đàn hồi săn cấu trúc collagen bị phá hủy Chính mà collagen đóng vai trò chất SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN quan trọng hàng đầu ngành thẩm mỹ, đặc biệt chăm sóc da, phẫu thuật thẩm mỹ, phẫu thuật bỏng  Collagen phân bố giác mạc, tồn dạng tinh thể Trong mô cơ, collagen chiếm khoảng từ 1% đến 2% Trong thể người, collagen chiếm từ 20 – 25% protein thể  Collagen thành phần mô liên kết, có chức tạo độ vững đàn hồi Collagen có tác dụng giống chất keo liên kết tế bào lại với để hình thành mô quan tảng thể Collagen cung cấp cho mô liên kết đặc tính trội nhờ vào diện rộng khắp xếp mang tính cấu trúc Theo quan điểm y sinh, collagen đóng vai trò quan trọng phát triển, hàn gắn vết thương, thành phần hoạt hoá tiểu cầu máu hình thành mạch Thêm vào phát triển số bệnh di truyền xác định đột biến cấu trúc gen collagen Những rối loạn trình tổng hợp phân giải collagen ghi lại nguyên nhân nhiều bệnh phức tạp chứng viêm khớp, xơ gan, bệnh đái đường ung thư bệnh có liên quan đến lão hoá Collagen phân bố khắp nơi thể, từ chỗ gân nối bắp chân với gót chân giác mạc Trong gân dây chằng, collagen có tác dụng truyền lực từ sang xương tích trữ lượng đàn hồi Chính nhờ tính chất mà thể di chuyển, vận động cách nhịp nhàng uyển chuyển Collagen chất hữu có xương men giúp chúng chống lại rạn nứt Nó thành phần da, mạch máu, SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang Bên cạnh ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN chức học, giác mạc, thủy tinh thể, trật tự cấu trúc sợi collagen tạo nên suốt trì thị lực  Collagen xem vật liệu mang tính xây dựng Sự linh hoạt nhờ vào cấu trúc cấp bậc phức tạp, tạo nên đa dạng tính chất nhằm phục vụ chức định Xét mặt kinh tế, nguồn nguyên liệu giàu collagen dùng để sản xuất gelatine- chất có nhiều ứng dụng nhiều lónh vực khác nhau: thực phẩm, y học dược phẩm, mỹ phẩm, công nghệ nhiếp ảnh, 1.1.2 Lịch sử phát triển Collagen Theo tiếng Hy Lạp, collagen có nghóa “người sản xuất keo hồ”, nói đến trình nấu da gân ngựa loài động vật khác để thu hồ Keo dán collagen người Ai Cập sử dụng cách 4000 năm người Mỹ sử dụng cách khoảng 1500 năm Từ 2000 năm trước, người biết sử dụng mô liên kết sản phẩm chế biến thực phẩm để tạo sản phảm dạng gel, chất dính Người Ai Cập cổ đại sản xuất collagen nghiên cứu cho thấy kỉ thật xuất collagen bữa tiệc, ví dụ cá hồi hay bánh hoa quả, Năm 1682, người Pháp tên Papin công bố kết thu hỗn hợp giống jelly từ xương Từ năm 1700, thuật ngữ collagen trở nên thông dụng Năm 1754, báo lónh vực chất dính công nhận Anh việc sản xuất chất dán người thợ làm đồ gỗ Các chất hồ dán tự nhiên sản xuất thành phần collagen vài chất khác SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN Năm 1850, công nghiệp sản xuất collagen xuất Mỹ, nguồn nguyên liệu lúc xương Năm 1871, phát quan trọng bác só người Anh Richard Leach Maddox ứng dụng collagen đưa đến bước đột phá ngành công nghiệp hình ảnh, vị bác só cải tiến “dry plate” với lớp gelatin – bạc bromua nhạy so với “wet plate” Sau nghiên cứu Charles Bennet tiếp tục hoàn thiện phương pháp dùng “dry plate” Ưu điểm lớn phương pháp giảm nhiều thời gian công nghiệp nhiếp ảnh Cuối kỉ 19, ngành công nghiệp sản xuất collagen xuất làm tăng thêm ứng dụng collagen ngành công nghiệp khác ổn định tính chất sản phẩm Năm 1930, ngành sản xuất collagen phát triển mạnh mẽ da heo xem nguồn nguyên liệu thu nhận collagen Ngành công nghiệp sản xuất collagen Châu Âu bắt đầu khoảng năm 1930 Châu Âu lại trở thành khu vực sản xuất collagen quan trọng giới Năm 1950, công nghiệp sản xuất collagen có bước phát triển đáng kể kó thuật, từ tảng cho tiêu chuẩn sản xuất chất lượng sản phẩm ngày Ngày nay, hiểu biết acid amin protein nói chung, collagen gelatin nói riêng ngày nhiều Thêm vào tiến kó thuật giúp sản phẩm collagen đạt an toàn vệ sinh, chất lượng theo tiêu chuẩn quốc tế yêu cầu nghiêm ngặt yếu tố kó thuật 1.1.3 Nguồn gốc thu nhận Collagen  Trong năm trước đây, để đáp ứng nhu cầu công nghiệp, collagen SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN trích ly chủ yếu từ da, xương loài gia súc lợn Khoảng thời gian gần đây, bùng phát loại bệnh truyền nhiễm bệnh bò điên (Bovine Spongiform Encephalopathy – BSE, Tranmissible Spongiform Encephalopathy – TSE) bệnh lở mồm long móng (Food and Mouth Disease – FMD) lợn gia súc hạn chế phạm vi sử dụng collagen có nguồn gốc từ loài động vật bệnh truyền nhiễm có khả lây truyền sang người thông qua mô động vật Bên cạnh đó, số quốc gia, collagen trích ly từ lợn không sử dụng rào cản tôn giáo Với nguyên nhân trên, nhà khoa học tập trung vào nghiên cứu họ để tìm nguồn collagen thay Da, xương, vây, vảy loài cá nước ngọt, đặc biệt cá da trơn: cá tra, cá ba sa, cá biển, da gà, da ếch, da mực,…có thể sử dụng nguồn thay  Trong số nguồn thay thế, cá cung cấp nguồn nguyên liệu thô tốt vì: - Dễ tìm, sẵn có để sử dụng - Không có lây truyền bệnh - Không gặp phải trở ngại mặt tôn giáo - Có khả thu collagen với hiệu suất cao Khoảng 70% tổng trọng lượng thể cá bị bỏ dạng phế phẩm da, xương, vây, đầu, vảy, ruột,…trong suốt trình chế biến Việc tận dụng chất thải nâng giá trị kinh tế loài cá lên  Dựa vào thành phần % tổng lượng collagen tính tổng lượng protein, loài cá chia thành nhóm: SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN Nhóm có hàm lượng collagen thấp: tổng lượng  collagen chiếm đến % so với tổng lượng protein Nhóm có hàm lượng collagen trung bình : tổng lượng  collagen chiếm từ  10 % tổng lượng protein Nhóm có hàm lượng collagen cao: tổng  lượng collagen 10 % tổng lượng protein Thịt loài cá khác chứa hàm lượng khác collagen hòa tan acid (acid soluble collagen) collagen không hòa tan (insoluble collagen) Hàm lượng collagen tổng cộng dao động từ 0,3  2,99 % so với trọng lượng tươi mô, tương ứng với phạm vi từ 1,58  13,39 % so với tổng lượng protein Bảng 1.1 Loại cá Thành phần collagen thịt cá Collagen hòa tan acid (so với trọng lượng tươi) Collagen không hòatan (so với trọng lượngtươi) Collagen tổng (so với trọng lượngtươi) Collagen tổng (so với protein tổng) 0,19 0,11 0,3 1,58 0,36 0,09 0,45 2,42 0,38 0,09 0,47 2,41 0,4 0,18 0,58 2,98 chép 0,49 0,21 0,7 3,25 Cá đối 0,94 0,25 1,19 5,89 Cá chim trắng Sardine Cá thu Cá bơn Cá SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA Cá ngừ GVHD: TS PHAN 1,06 0,39 1,45 7,35 2,13 0,86 2,99 13,11 2,3 0,5 2,8 13,39 Cá mập Cá đuối  Tổng lượng collagen thể thay đổi từ 3,26 % (ở cá thu) 6,97% (ở cá chình Nhật Bản) Lượng collagen hòa tan acid (acid soluble collagen) nằm khoảng từ 13,1 % (cá chình) đến 56,6 % (cá bơn) Hàm lượng collagen thu thay đổi tùy theo loài loại mô sử dụng trình trích ly Trong tất loài, khả hòa tan collagen thịt tương đối cao thấp loại collagen nội tạng Collagen da, vảy, xương vây chiếm phần lớn tổng lượng Collagen Cho đến nay, hầu hết loại mỹ phẩm collagen có chứa protein chiết xuất từ gia súc Bởi bộc phát bệnh bò điên BSE (Bovine Spongiform Encephalopathy – mad cow disease), collagen từ gia súc dần rút khỏi phạm vi sử dụng, thay vào nguồn collagen trích từ cá, đặc biệt cá da trơn: cá tra, cá ba sa Nguồn collagen chiết tách từ nguồn nguyên liệu có nhiều đặc điểm tốt cho việc ứng dụng thực phẩm, y học mỹ phẩm Trong công nghệ sản xuất mỹ phẩm, mỹ phẩm collagen từ gia súc có tốc độ hấp thụ chậm da người Đối mặt với vấn đề này, liệu pháp SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN tiêm collagen vào da giới thiệu Tuy nhiên, bất lợi cách thức đắt tiền, đau đớn kèm với rủi ro nguy hiểm cho người Hiện nay, nhà khoa học Phần Lan phát triển tiến trình trích ly collagen từ cá Không giống với loại collagen thu từ phương pháp trước đây, collagen từ cá hấp thụ hoàn toàn da người Vì cá sống phạm vi rộng lớn với điều kiện nhiệt độ, độ sâu áp suất khác Điều có nghóa collagen trích từ da cá có sức chống chịu đặc biệt với phá hủy lý hóa học Đối với thuốc hay thức uống có chứa collagen, collagen từ cá chứng minh có tốc độ hấp thụ vào máu nhanh gấp 1,5 lần so với collagen từ lợn Khả hấp thụ vào máu So sánh khả hấp thụ vào máu collagen từ cá collagen từ lợn Hình Thời gian sau sử 1.1 dụng Đồ thị so sánh khả hấp thụ vào máu collagen SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN trích ly từ cá từ lợn Việt Nam nước phát triển, có nông  nghiệp với sản phẩm phong phú Trong đó, sản phẩm từ cá chiếm phần lớn kim ngạch xuất Những năm gần đây, việc nuôi cá da trơn : cá tra, cá ba sa phát triển, đặc biệt Đồng sông Cửu Long Trong trình chế biến cá, song song với phẩm dùng cho việc xuất (chủ yếu fillet) khối lượng lớn phụ phẩm da, xương, vây,… Đây nguồn giàu collagen, sử dụng thay cho nguồn cung cấp Collagen cổ điển da, xương từ lợn, bò Việc tận dụng nguồn góp phần làm tăng giá trị kinh tế loài cá da trơn nước ta 1.2 CẤU TẠO COLLAGEN 1.2.1 1.2.1 Thành phần hóa học Collagen [1]  Thành phần protein collagen có gần đầy đủ loại acid amin, bao gồm tất 20 loại acid amin ( Schrieber Gareis,2007) Thành phần acid amin thay đổi tùy theo nguồn gốc collagen, tồn vài tính chất chung cho tất collagen Trong thành phần collagen không chứa cystein trytophan, chứa lượng lớn glycine (Gly), chiếm khoảng 33% proline (Pro), chiếm tỉ lệ 12% hydroxyproline (Hyp), chiếm tỉ lệ 22% (Theo Balian Bowes 1977) Collagen số protein có chứa hydroxylysine (Hyl), thành phần Collagen chứa khoáng, chiếm tỉ lệ 1% Bảng 1.2 So sánh thành phần acid amin collagen loại protein khác (số gốc/1000 gốc) SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA Glycine Alanin Valine Leucine Isoleucine Serin Threonine Cystein Methionine Aspatic acid Glutamic acid Lycine Hydroxylycine Arginine Histidine Phennylalanine Tyrosine Trytophan Proline Hydroxyproline GVHD: TS PHAN Collagen Casein Albumin 363 107 29 28 15 32 19 47 77 31 49 15 131 107 30 43 54 60 49 60 41 17 63 153 61 25 19 28 45 65 - 19 35 28 32 25 36 16 16 32 52 20 15 21 14 - Proline Hydroxyproline liên quan tới cấu trúc bậc collagen Những amino acid giúp giới hạn quay khung polypeptide, góp phần tạo nên bền vững cho cấu trúc xoắn ốc bậc Nhóm hydroxyl hydroxylproline đóng vai trò quan trọng bền vững cấu trúc xoắn ốc bậc collagen Polypeptide collagen mà thiếu hydroxylproline tạo nên cấu trúc gấp khúc nhiệt độ thấp không bền vững nhiệt độ thân nhiệt  Hydroxyproline acid amin đặc trưng collagen mà loại protein khác Hydroxyproline hình thành sau trình điều chỉnh proline kết hợp vào vị trí Y chuỗi Gly-X-Y Hydroxyproline có công thức phân tử C 5H9NO3, khác với proline, SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang 10 ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN có tác động to lớn đến việc điều trị cho bệnh nhân có tổn thương mô quan Nhóm nhà nghiên cứu trường Đại học WisconsinMadison tạo dạng collagen bền khoa học biết đến Đây giải pháp thay ổn định collagen người ngày dùng để điều trị chứng viêm khớp tình trạng thiếu collagen Collagen dạng protein có nhiều thể người, tạo khối bó dây chắn, có tác dụng hỗ trợ cấu trúc da, quan, sụn xương, đồng thời tế bào liên kết phận Nhiều thập kỷ qua, bác só sử dụng collagen từ bò để điều trị vết bỏng nghiêm trọng vết thương khác Collagen nhân tạo liệu pháp chữa trị nhiều bệnh viêm khớp thoái hóa collagen tự nhiên thể Để tạo loại collagen này, nhà khoa học thay 2/3 lượng acid amin thông thường protein dạng dẻo, giúp cấu trúc chung protein cứng trì hình dạng chúng Tính đột phá cách tiếp cận sử dụng vật liệu cứng có hình dạng tương tự với hình dạng protein chức sau gấp nếp Dạng collagen gắn kết với nhiệt độ cao nhiệt độ collagen tự nhiên phân rã Mặc dù tạo thành chủ yếu từ acid amin tự nhiên, hình ảnh chụp tia X tinh thể cấu trúc chiều collagen tạo phòng thí nghiệm cho thấy, khác biệt với collagen tự nhiên Sản phẩm collagen bền vững thực chứng khả hóa học protein đại 3.2.5 Ứng dụng collagen kỹ thuật nội soi phẫu thuật thẩm mỹ SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang 87 ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN Trong phẩu thuật nội soi, collagen hydrolysate ứng dụng để bôi vào ống nội soi, có tác dụng bôi trơn, bác só dễ dàng đưa ống vào thể bệnh nhân mà không gây đau Sau thời gian từ 40 – 60 phút, collagen tan hủy thể bệnh nhân mà không gây hại Hình 3.10 Ứng dụng collagen hydrolysate kỹ thuật nội soi Collagen sử dụng rộng rãi phẫu thuật thẩm mỹ, collagen polymer tự nhiên, dùng phẫu thuật tạo bơm môi, căng da mặt SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang 88 ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN Hình 3.11 Collagen dùng phẫu thuật thẩm mỹ Ngoài ra, collagen bán thị trường chất bổ sung, cải thiện tính linh hoạt khớp Ngoài ra, collagen phần giúp tích tụ calcium xương Nếu hàm lượng collagen giảm đáng kể, calcium tích tụ làm cho xương giòn dễ gãy, sụn dễ bị hao mòn tạo nên đau khớp gối hông Như vậy, để xương cứng cáp hơn, calcium cần bổ sung lượng lớn collagen 3.3 ỨNG DỤNG COLLAGEN TRONG CÔNG NGHỆ MỸ PHẨM 3.3.1 Tác dụng collagen công nghệ mỹ phẩm  Collagen có tác dụng chống lão hóa, ngăn ngừa cải thiện nếp nhăn Khoảng 70% cấu trúc da collagen, phân bố chủ yếu lớp hạ bì da Collagen tạo hệ thống nâng đỡ, hỗ trợ đặc tính học da sức căng, độ đàn hồi, trì độ ẩm, làm cho da mịn màng, tươi tắn trẻ trung Collagen giúp trì độ ẩm tối ưu cho tế bào Ngoài ra, collagen đảm bảo sắc tố da, làm sáng màu da Sự suy giảm chất lượng, số lượng collagen dẫn đến da trở nên khô, độ căng, đàn hồi thúc đẩy trình lão hóa thể Chính mà collagen đóng vai trò quan trọng giúp cải thiện cấu trúc da, kích thích trình tái tạo da, phục hồi tế bào da bị tổn thương SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang 89 ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN Hình 3.12 Vai trò collagen da Khi thể lão hóa, protein tế bào kết dính với thay đổi hình dáng làm cho chúng không đảm nhận chức bình thường Collagen bị mỏng tính đàn hồi giảm rõ rệt Hậu nếp nhăn da xuất Để hạn chế hình thành nếp nhăn da, phương pháp chống lão hóa bảo vệ collagen tăng cường tổng hợp collagen xem hữu hiệu Khi thể bước qua tuổi 30, tốc độ tổng hợp collagen bị chậm lại, tốc độ phân hủy gia tăng Trung bình năm, cấu trúc collagen bị khoảng 1,5% khối lượng; lớn tuổi, da bị lão hóa nhanh Trước độ tuổi 45, 1/3 số tổng lượng collagen thể bị Các nếp nhăn, nếp gấp xuất ngày nhiều trán, quanh miệng khóe mắt Collagen ảnh hưởng đáng kể đến định hình đường nét khuôn mặt, da bị chùng nhão, bị SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang 90 ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN chảy, điều đặc biệt thấy rõ phụ nữ bước qua tuổi 40 Ngoài ra, có nhiều nhân tố góp phần vào suy giảm collagen Các chất ô nhiễm có chứa độc tố toxin kích thích trình oxy hóa, tạo gốc tự Các gốc tự phá hủy tế bào cách lấy electron tế bào Chúng nguyên nhân gây bệnh nghiêm trọng ung thư Hút thuốc, chế độ dinh dưỡng không cân bằng, thiếu nguyên tố vi lượng, loại thực phẩm đóng gói chứa nhiều chất hóa học có hại không tập thể dục thường xuyên số nguyên nhân đẩy mạnh mát collagen Hình 3.13 Sự lão hóa da Sự lão hóa tế bào trì hoãn nhờ collagen hyaluronic acid Các chất làm phẳng lắp đầy nếp nhăn biểu bì, xúc tiến trình tái tạo tế bào da Những nếp nhăn cổ quanh vùng mắt giảm xuống nhờ vào cải thiện biểu bì Phần lớn sản phẩm collagen nguyên chất chiết xuất trực tiếp từ da động vật lợn, bò, cừu cá da trơn; đặc biệt hơn, có số loại collagen chiết xuất trực tiếp từ thể người chúng hoàn toàn chất hóa học hay độc tố, khả tương thích với thể người lên tới 100% mà phản ứng đào thải hay loại bỏ SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang 91 ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN Tất người lứa tuổi sử dụng lành tính chúng Ngoài ra, collagen đưa vào da ba phương pháp chính:  Thoa lên da nhờ tác động công nghệ xung điện hay ánh sáng để dẫn chúng vào sâu tới vùng da cần điều trị  Tiêm trực tiếp vào da  Ăn uống Ba phương pháp biện pháp an toàn không ảnh hưởng tới da thể (b) Sau (a) Trước điều trị điều trị Hình 3.14 Tác dụng chống lão hóa collagen  Collagen có tác dụng cao trình phục hồi tái tạo da Điều trị collagen phục hồi: thường sử dụng trường hợp da bị tổn thương hay giai đoạn tái tạo sau điều trị nám, mụn trứng cá, sẹo, rạn da tiêu da thừa sau giảm béo Các sản phẩm với thành phần collagen, elastin, collagen chiết xuất từ da heo giúp kích thích tế bào sửa chữa khiếm khuyết mô nhờ phục hồi khả SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang 92 ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN đàn hồi da Ngoài ra, sản phẩm điều trị vết rạn tăng cân hay mang thai Điều trị trẻ hóa collagen 25% sử dụng cho phụ nữ từ 35 tuổi bắt đầu có lão hóa với việc xuất nếp nhăn, da bị nước, chùng nhão, chảy xệ, không căng mịn trước, màu sắc da trở nên sạm lại Collagen thúc đẩy trình tái tạo mô vùng da bị sẹo mụn Một chức collagen tạo mạng lưới giữ cho tế bào da nguyên vẹn giúp chúng di chuyển bề mặt da Khi tế bào di chuyển bên ngoài, chúng điền đầy lỗ sâu mô da, làm giảm xuất sẹo Collagen có tác dụng củng cố tính nguyên vẹn tế bào da cách kết hợp với mô liên kết da để cải thiện cấu trúc tính đàn hồi (a) Trước điều trị (b) Sau điều trị Hình 3.15 Tác dụng trị sẹo mụn collagen Collagen thúc đẩy trình tái tạo mô vùng da bị sẹo mụn Một chức collagen tạo mạng lưới giữ cho tế bào da nguyên vẹn giúp chúng di chuyển bề mặt da Khi tế bào di chuyển bên ngoài, chúng điền đầy lỗ sâu mô da, làm giảm xuất SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang 93 ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN sẹo Collagen giúp củng cố tính nguyên vẹn tế bào da cách kết hợp với mô liên kết da để cải thiện cấu trúc tính đàn hồi 3.3.2 Các ứng dụng collagen công nghệ mỹ phẩm Collagen chứa tác nhân làm ẩm tự nhiên thể, có vai trò chống nhăn, giữ cho da mềm sáng; colagen dùng làm nguyên liệu để sản xuất sản phẩm như: mặt nạ, kem dưỡng da cao cấp, dầu gội, sản phẩm dưỡng tóc loại sữa tắm… Collagen hydrolysate thành phần sản phẩm mặt nạ dưỡng da, chúng kết hợp với tinh chất mật ong, dầu oliu, tinh dầu hoa hồng… có tác dụng dưỡng ẩm cho da, tái tạo da mệt mỏi, bảo vệ da khỏi tác nhân tia tử ngoại , khói bụi, hóa chất… Vì da trẻ hóa, tươi tắn Hình 3.16 Mặt nạ dưỡng da collagen hydrolysate Trong thành phần mặt nạ dưỡng da, collagen bổ sung dựa chất Đó hợp chất carbomer, SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang 94 ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN acrylate polymer Chất pha tiến hành chỉnh pH lên giá trị khoảng pH = giá trị cho ta dung dịch chất đặc Collagen trước cho vào dung dịch chất phải pha vào nước cho trương nở, sau trộn chung vào với dung dịch chất có sẵn, tỉ lệ collagen cho vào chiếm tỉ lệ 0,3 ÷ 0,6% Trong công nghệ sản xuất mỹ phẩm, mỹ phẩm collagen từ gia súc có tốc độ hấp thụ chậm da người Đối mặt với vấn đề này, liệu pháp tiêm collagen vào da giới thiệu Tuy nhiên, bất lợi cách thức đắt tiền, đau đớn kèm với rủi ro nguy hiểm cho người Hiện nay, nhà khoa học Phần Lan phát triển tiến trình trích ly collagen từ cá Không giống với loại collagen thu từ phương pháp trước đây, collagen từ cá hấp thụ hoàn toàn da người Vì cá sống phạm vi rộng lớn với điều kiện nhiệt độ, độ sâu áp suất khác Điều có nghóa collagen trích từ da cá có sức chống chịu đặc biệt với phá hủy lý hóa học Dưới tác dụng tác nhân tia tử ngoại, thuốc nhuộm tóc, thuốc duỗi tóc… tóc dễ bị tổn thương, chẻ ngọn, vẻ bóng mượt Trong sản phẩm chăm sóc tóc thường có bổ sung lượng collagen hydrolysate có tác dụng bảo vệ cho tóc, phục hồi hư tổn SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang 95 ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN Hình 3.17 Tóc bị hư tổn phục hồi sau sử dụng sản phẩm chăm sóc tóc có chứa collagen hydrolysate 3.4 Ứng dụng collagen công nghệ nhiếp ảnh Các đặc tính giúp cho collagen ứng dụng lónh vực là: - Là thành phần thiết yếu cho trình đông tụ phát triển dịch nhũ tương ảnh : bạc halogen - Là chất ổn định thành phần gắn kết hệ nhũ tương thuốc nhuộm - Là tác nhân gắn kết trình sản xuất giấy in phun - Khả trương nở tốt - Có tính bền vững cao SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang 96 ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN CHƯƠNG 4: NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI VÀ HƯỚNG TẬP TRUNG NGHIÊN CỨU GIẢI QUYẾT Trong số lónh vực ứng dụng collagen ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm mỹ phẩm, đòi hỏi chất lượng collagen cao, không chứa tạp chất, không chứa tro, không chứa thành phần chất béo, độ nhớt đạt yêu cầu, có trọng lượng phân tử định Chính phải có giải pháp kỹ thuật để xử lý vấn đề  Để loại tạp chất khỏi dung dịch collagen, ta sử dụng phương pháp hóa học hay khử ion màng cellophan  Để tinh chế collagen có trọng lượng phân tử định ta dùng phương pháp lọc gel hay tiến hành tách phân đoạn để thu collagen SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang 97 ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN Hiện vấn đề quan tâm qui trình thu nhận collagen vấn đề loại hoàn toàn chất béo khỏi dung dịch chứa collagen Hiện nhà khoa học nghiên cứu thành công qui trình sử dụng CO2 siêu tới hạn trình tinh collagen Một chất lỏng siêu tới hạn ( Super Critical Fluid – SCF ) hợp chất có giá trị nhiệt độ áp suất điểm tới hạn giản đồ pha Trên giá trị nhiệt độ tới hạn phần tử khí hóa lỏng áp suất Áp suất tới hạn áp suất khí nhiệt độ tới hạn Trong môi trường siêu tới hạn, tồn pha gọi fluid Pha fluid pha khí pha lỏng Nó dạng trung gian hai pha Pha fluid có khả hòa tan tương tự chất lỏng đồng thời có khả khuếch tán tốt chất khí Điểm tới hạn điểm kết thúc đường cong cân pha hai trạng thái khí lỏng Vùng siêu tới hạn cho biết cách sử dụng kết hợp đẳng áp thay đổi nhiệt độ, đẳng nhiệt thay đổi áp suất, hoàn toàn có khả chuyển đổi thành phần tinh khiết từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí vùng ngược lại mà chuyển pha Chất lỏng siêu tới hạn có khả hòa tan chất lỏng có khả vân chuyển chất khí Ở điều kiện môi trường ( 25 0C, áp suất 1bar), độ hòa tan chất pha khí có mối quan hệ trực tiếp với áp suất nhìn chung mối quan hệ ày không đáng kể Mặt khác, dung môi siêu tới hạn, độ hòa tan chất tăng gấp 10 lần Sự hòa tan chất pha lỏng siêu tới hạn kết hợp áp suất ảnh hưởng tương tác SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang 98 ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN chất tan dung môi Hay nói cách khác hòa tan không đơn phụ thuộc vào áp suất Trong trình tinh chất béo khỏi dung dịch collagen cách dùng CO siêu tới hạn lúc này, CO lỏng bình chứa dẫn qua thiết bị bơm cao áp để nâng áp suất lên áp suất tới hạn Chất trợ dung môi dẫn qua thiết bị bơm dung môi Dòng CO2 dòng dung môi trộn lẫn vào trước qua thiết bị gia nhiệt Tại đây, CO đạt trạng thái siêu tới hạn, dòng hỗn hợp CO siêu tới hạn chất trợ dung môi tiếp tục vào cột chiết Sau chiết, dòng chất lỏng siêu tới hạn mang theo chất béo khỏi cột tới van xả áp suất Khi áp suất giảm lúc chất béo tách khỏi dòng siêu tới hạn dòng CO tự theo đường ống Cột chiết lúc lại sản phẩm collagen loại béo TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang 99 ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA GVHD: TS PHAN Fratzl, P., Collagen Structure and Mechanics 2008 Matthew D, Ronald T Raines, 2009.Collagen structure and Stability Annual Review of Biochemistry, 78, 929–958 Frederic M.Richards, D.S.E., John Kuriyan, Advances in Protein Chemistry 2005 Fibrous Proteins Coiled-Coils, Collagen and Elastomers, Volume 70 K Gelse , E.Po schl , T Aigner, 2003 Collagen - structure, function and biosynthesis Advanced Drug Delivery Reviews 55 1531– 1546 L.S Senaratne, Pyo–Jam Park, Se-Kwon Kim, Korea, Isolation and characterisation of collagen from brown backed toadfish (Lagocephalus gloveri) skin, 2006 Shuai Zhao, M.Z., Guoying Li, Preparation of collagen from the pigskin shavings by alkali extraction Rume Sakai, S.I., Toshizo Isemura, Soluble collagen of chicken leg tendon; Its denaturation temperature and Hydrodynamic properties 1967 Nagai, T., Collagen from diamondback squid 2003 Maria Sadowska, I.K.o., Celina Niecikowska, Isolation of collagen from the skins of Baltic cod (Gadus morhua) 2002 10 L.S Senaratne, P.-J.P., Se-Kwon Kim, Isolation and characterization of collagen from brown backed toadfish (Lagocephalus gloveri) skin 2005 11 Food and Agricultural Organisation - Food and Nutrition Paper 14/7/1986 12 N.Yu Ignat'eva, N.A.D., Determination of Hydroxyproline in Tissues and the Evaluation of the Collagen Content of the Tissues 2005 SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang 100 ĐAMH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGỌC HÒA 13 GVHD: TS PHAN Elzbieta Skierka, M.S., The influence of different acids and pepsin on the extractability of collagen from the skin of Baltic cod 2006 14 Nagai, T., & Suzuki, N 2000 Isolation of collagen from fish waste material-skin, bone and fins Food Chemistry, 68, 277–281 15 Phanat Kittiphattanabawon, Soottawat Benjakul, Wonnop Visessanguan, Takashi Nagai, Munehiko Tanaka, Thailand, Characterisation of acid – soluble collagen from skin and bone of bigeye snapper (Priacanthus tayenus), 2005 15 Phanat Kittiphattanabawon, S.B., Wonnop Visessanguan, Takashi Nagai, Munehiko Tanaka, Characterisation of acid-soluble collagen from skin and bone of bigeye snapper (Priacanthus tayenus) 2004 16 Le Thi Hong Nhan, Bui Thi Anh, University of Technology – Vietnam National University Hochiminh city and Cantho University, Isolation of Collagen from the skin of Basa fish (Pangasius Bocourti) 17 Jin-Wook Woo, S.-J.Y., Seung-Mock Cho, Yang-Bong Lee, Seon-Bong Kim, Extraction optimization and properties of collagen from yellowfin tuna (Thunnus albacares) dorsal skin 2007 18 V Vijayasundaram, V.R and P.R Palaniappan, The study of the changes in the thermal properties of Labeo rohitabones due to arsenic exposure 2009 19 HaiYing Liu, D.L., ShiDong Guo, Studies on collagen from the skin of channel catfish (Ictalurus punctaus) 2006 20 http://www.rousselot.com/ 21 http://www.tessenderlo.com/ 22 http://www.science direct.com SVTH: VÕ THỊ HỒNG LINH Trang 101 ... 1,5 lần so với collagen từ lợn Khả hấp thụ vào máu So sánh khả hấp thụ vào máu collagen từ cá collagen từ lợn Hình Thời gian sau sử 1.1 dụng Đồ thị so sánh khả hấp thụ vào máu collagen SVTH:... collagen thấp: tổng lượng  collagen chiếm đến % so với tổng lượng protein Nhóm có hàm lượng collagen trung bình : tổng lượng  collagen chiếm từ  10 % tổng lượng protein Nhóm có hàm lượng collagen. .. collagen phân chia thành nhóm : collagen dạng hình sợi, FACIT collagen, collagen dạng mạng, collagen dạng giữ chặt, collagen chuyển màng, collagen màng loại collagen có chức khác Những loại collagen