膠原蛋白（或稱膠原胜肽、膠原寡肽），在近十多年來以口服補充劑型式成為主流，因為它作為抗衰老的一種有效成分，廣被消費者所認同，口服水解膠原蛋白（hydrolyzed collagen） 有機會在皮膚深層，改善皮膚生理和外觀，增加水分、彈性、緊緻度，減少皺紋，使皮膚恢復青春。
當您在開發美肌產品（無論是人用保健、美妝保養、甚至寵物毛皮保健等）、或選購市售膠原保健商品時，一定聽過這些觀念：「小分子好吸收」「分子量XX道爾頓(dalton)」。但您是否知道？分子量具有數種不同的指標，而這些指標反映了膠原胜肽的特性。本文將帶您逐步了解。
膠原蛋白如何讓皮膚恢復健康?
體內膠原蛋白的流失始於18歲之後，40歲後人體每年會損失約1%的膠原蛋白，而到80歲左右，與年輕人相比，體內膠原蛋白的產生總量會下降75% 1。體內膠原蛋白的流失，除了年齡因素之外，也有其他因素導致這種情況，例如生物體內的自由基、飲食不良、吸菸、酗酒和疾病等。補充足量的蛋白質及膠原蛋白，有助於減緩膠原蛋白的流失，使皮膚恢復光彩，使結締組織（如肌腱、韌帶、牙齦、頭皮、血管等處的結締組織）恢復健康，更可促進傷口和組織的癒合。
根據研究 1，水解膠原蛋白在真皮中以兩種不同的形式發揮作用。在第一個形式中，游離胺基酸為膠原蛋白纖維和彈性蛋白纖維的形成，提供最基本的架構分子。在第二種形式中，膠原蛋白的寡肽鏈作為配體，與纖維母細胞膜上的受體結合，刺激新的膠原蛋白、彈性蛋白和透明質酸的產生。
水解膠原蛋白的製造方式？
天然的膠原蛋白可以從不同的動物來源提取，以牛、豬、魚等來源為大宗。透過酸或鹼處理，將大分子的明膠水解成較小的蛋白片段。酸性和酵素(酶)處理相結合，可以實現更有效率、更精準的膠原胜肽分解製程 。選用適當的水解酶，能夠切出胜肽片段均一、且符合功效目標的膠原胜肽，例如含有二肽PO.OG的小分子水解膠原胜肽，研究證實可増進皮膚健康。
【註】PO（脯胺酸proline-羥脯胺酸hydroxyproline）、OG（羥脯胺酸hydroxyproline-甘胺酸glycine）
因此，製程條件、透析和萃取來源，是決定最終膠原蛋白特性（如分子量、胺基酸組成和分子結構）的主要因素。而膠原蛋白的胺基酸組成、和水解程度(反應了分子量)，則決定了膠原蛋白的功能特性，如抗氧化能力、抗菌活性、和更高的生物可利用性(bioavailability)等。
分子量如何解讀？
承上段所述，因為小分子膠原蛋白的製造是經歷一連串水解的過程，最終由不同大小的肽鏈組成，所以分子量不是一個單一值——而是鏈長與分子量的區間分佈。膠原蛋白的分子量必須計算所有肽鏈分子量的平均值。
| Mw | 1,892 Da |
| Mn | 716 Da |
| Mp | 623 Da |
＊批次間差異為合理現象
上圖是一款小分子膠原蛋白分子量層析圖譜(GPC/SEC)【資料來源：Miracolla® 海の綺肌 水解魚膠原蛋白】。圖譜曲線呈現了肽鏈的分子量區間分佈，前段洗脫出較大分子量的肽鏈、後段洗脫出較小分子量的肽鏈。
既然分子量是區間分佈，為何膠原蛋白商品僅標註單一值「分子量XX道爾頓(dalton)」呢?
首先，要先理解三種分子量指標「Mw」「Mn」「Mp」。
Mw 重量平均分子量/重均分子量 weight-average molecular weight
- Ni 代表相應分子量的鏈數目
- Mi 代表單鏈分子量
意義：
- 按照各鏈重量的統計平均
- 偏向高分子量區域，代表樣品中較重的分子對Mw影響較顯著
- Mw兩側分佈具有同等重量的分子
Mn 數量平均分子量/數均分子量 number-average molecular weight
- Ni 代表相應分子量的鏈數目
- Mi 代表單鏈分子量
意義：
- 按照分子數目的統計平均
- 偏向低分子量區域，代表樣品中分子的大小平均值
- Mn兩側分佈具有同等數量的分子
Mp 最高峰分子量/峰值分子量 peak molecular weight
意義：
- 最高峰的分子量
- 用於表示分子量分佈極窄的鏈，代表鏈數量最多的分子量
- 校正聚合物標準品的波峰就經常以Mp來表示
Mw、Mn、Mp 三者間的關係
- 一般來說，水解膠原蛋白的分子量分佈非均一，所以 Mw >= Mn
- 當水解膠原蛋白的分子量範圍愈廣（分佈愈寬），Mw 和 Mn 差距愈大
- Mp 可能接近 Mn，但不一定相等
Mw、Mn、Mp 三者的應用
- Mn（數均分子量）：衡量平均分子量，影響消化與吸收
- Mw（重均分子量）：反映高分子部分，影響溶液的黏度與膠凝能力
- Mp（峰值分子量）：反映鏈數量最多的分子量，可應用於產品的品質控制
以水解膠原蛋白來說，Mw、Mn、Mp 三者，哪個比較重要呢?
- Mn更能反映平均分子量，Mn愈小代表整體胜肽分子愈小，人體吸收率愈容易提高
- Mw受大分子影響較大，Mw可能會高估胜肽的平均分子量，但大分子所帶來的物性和功能性也應列入評估
- Mp則可作為輔助指標，幫助分析主要胜肽群的分子量範圍
結論
關於原料COA所提供的平均分子量數值，究竟是Mw、還是Mn，主要可由分析方法來做判別，若以黏度測定方式換算分子量，則Mw的機率是比較高的。建議您可以洽詢您的原料供應商以獲取更進一步的資訊。
了解完以上不同的分子量指標後，相信您在開發水解膠原蛋白產品上將更有底氣。選擇具備完整分析數據的水解膠原蛋白——例如【Miracolla® 海の綺肌 水解魚膠原蛋白】，將能幫助您輕易評估出產品的有效性。
本文譯者：漢馨科技MKT
參考來源：
1. Hydrolyzed Collagen-Sources and Applications. Molecules. 2019 Nov 7;24(22):4031. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6891674/
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