近年来，胶原蛋白在医疗制药和食品工业中有广泛的应用，优化胶原蛋白提取条件和探索不同来源胶原蛋白也成为行业研究热点。水母资源丰富，胶原蛋白含量高，是优质海洋胶原蛋白来源，具有极大的应用潜力。本文系统综述水母胶原蛋白提取、生物活性与应用，介绍了水母胶原蛋白在食品、医药和化妆品等方面的应用研究现状，为水母胶原蛋白的提取制备和胶原蛋白产品开发提供参考，并对水母胶原蛋白产业发展进行思考与展望。
水母属于刺胞动物门，广泛分布于我国沿海地区，其中辽宁省、福建省和台湾省资源较为丰富[1]。同时，近年来水母养殖业快速兴起，根据2021、2022 年《中国渔业统计年鉴》，2022 年我国水母养殖产量为84 160 t，较2021 年养殖产量增加8.2%[2]，水母产量提升为其加工利用提供丰富资源。水母富含矿物质和蛋白质，具有较高的经济价值和营养价值，其干物质中胶原蛋白占122.64～693.92 mg/g，约占蛋白质含量的一半。水母胶原蛋白以Ⅰ型胶原蛋白为主，但不同种类水母的胶原蛋白的类型有所不同[3-4]。其中水母Ⅰ型胶原蛋白，已被证实与哺乳动物Ⅰ型胶原蛋白有相似的生物学性能。Ⅰ型胶原蛋白含有3 条α-链，组成方式一般为[α1（I）]2、α2（I）或 [α1（I）]3。Ⅰ型胶原蛋白具有优异的生物相容性、生物降解性和微弱的抗原性，是在医疗保健、制药和化妆品等领域应用广泛的生物原料之一[5-6]。尽管水母的胶原蛋白结构与哺乳动物的相似，但脯氨酸和羟脯氨酸含量相对较低，Cheng 等[7]对提取的水母胶原蛋白氨基酸组成进行分析，发现其与小牛皮肤Ⅰ型胶原蛋白相似，但与传统的Ⅰ型胶原蛋白略有差异，水母胶原蛋白的赖氨酸和羟赖氨酸含量更高，β 链和γ 链含量更高。
水母胶原蛋白较牛、猪等哺乳动物胶原蛋白中羟脯氨酸等亚氨基酸含量低，分子间交联弱，导致水母胶原蛋白的机械强度、降解速率等较哺乳动物胶原蛋白弱。因此，水母胶原蛋白在应用中常会与外源物质交联，以提高其延展性和稳定性。但与陆源动物胶原蛋白相比，水母胶原蛋白具有无传播疾病风险、无宗教伦理冲突、成本效益低、炎症反应低、生物相容性好、易于人体吸收等特性，因此对水母胶原蛋白的研究与利用正在迅速增长[8]，逐渐取代陆源胶原蛋白的市场占比[9]。目前海洋胶原蛋白主要来自鱼类等海洋脊椎动物的加工副产品，从水母等无脊椎动物中提取胶原蛋白的研究较少[10]。我国水母的精深加工研究不足，且加工产业仍旧以劳动密集型食品加工为主，以“三矾二盐”等加工方式处理水母产品，高技术含量、高附加值的产品偏少，虽然近些年对水母多糖、水母毒素等进行了研究与开发，但水母胶原蛋白有待进一步的研究。
水母胶原蛋白的提取方法大致可以分为4 类：物理提取法、化学提取法、生物提取法以及复合提取法。不同提取方法对水母胶原蛋白提取率、理化性质和生物活性等影响不同，探讨不同提取方法及其作用机制对胶原蛋白工艺制备条件优化和应用具有重要意义。
物理提取法是主要利用蛋白质的物理性质进行提取的方法。随着浸提温度不断增高，胶原蛋白的水溶性逐渐增大，胶原蛋白提取效率随着提取温度增高而不断增高。水母胶原蛋白是适应低温环境的活性蛋白，高温会对胶原蛋白的三螺旋结构造成破坏，使其失去分子活性。因此，当提取温度过高时，胶原蛋白的结构不稳定，发生变性，导致其应用价值降低。
另外，机械处理可破坏水母组织细胞从而提高胶原蛋白的提取效率，通常与化学提取和生物提取法结合使用。超声波常被用于辅助胶原蛋白的提取，已被证明可以作为一种分离水母胶原蛋白的有效辅助方法。Khong 等[11]将水母组织的酸性悬浮溶液进行超声波处理和剧烈搅拌以提取水母胶原蛋白，该方法提取胶原蛋白产量（以干基计）比基于酸和胃蛋白酶复合法的提取率高7 倍。Yusoff 等[12]将酸处理、均质、混合和超声等一系列物理和机械处理相结合，使得胶原蛋白提取率显著提高。物理辅助提取法不仅可以通过直接对原料产生作用而提高提取率，如超声波、高压等，而且还可以通过提高提取方法的作用效果从而提高提取率，保持胶原蛋白的完整性[13]。
化学提取主要有酸提取法、碱提取法。酸提取法主要是利用胶原蛋白在低浓度条件下介质离子影响胶原蛋白分子间的离子键，造成盐键和席夫（schiff）键的断裂，从而引起含有醛胺类交联键的胶原纤维与未交联的胶原分子水解。酸溶液的浓度范围在0.5～1.0 mol/L，此时在不影响胶原链结构的情况下可以破坏胶原蛋白分子间的共价交联作用力。酸提取法常用的酸有乙酸、柠檬酸、草酸、盐酸等[14]。Jafari 等[8]研究发现，原料中的胶原结构在酸性溶液的影响下体积膨胀2～3 倍，从而导致非共价分子之间和分子内键的断裂。Yang等[15]发现当乙酸浓度在0.1～2.0 mol/L 变化时，胶原临界聚集浓度从0.518 mg/mL 增加到1.581 mg/mL。由于酸法提取水母胶原蛋白加工时间长、温度高、酸度高等，在提取过程中会导致可溶性胶原蛋白分子链的降解，因此目前采用酸法提取水母胶原蛋白的研究较少。
碱法提取胶原蛋白是利用碱性化合物，如NaOH、Na2CO3 等，使胶原蛋白中含有羟基的氨基酸不稳定，可以得到相对分子质量较低的胶原蛋白[16]。但碱法提取难以控制胶原蛋白水解程度，若水解比较严重则会产生一些有毒的D-型氨基酸。浓度为0.05～0.10 mol/L可有效地去除非胶原蛋白，且不会诱导胶原蛋白的结构改变，因此碱法提取一般应用于预处理中或与其他提取方法结合使用。胶原蛋白也可以通过氯化钠溶液提取，得到的胶原蛋白称为盐可溶性胶原蛋白（saltsoluble collagen， SSC），然而该胶原蛋白提取技术很少用于水母胶原蛋白的提取。化学提取法提取水母胶原蛋白提取纯化过程较复杂，提取时间长，效率较低，因此常与物理提取法相结合使用以提高提取效率。
生物提取主要是采用酶法提取，酶法提取胶原蛋白是利用蛋白酶的特异作用位点，在酶的作用下切割胶原蛋白末端肽，在此过程中胶原蛋白的三螺旋结构不被破坏。常用的蛋白酶有胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、风味蛋白酶等，其中胃蛋白酶是最常用的酶。Salvatore 等[5]采用胃蛋白酶提取法提取胶原蛋白，获得酶溶性胶原蛋白（pepsin-soluble collagen， PSC），并且将获得的胶原蛋白与酸溶性胶原蛋白进行比较发现，酶提取的胶原蛋白的抗原性更强。庄永亮等[17]在低温条件下以新鲜海蜇伞部作为原料，用胃蛋白酶提取海蜇胶原蛋白，冷冻干燥得到水母胶原蛋白。但目前关于其他种类的酶对水母胶原蛋白提取的影响以及酶法提取工艺优化有待开发。
胶原蛋白的提取主要利用酶、化学试剂和胶原蛋白的物理性质，但单一的提取方法存在产率低、提取时间长、易破坏胶原蛋白空间结构等问题。因此常用不同的提取方法进行组合，以提高水母胶原蛋白的提取率，提高水母胶原蛋白的品质。冯玲玲等[18]采用酸-酶复合法提取海蜇胶原蛋白，该试验通过乙酸和胃蛋白酶相结合的方法提取出具有完整三螺旋结构的海蜇胶原蛋白。Esparza-Espinoza 等[19]采用碱-热水复合法提取水母胶原蛋白，获得的胶原蛋白在体外具有较强的抗氧化和抗突变能力，且能保护细胞免受氧化损伤。
超临界流体萃取（supercritical fluid extraction，SFE）是一种应用广泛的绿色萃取技术。有研究将传统的萃取工艺与超临界流体萃取技术相比较，超临界流体萃取选择性高、提取率高、分馏能力好、对环境的影响更小。近年来，SFE 已被用于从海洋废弃物中提取胶原蛋白，以取代传统的酸法提取，目前有试验采用SFE 从鳕鱼和海绵中提取胶原蛋白，使胶原蛋白的产率明显增加[20]，然而较少有利用SFE 成功提取水母胶原蛋白的报道。因此，SFE 对高效率提取高质量的水母胶原蛋白具有极大的应用价值。
水母胶原蛋白及其水解物不仅能为人体提供营养物质，而且还具有清除体内过多自由基、促进细胞生长迁移、调节机体免疫等作用，对人体健康和预防疾病有重要作用。现有研究表明，水母胶原蛋白及其水解物具有多种生物活性，包括抗氧化、抗炎、促进细胞生长迁移、免疫调节、抗疲劳等。
一般情况下人体产生自由基的量与清除自由基的能力相当，在机体代谢过程中，由于人体自身活动以及药物、应激等外界因素影响时，人体产生自由基的量大于清除自由基的能力时，便会产生氧化应激反应，造成氧化损伤。水母胶原蛋白对O2-·、·OH 具有良好清除作用，能明显提高小鼠血清、肝脏、大脑中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase， SOD）、过氧化氢酶（catalase， CAT）活性，在一定程度上降低丙二醛（malonaldehyde， MDA）水平[21]。在水母胶原蛋白水解物的体内抗氧化实验中，衰老模型小鼠血清谷胱甘肽过氧化物酶（glutathion peroxidase， GSH-Px）活性和肝脏匀浆SOD 活性较其他组有所降低 [22]。Sudirman 等[23]利用纳豆枯草芽孢杆菌发酵水母胶原蛋白，并探究其对肥胖大鼠手术性关节炎的影响，该实验数据发现口服发酵水母胶原蛋白能通过增强抗氧化酶活性和降低MDA 水平来表现出抗氧化活性。Zoha 等[24]通过采用3 种特异性蛋白酶对水母胶原蛋白进行酶解处理，成功制备出水母胶原蛋白活性肽，并系统评价其血管紧张素转化酶抑制活性及抗氧化性能，揭示了酶解产物的生物活性与蛋白酶种类及水解程度间存在显著相关性。同时，也有研究将水母胶原蛋白肽与牛胶原蛋白肽进行对比，结果显示水母胶原蛋白肽与牛胶原蛋白肽相比，可以更好地抑制活性氧（reactive oxygen species， ROS）分子，防止氧化性细胞损伤[25]。虽然目前关于水母胶原蛋白及其水解物的抗疲劳作用研究较少，但已有的实验结果表明水母胶原蛋白的抗疲劳作用较好，通过对水母胶原蛋白抗疲劳作用机理的进一步研究，开发新型的抗疲劳功能食品具有巨大的应用前景。
有研究报道，在肥胖阶段脂肪细胞和前脂肪细胞会分泌肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α， TNFα）和脂肪因子，这些因子在机体中表现为慢性炎症状态。高脂肪饲料喂养的小鼠口服水母胶原蛋白水解产物（jellyfish collagen hydrolysate， JCH）后血清葡萄糖、甘油三酯和总胆固醇水平维持正常，JCH 通过增加还原型谷胱甘肽（glutathione， GSH）含量和降低肝脏活性氧水平来缓解氧化应激，并通过降低肝脏和回肠中TNF-α 和白细胞介素-1β（interleukin-1 beta， IL-1β）基因的表达来改善炎症反应[26]。同时，水母发酵胶原蛋白对肥胖大鼠手术诱导的骨关节炎有改善作用，口服补充发酵胶原蛋白可降低肥胖大鼠的体质量、甘油三酯和总胆固醇水平，同时下调一些促炎细胞因子的表达，包括肿瘤坏死因子-α、环氧合酶-2 和一氧化氮，并且发酵水母胶原蛋白也降低了基质金属蛋白酶1（matrix metallopeptidase 1， MMP-1）和基质金属蛋白酶3（matrix metallopeptidase 3， MMP-3）的活性[23]。
水母胶原蛋白与哺乳动物胶原蛋白Ⅰ型结构相似，对细胞无毒害作用，与原代人成纤维细胞和内皮细胞具有优异的生物相容性。Addad 等[27]通过研究水母胶原蛋白与细胞相互作用机制发现，人细胞的整合素和硫酸乙酰肝素受体能与水母胶原蛋白相结合。此外，当细胞黏附在水母胶原蛋白上时，会形成与哺乳动物胶原蛋白相似的局灶性粘连。研究表明水母胶原蛋白与牛胶原蛋白、葡聚糖、明胶和透明质酸相比，具有更好地促进细胞生长的作用，引发的免疫反应与商业牛源性胶原蛋白相似[28]。在促进伤口愈合实验中，有研究发现无论是口服水母胶原蛋白或其水解物都能有效促进创面收缩和增加创面胶原沉积，减少瘢痕增生[29]。Felician 等[30]采用酶水解水母胶原蛋白制备小分子水母胶原蛋白肽，并进行体外和体内实验，体外实验显示经小分子胶原肽处理后的人脐静脉内皮细胞的迁移能力增强，体内实验也证实胶原蛋白肽能有效促进创面收缩、胶原沉积及上皮化，再生组织的碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor， bFGF）、转化生长因子β1（transforming growth factor beta 1，TGF-β1）表达增强。
除溶菌酶外的一些碱性蛋白能够刺激杂交瘤和外周血淋巴细胞（peripheral blood lymphocytes， PBL）产生免疫球蛋白（immunoglobulin， Ig），富含赖氨酸的组蛋白和聚赖氨酸也能加速HB4C5 细胞产生免疫球蛋白M（immunoglobulin M， IgM），同时无论何种来源的胶原蛋白或胶原蛋白相关蛋白都能促进免疫反应。Morishige 等[31]对水母胶原蛋白提取物在小鼠体内的免疫刺激作用进行研究，发现摄入水母胶原蛋白提取物小鼠血清中Ig 水平明显升高，说明水母胶原蛋白提取物可促进脾脏和派尔氏结（Peyer's patch， PP）中Ig 的活性表达。同时该研究也对免疫球蛋白E（immunoglobulin E， IgE）和卵清蛋白（ovalbumin， OVA）进行检测，发现血清中总IgE 和OVA 特异性IgE 水平不受胶原蛋白摄入量影响，说明了水母胶原蛋白提取物在体内能刺激免疫反应，而不会引起过敏反应。有研究发现，水母胶原蛋白能够促进蛋白的转录和翻译，从而增强免疫球蛋白和细胞因子的产生[9]。
除了上述活性外，水母胶原蛋白及其水解物其他生物活性方面的研究如降血压、抗皮肤衰老等也有少量报道。
血管紧张素I 转化酶（angiotensin-converting enzyme， ACE）是机体血压调节系统中调控血压升高的关键酶，ACE 抑制剂可以有效控制高血压疾病的发生，同时有研究表明，含有脯氨酸、羟脯氨酸和亮氨酸的肽具有较高的ACE 抑制活性[32]。 Barzideh 等[33]研究了水母胶原蛋白水解物对ACE 的抑制活性和抗氧化活性，同时评价了水解持续时间对多肽生物活性（ACE 抑制和抗氧化活性）的影响，结果发现胰蛋白酶对 1 h 和 3 h 产生的水解物显示出较高的1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl， DPPH）自由基清除活性（清除率分别为 94%和 92%），胰蛋白酶解物（3 h）也显示出最高的 ACE 抑制活性（抑制率为89%）。
水母胶原蛋白及其水解物具有保护紫外线辐射损伤皮肤的作用，能够减轻紫外线诱导的氧化作用，保护皮肤脂质和胶原蛋白免受紫外线辐射损伤，此外，水母胶原蛋白及其水解物可以显著修复体内的内源性胶原合成。但分子量较低的水母胶原水解物生物活性显著高于水母胶原蛋白，其抗氧化和促进内源性胶原蛋白合成效果也较好。因此，富含JCH 的饮食和营养素可能有助于减少紫外线对皮肤的伤害[34]。
水母胶原蛋白作为一种多功能蛋白质，具有高吸水能力、良好的生物相容性、低免疫原性、生物可降解性、高孔隙度、易于加工、能够穿透无脂界面、与其他材料（合成聚合物）结合的能力、没有宗教和伦理问题以及资源的丰富性。这些特性使胶原蛋白在食品、化妆品、生物医药、生物医学工程等领域具有广泛的应用前景。
4.1.1 食品添加剂
水母富含胶原蛋白，由于其胶原蛋白的功能特性，水母及其胶原蛋白在食品领域有极大的发展前景。目前水母胶原蛋白在食品领域的应用主要以水母明胶作为添加剂，水母明胶是由水母胶原蛋白部分水解形成的分子量在15～250 kDa 之间的多肽[35]。水母明胶可以溶解在温水中，冷却后形成水凝胶，并表现出乳化、起泡和稳定特性，因此在食品应用中具有较大的开发潜力。Esparze-Esrinoza 等[19]通过研究发现水解沙海蜇胶原蛋白提取的粗明胶有抗氧化的能力，不仅可添加到玉米粉零食中作为蛋白质补充来源，同时能够增强营养强化零食的抗氧化活性，并使体系具有较高的黏度和发泡性能[36]。Yan 等[37]研究了Stomolophus meleagris 和 Rhopilema esculentum kishinouye 两个物种的水母明胶的凝胶和功能特性，并与商业鱼明胶作对比，这项研究提供了海洋明胶的适用性，结果表明水母明胶可与商业明胶相媲美，具有良好的凝胶和界面特性，在食品应用中具有巨大的开发潜力。Chiarelli 等[38]通过研究发现，盐渍水母胶原蛋白明胶中的高矿物质含量会对其凝胶性质和黏弹性产生不利的影响，通过透析脱矿能显著提高水母胶原蛋白明胶的胶凝性和增稠性。
4.1.2 功能性食品
水母胶原蛋白相较目前食品行业中使用的哺乳动物胶原蛋白具有更低的融化和凝胶温度，具有特殊的流变学性能。通过对其进行改性，增加其凝胶强度具有开发模拟食品的潜力，如仿生海参、人造鱼翅、人工发菜等，在保证相似的营养价值同时也体现了较高的经济价值。同时水母胶原蛋白及其水解物也可以作为功能性成分开发健康、无副作用的新型功能食品。肥胖总是伴随着活性氧的过度积累和炎症细胞因子的过度产生，水母胶原蛋白及其水解产物具有抗氧化、抗炎、调节免疫活性等作用，可以用于开发新型、安全、无副作用的控制和预防肥胖发展的功能食品。水母胶原水解物可通过降低肾血管紧张素II 的浓度来降低肾血管性高血压大鼠的血压[39]，可以作为针对心血管疾病患者的功能性食品。目前已有较多研究发现水产动物的肌肉蛋白、内脏、皮等蛋白水解液中能分离纯化出具有抗疲劳作用的生物肽，如小分子金枪鱼肽[40]、牡蛎肽[41]、海参肽[42]等。因此，水母胶原蛋白在开发健康、无副作用的抗疲劳功能食品具有极大的潜力。
4.1.3 可食包装膜
日常生活中用于储存食品的包装材料均来自石化原料。化石燃料衍生的包装材料重量轻、用途广泛、耐用、具有成本效益，并且可以大规模生产，但它们大多是不可降解的。由于化学合成塑料材料的环境问题和负面影响，人们更加关注利用具有优异的生物相容性、生物可降解性且无毒源自生物质和植物的生物聚合物开发生物基活性包装材料。将胶原蛋白与其他具有抗氧化、抗菌等分子复合制成可食用膜，能够增强保鲜作用，广泛应用于果蔬、肉制品等产品。周佳怡[43]以鳕鱼胶原蛋白为基质制备胶原蛋白-肉桂精油复合膜，显著延缓了南果梨的腐败。胡嘉惠等[44]制备竹叶抗氧化物胶原蛋白复合涂膜，并研究竹叶抗氧化物的添加对鲐鱼的保鲜效果影响，结果表明竹叶抗氧化物的添加可有效提升胶原蛋白薄膜的保鲜效果，延长鲐鱼货架期。李岩胧[45]以鲤鱼胶原蛋白为原料，添加海藻酸钠-木薯醋酸酯淀粉和甘油制备可食用膜，并应用于蓝宝石葡萄的保鲜，结果表明该膜对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有抑制性，抑菌率可达30%～40%。同样，水母胶原蛋白是一种纤维蛋白，具有良好的生物可降解性、耐水性、绿色安全等优点，以水母胶原蛋白为基质开发新功能的食品保鲜膜、保鲜涂层等也具有广阔的应用前景。目前，Maliha 等[46]将石榴皮粉、壳聚糖、胶原蛋白、海藻酸钠混合，开发出胶原蛋白-海藻酸钠石榴皮粉基包装材料（collagen-sodium alginate-pomegranate peel powder， CSP）和胶原蛋白海藻酸钠壳聚糖基包装材料（collagen-sodium alginate-chitosan， CSC），并通过试验验证了CSC 薄膜具有极高的热稳定性，可用于储存不同类型的食品，如坚果、豆类、谷物、肉类、鱼类、蔬菜、水果等。此外，基于水母胶原蛋白的薄膜不含毒素和有害物质，不仅可以与食品一起安全地食用而且可以作为潜在的减脂剂来控制脂肪消耗，并有助于提高消化率、食欲和改善肠道健康。
由于海洋胶原蛋白具有水溶性、安全性、生物相容性、生物可降解性以及低免疫原性等优点，已被应用于制备各种生物材料，如骨/软骨组织工程、伤口敷料、药物输送等。
4.2.1 骨/软骨组织工程
水母胶原蛋白具有优异的生物相容性和生物可降解性，通常与其他物质复合形成三维支架，可以支持干细胞、软骨细胞、成骨细胞等多种类型细胞的生长[47]。Hoyer 等[48]首次报道了以海蜇胶原蛋白为原料制备具有细胞相容性的纤维状胶原蛋白支架，支持和促进人间充质干细胞分化形成软骨的潜力。Pustlauk 等[49]利用多孔且有一定机械强度的水母胶原蛋白与海藻酸盐水凝胶混合制备软骨修复支架，适用于干细胞体外培养、分化后用于软骨修复。同样， Flaig 等[50]研究了水母胶原蛋白支架的体内生物相容性、免疫应答及骨再生适应性，结果表明水母胶原蛋白支架具有良好的生物相容性，并且能够支持骨组织的再生过程，在骨修复中具有应用前景。
4.2.2 伤口敷料
研究表明水母胶原蛋白与牛胶原蛋白、葡聚糖、明胶和透明质酸相比，具有更好的促进细胞生长作用，同时与原代人成纤维细胞和内皮细胞具有良好的生物相容性，因此水母胶原蛋白可以与其他物质复合制备水凝胶、海绵等伤口敷料，促进伤口愈合[51]。Cheng 等[7]从水母中提取Ⅰ型胶原蛋白，冻干后与EDC 交联制备胶原海绵，该海绵不仅具有优良的理化性质，而且能够快速吸收血液，促进血小板和血细胞黏附、聚集，在动物实验中也显示出优于纱布的止血性能。仇雷雷[52]从越前水母伞盖组织中提取水母胶原蛋白，制备3 种医用海绵体敷料：水母胶原蛋白敷料（jellyfish collagen dressing，JCD）、交联水母胶原蛋白敷料（crosslinked jellyfish collagen dressing，CJCD）、水母胶原蛋白-壳聚糖复合敷料（collagen/chitosan dressing，CCD）。经分析测试敷料的促愈合性能表明CJCD 和CCD 均具有促进伤口愈合的功效。Sumiyoshi 等[53]用水母胶原与猪胶原混合制备膜、海绵双层皮肤敷料，显著加速了伤口闭合，降低了炎症细胞浸润，减少了糖尿病模型小鼠伤口愈合的后续疤痕形成。这些报告表明，水母胶原蛋白在促进伤口愈合和皮肤修复方面也有积极的作用，具有被开发成为伤口敷料的潜力。
Teresa 等[54]以棘毛水母的胶原蛋白为聚合物基质，构建了一种微颗粒蛋白递送系统，通过溶菌酶的生物活性评价表明，该蛋白在整个包封和交联过程中保持活性。该研究首次证明了水母胶原蛋白在蛋白质负载微球生产中的可行性，但胶原蛋白微球的制备技术还需更进一步研究优化制备工艺，对胶原蛋白进一步修饰或者复合以提高载药量、包封率和优化药物缓释行为。
胶原蛋白是皮肤主要成分，不仅能够维持皮肤的韧性和弹性，而且还能起到支持和保护作用。含胶原蛋白的护肤品与皮肤的亲和力强，具有保湿、柔软及抗氧化和紫外线防护等生物活性[55]。胶原蛋白及其水解产物类似于皮肤胶原蛋白的结构，具有很强的亲和力，提供了高质量的氨基酸原料，促进皮肤胶原蛋白的合成，增加皮肤的弹性，因此胶原蛋白被广泛应用于护肤品中。韩国研究人员进行的一项研究表明，从N.nomurai 水母中提取的水母胶原蛋白具有良好的保湿效果[56]。水母胶原蛋白及其水解产物都被发现具有紫外线防护作用，这为其在皮肤护理行业提供了新的应用思路[34]。胶原蛋白注射剂已广泛用于修复皮肤缺陷及辅助治疗皮下疾病。面部局部注射胶原蛋白可以达到面部轮廓矫正、皱纹、瘢痕修复等效果[57]。虽然目前关于水母胶原蛋白在化妆品中的应用文献很少，但是根据已报道的文献来看，随着对水母胶原蛋白不断深入研究，水母胶原蛋白及其衍生产品在化妆品行业有极大的应用潜力。
目前水母胶原蛋白的提取方法，以生物提取和化学提取方法为主，同时辅助以冻干、超声等物理方法以提高其提取率，并有效地确保水母胶原蛋白结构完整和良好的生物学活性。而对于水母胶原蛋白的产业化生产而言，如何高效、大量提取水母胶原蛋白仍是一个挑战。水母胶原蛋白特殊的物理化学特性和生物活性使其在食品、医用材料、化妆品等领域中具有广泛的应用和开发潜力。但目前关于水母胶原蛋白活性机理还有待于进一步深入研究，明确其活性机理对指导水母胶原蛋白的开发与利用具有重要的科学意义。
[1]王朋鹏, 张芳, 孙松, 等. 2018 年6 月渤海大型水母分布特征[J].海洋与湖沼, 2020, 51(1): 85-94.WANG Pengpeng, ZHANG Fang, SUN Song, et al. Distribution of giant jellyfish in the Bohai Sea in June 2018[J]. Oceanologia et Limnologia Sinica, 2020, 51(1): 85-94.
[2]农业农村部渔业渔政管理局, 全国水产技术推广总站, 中国水产学会. 中国渔业统计年鉴-2023[M]. 北京: 中国农业出版社,2023.Ministry of Agriculture and Rural Fisheries Administration, National Fisheries Technology Extension Center, China Society of Fisheries. 2023 China fishery statistical yearbook[M]. Beijing:China Agriculture Press, 2023.
[3]ALKAYALI A. Hydrolyzed jellyfish collagen types I, II, and V and use thereof: US20180237498[P]. 2018-08-23.
[4]CARVALHO D N, WILLIAMS D S, SOTELO C G, et al. Marine origin biomaterials using a compressive and absorption methodology as cell-laden hydrogel envisaging cartilage tissue engineering[J].Biomaterials Advances, 2022, 137: 212843.
[5]SALVATORE L, GALLO N, NATALI M L, et al. Marine collagen and its derivatives: Versatile and sustainable bio-resources for healthcare[J]. Materials Science and Engineering: C, 2020, 113:110963.
[6]吴钢. 水产动物源胶原蛋白在医用敷料方向应用的研究进展[J]. 渔业研究, 2021, 43(4): 436-442.WU Gang. Advances and prospects in the research of aquatic collagen for medical dressing[J]. Journal of Fisheries Research, 2021, 43(4): 436-442.
[7]CHENG X C, SHAO Z Y, LI C B, et al. Isolation, characterization and evaluation of collagen from jellyfish Rhopilema esculentum Kishinouye for use in hemostatic applications[J]. PLoS One, 2017,12(1): e0169731.
[8]JAFARI H, LISTA A, SIEKAPEN M M, et al. Fish collagen: Extraction, characterization, and applications for biomaterials engineering[J]. Polymers, 2020, 12(10): 2230.
[9]WIDDOWSON J P, PICTON A J, VINCE V, et al. In vivo comparison of jellyfish and bovine collagen sponges as prototype medical devices[J]. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials, 2018, 106(4): 1524-1533.
[10]SUBHAN F, HUSSAIN Z, TAUSEEF I, et al. A review on recent advances and applications of fish collagen[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2021, 61(6): 1027-1037.
[11]KHONG N M H, YUSOFF F M, JAMILAH B, et al. Improved collagen extraction from jellyfish (Acromitus hardenbergi) with increased physical - induced solubilization processes[J]. Food Chemistry,2018, 251: 41-50.
[12]YUSOFF F M, BAKAR J, BASRI M, et al. A method for extracting collagen from aquatic animals, collagen and products containing it :MY2014000190[P]. 2015-03-26.
[13]姜薇, 金声琅, 殷涌光. 高压脉冲电场辅助酶法提取鹿托盘胶原蛋白[J]. 天然产物研究与开发, 2018, 30(4): 647-652.JIANG Wei, JIN Shenglang, YIN Yongguang. Optimization of extraction of pepsin-soluble collagen from antler base assisted by high intensity pulsed electric fields[J]. Natural Product Research and Development, 2018, 30(4): 647-652.
[14]TAN Y Q, CHANG S K C. Isolation and characterization of collagen extracted from channel catfish (Ictalurus punctatus) skin[J].Food Chemistry, 2018, 242: 147-155.
[15]YANG H, DUAN L, LI Q, et al. Experimental and modeling investigation on the rheological behavior of collagen solution as a function of acetic acid concentration[J]. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 2018, 77: 125-134.
[16]AB AZIZ N A, SALIM N, ZAREI M, et al. Extraction, anti-tyrosinase, and antioxidant activities of the collagen hydrolysate derived from Rhopilema hispidum[J]. Preparative Biochemistry & Biotechnology, 2021, 51(1): 44-53.
[17]庄永亮, 赵雪, 张朝辉, 等. 海蜇伞部胶原蛋白的提取及其理化性质[J]. 食品科学, 2009, 30(13): 89-92.ZHUANG Yongliang, ZHAO Xue, ZHANG Zhaohui, et al. Isolation and physico-chemical properties of pepsin-soluble collagen from jellyfish umbrella[J]. Food Science, 2009, 30(13): 89-92.
[18]冯玲玲, 冯进, 李春阳. 海蜇Ⅰ型胶原蛋白的提取及结构特性研究[J]. 食品工业科技, 2021, 42(7): 15-21.FENG Lingling, FENG Jin, LI Chunyang. Extraction and structural characteristics of type Ⅰ collagen from Rhopilema esculenta[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(7): 15-21.
[19]ESPARZA-ESPINOZA D M, DEL CARMEN SANTACRUZ-ORTEGA H, PLASCENCIA-JATOMEA M, et al. Chemical-structural identification of crude gelatin from jellyfish (Stomolophus meleagris) and evaluation of its potential biological activity[J]. Fishes,2023, 8(5): 246.
[20]SOUSA R O, MARTINS E, CARVALHO D N, et al. Collagen from Atlantic cod (Gadus morhua) skins extracted using CO2 acidified water with potential application in healthcare[J]. Journal of Polymer Research, 2020, 27(3): 73.
[21]朱伟, 王永强. 水母胶原蛋白抗氧化活性研究[J]. 生物加工过程, 2010, 8(2): 65-68.ZHU Wei, WANG Yongqiang. Antioxidant activity of collagen extracted from jellyfish[J]. Chinese Journal of Bioprocess Engineering, 2010, 8(2): 65-68.
[22]DING J F, LI Y Y, XU J J, et al. Study on effect of jellyfish collagen hydrolysate on anti-fatigue and anti-oxidation[J]. Food Hydrocolloids, 2011, 25(5): 1350-1353.
[23]SUDIRMAN S, CHEN C Y, CHEN C K, et al. Fermented jellyfish(Rhopilema esculentum) collagen enhances antioxidant activity and cartilage protection on surgically induced osteoarthritis in obese rats[J]. Frontiers in Pharmacology, 2023, 14: 1117893.
[24]ZOHA B, ABD A L, CHEE-YUEN G, et al. ACE inhibitory and antioxidant activities of collagen hydrolysates from the ribbon jellyfish (Chrysaora sp.) [J]. Food Technology and Biotechnology, 2014,52(4): 495-504.
[25]DE DOMENICO S, DE RINALDIS G, PAULMERY M, et al. Barrel jellyfish (Rhizostoma pulmo) as source of antioxidant peptides[J].Marine Drugs, 2019, 17(2): 134.
[26]LV Z, ZHANG C Y, SONG W, et al. Jellyfish collagen hydrolysate alleviates inflammation and oxidative stress and improves gut microbe composition in high-fat diet-fed mice[J]. Mediators of Inflammation, 2022, 2022(1): 5628702.
[27]ADDAD S, EXPOSITO J Y, FAYE C, et al. Isolation, characterization and biological evaluation of jellyfish collagen for use in biomedical applications[J]. Marine Drugs, 2011, 9(6): 967-983.
[28]SONG E, KIM S Y, CHUN T, et al. Collagen scaffolds derived from a marine source and their biocompatibility[J]. Biomaterials, 2006,27(15): 2951-2961.
[29]ASSAW S, AHMAD A S, WAHID M. Potential of Malaysian white type edible jellyfish, Lobonema smithii as antioxidant and collagen promoter in dermal wound of sprague dawley rats[J]. Middle-East Journal of Scientific Research, 2016, 24(6): 2137-2144.
[30]FELICIAN F F, YU R H, LI M Z, et al. The wound healing potential of collagen peptides derived from the jellyfish Rhopilema esculentum[J]. Chinese Journal of Traumatology, 2019, 22(1): 12-20.
[31]MORISHIGE H, SUGAHARA T, NISHIMOTO S, et al. Immunostimulatory effects of collagen from jellyfish in vivo[J]. Cytotechnology, 2011, 63(5): 481-492.
[32]MAN J C, ABD EL-ATY A M, WANG Z Z, et al. Recent advances in sea cucumber peptide: Production, bioactive properties, and prospects[J]. Food Frontiers, 2023, 4(1): 131-163.
[33]BARZIDEH Z, LATIFF A A, GAN C Y, et al. ACE inhibitory and antioxidant activities of collagen hydrolysates from the ribbon jellyfish (Chrysaora sp.)[J]. Food Technology and Biotechnology, 2014,52(4): 495-504.
[34]ZHUANG Y L, HOU H, ZHAO X, et al. Effects of collagen and collagen hydrolysate from jellyfish (Rhopilema esculentum) on mice skin photoaging induced by UV irradiation[J]. Journal of Food Science, 2009, 74(6): H183-H188.
[35]IRASTORZA A, ZARANDONA I, ANDONEGI M, et al. The versatility of collagen and chitosan: From food to biomedical applications[J]. Food Hydrocolloids, 2021, 116: 106633.
[36]DEL SOL VILLALBA-URQUIDY B, VELAZQUEZ-VALDEZ L P,BRACAMONTES-PICOS S J, et al. Conversion of dry-salted cannonball jellyfish (Stomolophus meleagris) umbrella and oral arms to cornmeal snacks and gelatin with antioxidant properties[J]. Fishes,2022, 7(5): 277.
[37]YAN J N, DAI M Q, ZHANG Z J, et al. Comparison of gel and functional properties of gelatin derived from two jellyfish Stomolophus meleagris and Rhopilema esculentum Kishinouye[J]. Food Hydrocolloids, 2025, 159: 110658.
[38]CHIARELLI P G, CHEN J R, PEGG R B, et al. Demineralization enhances the physicochemical properties of hydrolyzed collagen powders derived from cannonball jellyfish (Stomolophus meleagris)[J].Food Bioscience, 2023, 56: 103183.
[39]ZHUANG Y L, SUN L P, ZHANG Y F, et al. Antihypertensive effect of long-term oral administration of jellyfish (Rhopilema esculentum) collagen peptides on renovascular hypertension[J]. Marine Drugs, 2012, 10(2): 417-426.
[40]陈悦, 李路, 李云坤, 等. 小分子金枪鱼多肽对小鼠记忆力、皮肤弹性及睡眠的影响[J]. 基因组学与应用生物学, 2019, 38(12):5412-5420.CHEN Yue, LI Lu, LI Yunkun, et al. Effects of small molecule polypeptide of tuna on memory, skin elasticity and sleep in mice[J].Genomics and Applied Biology, 2019, 38(12): 5412-5420.
[41]方磊, 张瑞雪, 陈亮, 等. 牡蛎肽对TM3 细胞性功能的影响[J].中国食品学报, 2021, 21(5): 140-147.FANG Lei, ZHANG Ruixue, CHEN Liang, et al. Effects of oyster peptide on cellular function of TM3[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2021, 21(5): 140-147.
[42]余毅豪. 海参肽抗疲劳的作用及机制研究[D]. 无锡: 江南大学,2021.YU Yihao. Research on anti-fatigue effect and mechanism of sea cucumber peptide[D]. Wuxi: Jiangnan University, 2021.
[43]周怡佳. 大西洋真鳕鱼皮胶原蛋白-肉桂精油复合膜的制备及应用研究[D]. 沈阳: 辽宁大学, 2022.ZHOU Yijia. Preparation and application of collagen-cinnamon essential oil composite membrane from Atlantic cod skin[D].Shenyang: Liaoning University, 2022.
[44]胡嘉惠, 林益航, 吴诗寅, 等. 竹叶抗氧化物-胶原蛋白复合涂膜对鲐鱼的保鲜效果[J]. 食品工业, 2021, 42(10): 78-83.HU Jiahui, LIN Yihang, WU Shiyin, et al. The fresh-keeping effect of bamboo leaf antioxidant-collagen composite coating on mackerel[J].The Food Industry, 2021, 42(10): 78-83.
[45]李岩胧. 鲤鱼鳞胶原蛋白可食性膜的制备及应用[D]. 洛阳: 河南科技大学, 2022.LI Yanlong. Preparation and application of carp scale collagen edible film[D]. Luoyang: Henan University of Science and Technology, 2022.
[46]MALIHA M, RASHID T U, RAHMAN M M. Fabrication of collagensodium alginate based antibacterial and edible packaging material:Performance evaluation using Entropy-Combined Compromise Solution (CoCoSo)[J]. Carbohydrate Polymer Technologies and Applications, 2024, 8: 100582.
[47]FELICIAN F F, XIA C L, QI W Y, et al. Collagen from marine biological sources and medical applications[J]. Chemistry & Biodiversity, 2018, 15(5): e1700557.
[48]HOYER B, BERNHARDT A, LODE A, et al. Jellyfish collagen scaffolds for cartilage tissue engineering[J]. Acta Biomaterialia, 2014,10(2): 883-892.
[49]PUSTLAUK W, PAUL B, GELINSKY M, et al. Jellyfish collagen and alginate: Combined marine materials for superior chondrogenesis of hMSC[J]. Materials Science and Engineering: C, 2016, 64:190-198.
[50]FLAIG I, RADENKOVIĆ M, NAJMAN S, et al. In vivo analysis of the biocompatibility and immune response of jellyfish collagen scaffolds and its suitability for bone regeneration[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2020, 21(12): 4518.
[51]TAVAKOLI M, LABBAF S, MIRHAJ M, et al. Natural polymers in wound healing: From academic studies to commercial products[J].Journal of Applied Polymer Science, 2023, 140(22): e53910.
[52]仇雷雷. 水母胶原蛋白分离纯化及其止血与促愈合作用[D]. 上海: 中国人民解放军海军军医大学, 2020.QIU Leilei. Isolation and purification of jellyfish collagen and its hemostatic and healing promoting effects[D]. Shanghai: Naval Medical University, 2020.
[53]SUMIYOSHI H, NAKAO S, ENDO H, et al. A novel composite biomaterial made of jellyfish and porcine collagens accelerates dermal wound healing by enhancing reepithelization and granulation tissue formation in mice[J]. Advances in Wound Care, 2020, 9(6): 295-311.
[54]TERESA CALEJO M, ALMEIDA A J, FERNANDES A I. Exploring a new jellyfish collagen in the production of microparticles for protein delivery[J]. Journal of Microencapsulation, 2012, 29(6): 520-531.
[55]王娟娟, 刘勋, 周学, 等. 胶原蛋白的研究进展及其应用[J]. 中国皮革, 2022, 51(7): 1-7.WANG Juanjuan, LIU Xun, ZHOU Xue, et al. Research progress and application of collagen[J]. China Leather, 2022, 51(7): 1-7.
[56]KIM D W, BAEK T S, KIM Y J, et al. Moisturizing effect of jellyfish collagen extract[J]. Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea, 2016, 42(2): 153-162.
[57]叶滔, 项琪, 杨艳, 等. 胶原蛋白的开发与应用研究进展[J]. 生物工程学报, 2023, 39(3): 942-960.YE Tao, XIANG Qi, YANG Yan, et al. Research, development and application of collagen: A review[J]. Chinese Journal of Biotechnology, 2023, 39(3): 942-960.
Research Progress on Extraction， Biological Activity， and Application of Jellyfish Collagen
陈容，刘裕，邹惠园，等. 水母胶原蛋白提取、生物活性及其应用研究进展[J]. 食品研究与开发，2025，46（9）：205-212.
CHEN Rong， LIU Yu， ZOU Huiyuan， et al. Research Progress on Extraction， Biological Activity， and Application of Jellyfish Collagen[J]. Food Research and Development，2025，46（9）：205-212.