人體關節軟骨的主要成分經過分析，含量由高到低包含水分子、二型膠原蛋白、蛋白聚醣、玻尿酸(透明質酸)，其他還有少量的鈉離子、鉀離子等等，所以蛋白聚醣對關節軟骨非常重要。
蛋白聚醣(Proteoglycan) 是蛋白質與多醣形成的網狀立體分子，其實蛋白聚醣分子由大家比較熟悉的軟骨素以及葡萄糖胺等分子所衍生，蛋白聚醣還會與玻尿酸、二型膠原蛋白形成聚合狀態，存在於關節軟骨的結構裡，具有高親水性，可提供關節非常好的潤滑、緩衝、避震的效果。
只是因為年齡成長，人體形成蛋白聚醣的速度會下降，而且年齡的增加或是大量運動量的累積，蛋白聚醣也會逐漸流失、破碎，如果受過運動傷害，流失速度可能更快。再加上如果體內有慢性發炎的情況，會讓關節流失蛋白聚醣的速度更快。
根據分析，人到60歲，關節軟骨的厚度只剩20歲時的50%而已，而年輕時就受到損傷者，關節軟骨的慘狀等於80歲老人的情況。
蛋白聚醣在自然界中含量很少，而且很難從食物中攝取，同時因為它有個立體結構，所以萃取非常困難，因此30、40 年前 1 公克蛋白聚醣的生產成本高達 3000 萬日幣。
因此現代蛋白聚醣的成功應用，來自於日本弘前大學高垣啟一教授與青森縣政府的共同研究，這位高垣啟一教授一直苦思如何將鮭魚裡豐富的蛋白聚醣萃取出來，卻又可以保留它的立體網狀結構與活性。他看中鮭魚身體最富有彈性的鼻部軟骨，想從萃取最大量的蛋白聚醣，他無意間在研究之餘去居酒屋吃飯時，從鄉土料理醋漬鮭魚鼻軟骨(氷頭なます)獲得啟發，因此研究出用冷凍、低pH萃取法，以保留蛋白聚堂最高的彈力與活性。經過高垣啟一教授的努力，他終於將蛋白聚醣成功開發運用，並獲得數十項專利，蛋白聚醣自此可以成功應用於營養保健、外用保養、甚至醫療使用。
經過日本產官學界投入研究，蛋白聚醣的功效有以下方面:
蛋白多醣是軟骨的組成成分之一，可以幫助軟骨的彎曲伸展和吸收衝擊的緩衝功能。關節炎是指由於關節軟骨磨損，導致骨頭之間的間隙變窄，並直接碰撞而引起疼痛和腫脹的疾病。研究指出，蛋白多醣能促進軟骨細胞的增殖，加速這些增殖的軟骨細胞形成軟骨。因此可以促進軟骨再生和預防軟骨減少，提升關節的運動性以及減緩疼痛。同時也有研究指出，蛋白多醣具有EGF(生長因子)的效果，因此也是有助於軟骨細胞增生的原因之一。
蛋白多醣能促進具有抗發炎的細胞因子作用。研究指出，這種作用能抑制炎症，特別是對於預防如結腸炎等發炎可能具有效果。
蛋白多醣具有類似EGF（上皮細胞生長因子）的美肌效果。EGF是一種促進細胞生長和增殖的因子。隨著年齡增長，EGF會減少，導致細胞再生功能下降。這會延緩肌膚的代謝週期。
此外，補充蛋白多醣還能促進玻尿酸和膠原蛋白的生成。研究結果表明，蛋白多醣的保水效果媲美玻尿酸。蛋白多醣比起玻尿酸來黏度較低，但依然擁有高保濕力。
蛋白聚醣來自雞、豬、魚的軟骨，由於是天然食物，又經過許多研究證明它長期食用也很安全，所以沒有副作用的顧慮。只是一般食物食物裡很微量，又會因為烹調加熱而被破壞，所以還是以補充純化萃取過的蛋白聚醣效果最好。