Önemli Bir Fonksiyonel Gıda: Kolajen

Dünyada; gelişen teknoloji, değişen sağlık algıları ve her geçen gün yenilenen gıda sektörünün inovatif etkileriyle, fonksiyonel gıdalara ilgi günden güne artmaktadır. Bilinen en yaygın tabiriyle fonksiyonel gıdalar; besleyicilik özelliklerinden öte vücuda faydalı ve sağlık üzerine iyileştirici etkileri bulunan, hastalıkları önleme ve/veya hastalık oluşmasına sebep olan riskleri azaltma gibi fonksiyonel etkileri olan ve bu etkileri ilgili kurumlarca onaylanmış gıdalardır. Son zamanlarda bu gıdalara olan ilginin artmasıyla beraber ise adından en çok bahsedilen fonksiyonel bileşenlerden biri ‘Kolajen hidrolizatı’ olarak karşımıza çıkmaktadır. Kolajenler, 3 polipeptitten oluşan sarmal yapılı, hayvansal kaynaklı bağ doku proteinleridir. Kolajen hidrolizatlarının vücutta birincil görevi, kolajen üretiminin artmasını sağlamaktır. Böylece kemik ve cilt sağlığını önemli ölçüde olumlu etkiler. Özellikle cilt üzerindeki gözle görülür etkileri sebebiyle bugünlerde kadınlar arasında oldukça popülerleşen ürünler, fonksiyonel gıda bileşenleri arasında yer almaktadır.

Kolajenin Kimyasal Yapısı

Son zamanlarda sosyal çevremizde duyduğumuz kadarıyla hakkında az çok bilgi sahibi olduğumuz kolajenlerin kimyası ise; 3 polipeptit zincirinden oluşmuş sarmal yapılı proteinler olarak karşımıza çıkmaktadır. Üçlü sarmal yapı, alt birimleri olan α-zincirlerinden ikisi birleşerek β-peptit zincirini oluşturur. Bu zincire bağlanan üçüncü α-zincir ise, γ-peptit zinciri olan tropokolajen molekülünü oluşturur. Her bir peptit zinciri karakteristik üçlü yapıda birbiri etrafında sarılı yaklaşık 1050 aminoasit içermektedir. Genel olarak kolajen, yapısındaki aminoasit dizisini tekrarlayan tripeptit birimleridir. Gly-X-Y kolajen şeklindeki dizide Gly; glisin, X; genellikle prolin ve Y; hidroksiprolin olarak karşımıza çıkmaktadır. [1]

Molekül yapılarındaki değişikliklere göre 7 farklı sınıfa ayrılan kolajenlerin çeşitli dokularda belirli fonksiyonları yerine getirebilen 19 tipi bulunmaktadır. Genel olarak ‘Lifli kolajenler’ ve ‘Lifli olmayan kolajenler’ olarak iki sınıfa ayrılırlar. Lifli kolajenler sınıfı, lifli yapıda olan tip I, II, III, V ve XI kolajenlerinden meydana gelir. Lifli olmayan kolajenler ise ağ yapı veya tabakalardan oluşmaktadır. Bağ dokularda karşımıza çıkan en yaygın ve gıda endüstrisinde kullanım olanakları bulunan tip I ve tip II kolajen tiplerinin deriye direnç kazandırma fonksiyonları bulunmaktadır. Tip I kolajenleri organizmada genellikle deri, kemik, tendon, ligamentler ve yaraların dokusunda bulunurken, tip II kolajenleri kıkırdaklar ve göz yapısında bulunmaktadır. [2]

Kolajen Hidrolizatı Eldesi

Kolajen hidrolizatı, hayvansal kaynaklı kolajen proteinlerinin enzimatik ve asidik hidroliz yoluyla suda çözünebilir haldeki protein hidrolizatıdır. [3] Sıklıkla kullanılan kolajen kaynağı hammaddeler; kemikler, sığır ve domuz gibi hayvanların deri veya postları, tendonlar ve kıkırdaklar olarak karşımıza çıkar. Kısacası en önemli kolajen kaynakları bağ dokular olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu kaynaklardan sıcak su ile ekstrakte edilmiş kolajen ‘Jelatin’ olarak da bilinmektedir.[4] Jelatinin enzimatik ya da asidik hidroliz yoluyla daha ileri derecede parçalanmasının sağlanması sonucunda ise suda çözünebilen formdaki ‘Kolajen hidrolizatı’ elde edilir. [1]

Kolajen hidrolizatı eldesinde kullanılacak hammadde önce gerekli temizlik ve arındırma işlemlerinden geçirilerek ön işleme hazır hale getirilir. Bu temizlik işlemi kemik kullanılacaksa sıcak suda (85-90°C) bekletme iken, deri kullanılacaksa yağ tabakası ve üst deriden ayırmak olacaktır. Hammadde hazır hale geldiğinde ön işleme alınır. Ön işlem genelde hammaddeye bağlı olarak asit veya alkali uygulamasıdır. Yapısındaki çapraz bağlar kimyasal olarak parçalanabildiği için bu ön işlem gereklidir. [4] Ekstraksiyon sonucu elde edilecek olan kolajenin özellikleri, ön işlemde kullanılan kimyasala bağlı olduğundan kullanılacak kimyasalın türü ve konsantrasyonu son üründe olması istenilen özelliklere göre ayarlanarak dikkatlice belirlenmelidir.

Ön işlemin ardından ektraksiyon işlemi uygulanır. Genelde ekstraksiyon yöntemi de hammadde ve son üründe istenilen özelliklere bağlı olarak belirlenir. En çok kullanılan ekstraksiyon yöntemleri nötr tuzlu çözeltilerle, asit çözeltileriyle veya enzimlerin eklendiği asidik çözeltilerle ekstraksiyon olarak karşımıza çıkmaktadır. Bir sonraki aşamada asitle hidroliz veya enzimatik hidroliz uygulanarak kolajen hidrolizatı elde edilir. Enzimatik hidroliz yöntemi diğer yöntemlere kıyasla daha maliyetli olmasına karşın daha verimli ve daha saf ürün verir.

Fonksiyonel Gıda Olarak Kolajen

Kolajen hidrolizatları ve tam hidrolize edilmemiş kolajen olan jelatin, sahip oldukları birçok teknolojik ve fonksiyonel özellikleri sebebiyle başta gıda olmak üzere tıp, kozmetik hatta fotoğrafçılık gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Özellikle jelatin formu; jelleşme kabiliyeti, emülsiyon ve film oluşturma, koruyucu kolloidal fonksiyonlar gibi yüzey davranışlarıyla gıdalara fonksiyonellik kattığı için gıda endüstrisinde oldukça geniş kullanım alanına sahiptir. Hidrokolloidal bileşikler içerisinde jelatinin sahip olduğu, gıdalarda olumlu etkilere sebep olan spesifik özelliklerin hepsini bir arada bulunduran başka bir bileşik yoktur. Bu yüzden kullanım alanı günden güne artarken, dünyada jelatin üretimi ve kolajen kaynağı arayışı günden güne önemini artırmaktadır.

Kolajen hidrolizatı içeren gıdaların insan sağlığı üzerinde olumlu etkileri vardır. Antioksidan, antiosteoporotik, antiinflamatuar ve antihipertansif gibi birçok etkisi araştırmalar sonucu ortaya koyulmuştur. Kolajen hidrolizatının emilimi sonrası ilk etkisinin antioksidan olduğu, ardından biyolojik aktivitelere etki ettiği belirtilmiştir. Epidermis nem içeriğinin geliştirilmesi, derinin yaşlanmasını önleme, eklem ve bağ doku yenileyici etkileri olan biyoaktif bileşenleri etkileyerek aktivitelerini düzenler. Cilt üzerine gösterdikleri etki nedeniyle takviye edici gıda olarak tabletleri tüketilmektedir. Kozmetik ürünlerde de kolajen içeren ürünler daha ilgi çekici hale gelmiştir.

Kolajen, kolajenaz enzimi aktivitesi sonucu sindirilmektedir. Ağızda %90 sindirilerek kolayca absorbe olmaktadır. Bu sebeple gıda bileşeni olarak kolajen hidrolizatı sindirimin güvenli olduğu belirtilmiştir. [2] Ülkemizde kolajenin takviye edici tablet formlarına ek son zamanlarda gıda bileşeni olarak kullanılmasına yönelik projeler geliştirilmektedir. Kolajen içeren süt ve süt ürünleri bunun en son örneği olarak karşımıza çıkmaktadır.

İlginizi Çekebilir: Jelatinin Gıda Endüstrisinde Kullanım Alanları

KAYNAKÇA

[1] Özge, A. T. A., & Tavman, Ş. KOLAJEN EKSTRAKSİYON YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI. Gıda, 44(3), 383-395.

[2] Bilek, S. E., & Bayram, S. K. (2015). Kolajen Hidrolizatının Fonksiyonel Bir Bileşen Olarak Gıda Endüstrisinde Kullanılması. Akademik Gıda, 13(4), 327-334.

[3] Bilek, S. E., & Bayram, S. K. (2015). Kolajen Hidrolizatının Fonksiyonel Bir Bileşen Olarak Gıda Endüstrisinde Kullanılması. Akademik Gıda, 13(4), 327-334.

[4] AYKIN, E., & Erbaş, M. (2016). FARKLI KAYNAKLARDAN ÜRETİLEN JELATİNİN ÖZELLİKLERİ VE SAĞLIK ÜZERİNE ETKİLERİ. Gıda, 41(3), 179-187.

[5] Erge, A., & Zorba, Ö. (2018). Jelatinin fonksiyonel özellikleri ve gıda sanayinde kullanımı.