Vücutta kolajen sentezi yaşlanmanın dışında, güneşe maruz kalma, uykusuzluk, tütün kullanımı, aşırı çalışma ve stres gibi faktörlere bağlı olarak ortalama 25 yaşından sonra yavaşlar. Bu nedenle diyetimizin kolajen hidrolizatı içeren gıdalarla desteklenmesine ihtiyaç vardır. Böylece son yıllarda sağlıkla ilgili kaygılar, farkındalıklar, besin değeri yüksek ürün tercihleri ve yaşam tarzı mevcut kolajen pazarının hızla büyümesine katkı sağlamıştır.
Kolajen Nedir?
Kolajen, hayvansal kaynakların yapısında en fazla (toplam proteinin %30’u) bulunan önemli bir proteindir. Suda çözünmeyen, yüksek molekül ağırlıklı ve ipliksi (fibroz) özellikler gösterir. Glisin-X-Y amino asit diziliminin tekrarlandığı üç polipeptit zincirinden oluşan sarmal yapıdadır. Burada X ve Y herhangi bir amino asit olabileceği gibi X genellikle prolin amino asididir. Y konumunda ise hidroksiprolin amino asidi yer alır. Günümüze kadar yaklaşık 29 farklı tipte kolajen tanımlanmıştır. Bunlar arasından Tip I, Tip II ve Tip III vücuttaki kolajenin %80-90’ını oluşturur.
Vücutta Bulunduğu Yerler
Kolajen çoğunlukla deri, bağ, kemik, kıkırdak ve tendon gibi farklı dokuların yapısındadır. Bunun yanında kornea, kan damarları, saç, tırnak, bağırsak ve omurlar arası disklerde de bulunur. Kolajen, lifli yapısı ile doku hücrelerinin arasındaki boşlukları doldurarak dokunun yapısını korur. Ayrıca dayanıklılığını ve esnekliğini artırır. Dahası iyi biyouyumluluk ve biyolojik olarak parçalanabilirlik gibi biyolojik aktiviteler de sergiler.
Kullanım Alanları
Kolajenin fonksiyonel özelliklerinin yanı sıra son yıllarda, bilim ve teknolojideki gelişmelerin kolajen hazırlama maliyetini düşürmesi, yaşam standartları ve tüketicilerin bilinçlenmesi gibi faktörler küresel kolajen pazarına olan talebi artmıştır. Grand View Research 2024 raporuna göre küresel kolajen pazarının değeri 10.6 milyar ABD doları olmuştur. Bu pazarın 2024-2030 yılları arasında %9.6’lık bileşik yıllık büyüme göstermesi öngörülmektedir. İlaveten pazarın en büyük segmentini jelatin oluştururken, en hızlı büyüyen segmentinde ise kolajen hidrolizatı yer almaktadır. Böylelikle kolajen; gıda, tıp, doku mühendisliği, kozmetik ve farmakoloji gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Jelatin Nedir?
Kolajenin kısmi hidrolizi sonucunda jelatin oluşur. Jelatin suda çözünür ve kolajene göre daha düşük molekül ağırlığına (30-100 kDa) sahip bir proteindir. Ayrıca jel oluşturucu, koyulaştırıcı, stabilize edici, emülsiyon, köpük ve film oluşturucu fonksiyonel özellikler gösterir. Bu özelliklerinden dolayı gıda endüstrisinde fırıncılık, içecek, şekerleme ve süt ürünlerinde kullanımı yaygındır.
Kolajen Hidrolizatı Nedir?
Kolajenin bir gıda kaynağı olarak kullanımı, kolay sindirimi, hızlı emilimi ve metabolik etkilerinden yararlanımı için hidrolize edilmesi gerekir. Böylelikle düşük molekül ağırlıklı (2-5 kDa) kolajen hidrolizatına (hidrolize kolajen peptit) dönüştürülür. Kolajen hidrolizatının eldesi, kolajenin tamamen hidrolizasyonu veya jelatinin hidrolizasyonuyla sağlanır.
Kolajen hidrolizatı; kemik, tendon, deri ve ligamentlerde bulunan kolajenin asidik, alkali veya enzimatik hidroliz ile parçalanmasından sonra elde edilen bir peptittir. 2-20 amino asitten oluşan bu hidrolizat, suda çözünür yapıda olup düşük molekül ağırlıklıdır (2-5 kDa).
Global Market Insights 2023 raporu kolajen hidrolizatı pazar büyüklüğünü 1.16 milyar ABD doları olarak bildirmiştir. 2024 yılından 2032’ye kadar %6 bileşik yıllık büyüme oranı göstermesi öngörülmektedir.
Kaynakları
Kolajenin başlıca kaynakları arasında sığır, domuz, koyun, tavuk ve balık türlerinin derisi, kemiği, tendonu, ayağı, pulu, kılçığı ve hava kesesi gibi kısımları kullanılmaktadır. Bu yan ürünlerden katma değeri yüksek olan kolajenin ekstraksiyonu sürdürülebilirliğe olanak sağlar. Ayrıca gıdalarda kullanımıyla da ileri dönüşüm potansiyeline sahiptir.
Son yıllarda memeli hayvanlardan kolajen ekstraksiyonu;
- Yüksek maliyet,
- Çeşitli sağlık sorunları (deli dana hastalığı, ayak ağız hastalığı ve diğer prion hastalıklar)
- Dini endişeler nedeniyle kısmen azalmıştır.
Bu nedenle endüstrinin ilgisini, daha ucuz ve alternatif kaynak olarak deniz mahsulleri (balıklar, omurgasızlar (denizanası, süngerler, yumuşakçalar) ve deniz memelileri) ve kümes hayvanları (tavuk, horoz) çekmektedir. Aynı zamanda deniz mahsullerinden elde edilen kolajenler, besleyici ve işlevsel özellikleri ile fonksiyonel gıda bileşenleri olarak da kullanılır.
Sağlık Üzerine Etkileri
Bugüne kadar klinik çalışmalar kolajen hidrolizatı alımının; kas gücünü artırdığını, kemik ve cilt sağlığını iyileştirdiğini göstermiştir. Ayrıca eklem ağrısını, obeziteyi ve kan basıncını azalttığını rapor etmiştir. Dahası damar sertliğini ve yaşlanmayı geciktirdiğini de ortaya koymuştur. Kolajen hidrolizatını takviye olarak tüketecekseniz sağlığınız için sağlık uzmanınıza danışmanız gerektiğini unutmayınız.
Gıda Sanayinde Kullanımı
Kolajen hidrolizatının protein içeriği yüksektir ve bazı esansiyel amino asitleri içerir. pH/metal iyonları tarafından çökelmeye karşı yüksek direnç gösterir. Ayrıca viskozitesi ve su tutma kapasitesi düşüktür ve jel yapı oluşturamaz. Stabilize edici özelliktedir ve emülsiyon oluşturur. Böylelikle bu özellikleri gıda sanayinde kullanılma rağbetini artırmıştır. Bunun yanında kolajen hidrolizatlarının ağızdan alımından sonra gösterdiği yararlı etkiler çeşitli gıdalarda kullanılma potansiyeli oluşturmuştur.
Gıda bilimi/mühendisliği perspektifinden bakıldığında kolajen hidrolizatının;
- Takviye edici gıda,
- Gıda katkı maddesi (özellikle gıda kalitesini iyileştirmek için),
- Gıda ambalaj malzemesi (kolajen kılıf, biyofilm vb. gibi),
- Fonksiyonel gıda bileşeni (sağlığı korumak için) olarak kullanımı üzerine çeşitli çalışmalar yürütülmektedir.
Kolajen hidrolizatı; içecekler, et, süt ve tahıl ürünleri, şekerlemeler, atıştırmalıklar ve yenilebilir film-kaplamalar gibi gıda ürünlerinde kullanılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda kolajen hidrolizatının günlük 2.5 g – 15 g arasında alınması yeterli görülmüştür. Bu konuda sağlığınız için bir sağlık uzmanına danışmanız gerektiğini unutmayınız.
Tarım ve Orman Bakanlığı tarafından yayınlanan Takviye Edici Gıdalar Kısıtlı Maddeler Listesi’ ne göre doğası değiştirilmiş kolajen tiplerinin günlük alım miktarı (birlikte veya ayrı ayrı) 10 g olarak belirlenmiştir.
| Gıda ürünü | Fonksiyonel özelliği |
| Taze fermente süt ürünü (İçilebilir yoğurt) | – Kolajene özgü amino asitler, (özellikle prolin) plazma konsantrasyonunu artırır. |
| Yoğurt | – Hidroksiprolin içeren peptitlerin plazmaya geçişi önemli ölçüde artar. |
| Peynir altı suyu bazlı fermente içecek | – İçecekteki patojenik bakterilerin büyümesi engellenir. – Ürünün biyoyararlanımını, besin değerini ve antioksidan aktivitesini iyileştirir. |
| Fermente süt | – Jel sertliğini iyileştirir ve fermente sütün sineresizini azaltır. – Sütün tadını ve kokusunu değiştirmez. – Mikrobiyal aktiviteyi düzenler. |
| Tavuk sosisleri | – Kolajen ve kolajen peptitleri, yağ ikamesi olarak kullanılır. – Sosisin rengini, emülsifikasyon stabilitesini ve doku özelliklerini etkiler. |
| Donmuş hamur | – Buz kristallerinin gluten ağına verdiği zararı ve gluten makropolimerlerinin depolimerizasyonunu azaltır. – Donmuş hamurun reolojik özelliklerini ve mikro yapı bozulmasını yavaşlatır. – Dondurulmuş buharda pişen ekmeğin kalitesini iyileştirir. |
| Ekmek | – Hacim artışı sağlar. – Bayatlamayı geciktirir. |
| Bisküvi | – Bisküvinin su tutma kapasitesini, jel viskozitesini ve kalorisini azaltır. – Kalitesini ve fonksiyonunu artırır. |
Gıda Güvenliği
Jelatin/kolajen hidrolizatı gibi kolajen türevli ürünler, FDA ve EFSA gibi kuruluşlar tarafından GRAS (Genel olarak güvenli olarak kabul edilen) olarak kabul edilmiştir. Türk Gıda Kodeksi Takviye Edici Gıdalar Tebliği (Tebliğ No: 2023/32338)’ne göre kolajen hidrolizatının gıdalarda kullanımı uygundur.
Takviye Edici Gıdalar Kısıtlı Maddeler Listesi’ne göre doğası değiştirilmiş kolajen tiplerinin (Kolajen Hidrolizat/Hidrolize Kolajen/ Kolajen Peptit) birlikte veya ayrı ayrı olmak üzere günlük alım dozu 11 yaş ve üzerinde maksimum 10 g/gün olarak belirlenmiştir.
Sonuç
Kolajen hidrolizatının fonksiyonel ve teknolojik avantajlarının olması son yıllarda gıda ürünlerinde kullanımını arttırmıştır. Böylece kolajen kaynağı hayvansal atıklar değerlendirilerek ileri dönüşümü sağlanmakta ve atık miktarı azalmaktadır. Kolajen hidrolizatlarının eldesinde ve gıdalarda kullanımında önemli bir bilgi birikimine gereksinim vardır. Ayrıca gıdalara kolajen hidrolizatı ekleyerek besin içeriğini artırmanın yanında kalitesini korumak ve orijinaline yakın üretmek de oldukça önemlidir. Formülasyonların oluşturulmasında/geliştirilmesinde akademik-ticari tecrübenin ve bilginin bir arada kullanımı süreci hızlandıracaktır.
Meraklısına;
Gıda Trendleri: Beslenme Alışkanlığımız 2025’te Değişecek Mi?
Atıktan Lezzete: İleri Dönüştürülmüş (Upcycled) Gıdalar
Aşırı Protein Tüketimi Sağlığı Nasıl Etkiler?
Kaynaklar
Bay-Jensen, M. K. D. L. (2016). Biochemistry of collagens, laminins and elastin. Amsterdam: Elsevier.
Cao, H., Zheng, X., Liu, H., Yuan, M., Ye, T., Wu, X., Yin, F., Li, Y., Yu, J., and Xu, F. (2020). Cryo-protective effect of ice-binding peptides derived from collagen hydrolysates on the frozen dough and its ice-binding mechanisms. LWT, 131, 109678.
Cao, C., Xiao, Z., Ge, C., and Wu, Y. (2021). Animal by-products collagen and derived peptide, as important components of innovative sustainable food systems—a comprehensive review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 1-25.
Farooq, S., Ahmad, M. I., Zheng, S., Ali, U., Li, Y., Shixiu, C., and Zhang, H. (2024). A review on marine collagen: sources, extraction methods, colloids properties, and food applications. Collagen and Leather, 6(1), 11.
Liu, D., Nikoo, M., Boran, G., Zhou, P., and Regenstein, J. M. (2015). Collagen and gelatin. Annual Review of Food Science and Technology, 6(1), 527-557.
Paul, C., Leser, S., and Oesser, S., 2019, Significant amounts of functional collagen peptides can be incorporated in the diet while maintaining indispensable amino acid balance, Nutrients, 11(5): 1079.
