Таъриф ва татбиқи коллаген, желатин ва коллагени гидролизшуда

коллаген,желатин, ва коллагени гидролизшуда ҳосилаҳои сафедаи ба ҳам наздик бо хусусиятҳои сохторӣ ва хосиятҳои функсионалии фарқкунанда мебошанд, ки ба таври васеъ дар соҳаи хӯрокворӣ, дорусозӣ, косметика ва нутрасевтика истифода мешаванд.соҳаҳо. Ин мақола сохторҳои молекулавӣ, равандҳои истеҳсолӣ ва функсияҳои асосии онҳоро ба таври систематикӣ муқоиса мекунад, татбиқи онҳоро дар тарғиби саломатӣ таҳлил мекунад, Истеҳсоли хӯрокворӣва нигоҳубини пӯстро дар бар мегирад ва барои интихоби оқилона дар асоси ҳолатҳои мушаххаси истифода маълумот медиҳад. Бо равшан кардани тасаввуроти нодурусти маъмул ва таъкид кардани далелҳои илмӣ, ин кор ҳамчун роҳнамои ҳамаҷониба барои муҳаққиқон, мутахассисони соҳа ва истеъмолкунандагоне, ки мехоҳанд ин сафедаҳои гуногунҷабҳаро дарк кунанд, хизмат мекунад.

1. Муқаддима

Коллаген сафедаи нахдортарин дар матритсаи берунҳуҷайравии ҳайвонот буда, 25-30% сафедаи умумии бадани ширхӯронро ташкил медиҳад. Он дар нигоҳ доштани якпорчагии сохтории пӯст, устухонҳо, буғумҳо, пайвандҳо ва бофтаҳои пайвасткунанда нақши муҳим мебозад (Рикард-Блум, 2011). желатин ваколлагени гидролизшуда аз коллаген тавассути коркарди назоратшаванда гирифта мешаванд ва профилҳои аминокислотаҳои калидиро (масалан, глицин, пролин, гидроксипролин) нигоҳ медоранд ва дар айни замон хосиятҳои физикӣ ва химиявии тағйирёфтаро нишон медиҳанд. Сарфи назар аз пайдоиши муштараки онҳо, ин се модда аз ҷиҳати вазни молекулавӣ, ҳалшавандагӣ ва функсия ба таври назаррас фарқ мекунанд, ки боиси истифодаи гуногун дар соҳаҳо мегардад. Бо афзоиши таваҷҷӯҳи истеъмолкунандагон ба компонентҳои табиӣ, маҳсулоти зидди пиршавӣ ва хӯрокҳои функсионалӣ, фаҳмидани фарқиятҳои байни коллаген, желатин ва коллагени гидролизшуда барои таҳияи маҳсулот ва истеъмоли огоҳона муҳимтар шудааст.

2. Хусусиятҳои сохторӣ ва равандҳои истеҳсолӣ

2.1 Коллаген

• Сохтори молекулавӣКоллагени аслӣ аз сохтори сегонаи спирал иборат аст, ки аз се занҷири полипептидӣ (занҷирҳои α), ки тавассути пайвандҳои гидрогенӣ ба ҳам печидаанд, ташкил ёфтааст. Ҳар як занҷир пайдарпайиҳои такрории Gly-XY (X аксар вақт пролин, Y гидроксипролин аст)-ро дар бар мегирад, ки спиралро устувор мекунанд ва ба қувваи кашиши коллаген мусоидат мекунанд (Бродский ва Шаҳ, 2016). Вазни молекулавии коллагени аслӣ аз 300 кДа то 400 кДа аст, ки онро дар об ва аксари ҳалкунандаҳои органикӣ ҳалнашаванда мегардонад.
• Манбаъҳо ва истихроҷКоллаген асосан аз маҳсулоти иловагии ҳайвонот, аз қабили пӯсти гов, пӯсти хук, пулакчаҳои моҳӣ ва пойҳои мурғ, гирифта мешавад. Раванди истихроҷ аз тозакунии равған, деминерализатсия ва коркарди кислота/ишқорӣ барои тоза кардани сафедаҳои ғайриколлагенӣ, сипас бориш ва тозакунӣ барои ба даст овардани коллаген дар шакли хока ё гел иборат аст (Ли ва дигарон, 2020).

2.2 Желатин

• Сохтори молекулавӣЖелатин бо роҳи гидролизи қисман аз коллаген ҳосил мешавад, ки сохтори спирали сегона ба занҷирҳои полипептидии тасодуфӣ печонидашуда тақсим мешавад. Вазни молекулавии он аз 10 кДа то 100 кДа буда, дар муқоиса бо коллагени аслӣ тақсимоти васеътар дорад. Желатин пайдарпайии Gly-XY-ро нигоҳ медорад, аммо спирали сегонаи тартибдодашударо надорад, ки ба он имкон медиҳад, ки ҳангоми хунуккунӣ шабакаи гелии термобаргардонидашавандаро ташкил диҳад (Zhang et al., 2018).
• Раванди истеҳсолӣИстеҳсоли желатин ду усули асосиро дар бар мегирад: гидролизи кислотавӣ (желатини навъи А) ва гидролизи ишқорӣ (желатини навъи В). Гидролизи кислотавӣ барои коллаген аз пӯсти хук истифода мешавад, дар ҳоле ки гидролизи ишқорӣ барои пӯст ва устухонҳои гов мувофиқ аст. Пас аз гидролиз, маҳлул филтр карда мешавад, консентратсия карда мешавад ва барои истеҳсоли хокаи желатин бо дорупошӣ хушк карда мешавад. Дараҷаи гидролиз барои мувозинати қувваи гелкунӣ, часпакӣ ва ҳалшавандагӣ назорат карда мешавад (Regenstein & Regenstein, 2012).
  
  

  2.3 Коллагени гидролизшуда

  • Сохтори молекулавӣКоллагени гидролизшуда (инчунин пептидҳои коллаген ё гидролизати коллаген номида мешавад) минбаъд гидролизи ферментативӣ ё кислотаӣ мешавад. желатин, ки дар натиҷа занҷирҳои пептидии хурдтар бо вазни молекулавии аз 1 кДа то 10 кДа ба вуҷуд меоянд. Ин пептидҳои кӯтоҳ дар ҳама ҳарорат дар об ҳал мешаванд ва гелҳо ташкил намекунанд, зеро андозаи молекулавии онҳо барои ташкили шабакаи устувор хеле хурд аст (Пей ва дигарон, 2019).
  • Раванди истеҳсолӣ: Коллагени гидролизшуда одатан бо роҳи коркарди желатин бо ферментҳои протеолитикӣ (масалан, трипсин, пепсин) ё кислотаҳои қавӣ, баъдан ултрафилтратсия барои ҷудо кардани пептидҳо аз рӯи вазни молекулавӣ истеҳсол мешавад. Ин раванд биодастрасии баландро таъмин мекунад, зеро пептидҳои хурд метавонанд бидуни ҳазми минбаъда дар роҳи меъдаву рӯда зуд ҷаббида шаванд (Jongjareonrak et al., 2014).
  3. Тафовутҳои асосии функсионалӣ

  Амвол	Коллаген	Желатин	Коллагени гидролизшуда
  Ҳалшавандагӣ	Дар об ҳал намешавад (ҳарорати хонагӣ)	Дар оби гарм ҳал мешавад; ҳангоми хунук шудан гел ҳосил мекунад	Дар оби гарм/хунук ҳалшаванда
  Вазни молекулавӣ	300–400 кДа	10–100 кДа	1–10 кДа
  Сохтор	Спирали сегона	Коали тасодуфӣ	Пептидҳои кӯтоҳ (бе спирал)
  Амволи геллинг	Не	Бале (гармкунанда)	Не
  Биодастрасӣ	Кам (ҳозимаро талаб мекунад)	Мӯътадил	Баланд (ҷабби зуд)
  Устувории гармӣ	Денатуратсия дар ҳарорати 60-70°C	Денатуратсия дар ҳарорати 30–40°C (об мешавад)	Дар аксари ҳароратҳо устувор

   

  4. Барномаҳо

  4.1 Тандурустӣ ва маводи ғизоӣ

  • КоллагенАз сабаби паст будани ҳалшавандагӣ ва биодастрасӣ, коллагени табиӣ ҳамчун иловаи парҳезӣ кам истифода мешавад. Ба ҷои ин, он дар дастгоҳҳои тиббӣ, аз қабили банду басти захмҳо, тахтаҳои муҳандисии бофтаҳо ва системаҳои интиқоли доруворӣ истифода мешавад ва аз мутобиқати биологӣ ва дастгирии сохтории он истифода мебарад (Ли ва дигарон, 2021).
  • Желатин: Ҳамчун иловаи ғизоӣ, желатин аминокислотаҳоеро таъмин мекунад, ки саломатии рӯда, сифати хоб (тавассути глицин) ва мубодилаи моддаҳои устухонро дастгирӣ мекунанд. Он инчунин дар формулаҳои дорусозӣ (масалан, капсулаҳо, лавҳаҳо) ҳамчун пайвасткунанда ва парокандакунанда истифода мешавад (Khan et al., 2016).
  • Коллагени гидролизшудаКоллагени гидролизшуда, ки шакли маъмултарин дар иловаҳо мебошад, исбот шудааст, ки саломатии буғумҳоро тавассути кам кардани дард ва беҳтар кардани ҳаракат дастгирӣ мекунад (Veronese et al., 2019). Он инчунин намнокӣ, чандирӣ ва синтези коллагенро беҳтар мекунад, ки онро ба ҷузъи калидии иловаҳои зидди пиршавӣ табдил медиҳад. Илова бар ин, он дар ғизои варзишӣ барои мусоидат ба барқароршавии мушакҳо ва коҳиш додани илтиҳоби аз машқ ба вуҷуд омада истифода мешавад (Zdzieblik et al., 2015).

   

  4.2 Саноати хӯрокворӣ

  • Коллаген: Дар гӯштҳои коркардшуда (масалан, ҳасибҳо, хот-догҳо) барои беҳтар кардани сохтор ва нигоҳдории об истифода мешавад. Он инчунин ба маҳсулоти баҳрӣ барои баланд бардоштани сахтӣ илова карда мешавад (Liu et al., 2018).
  • ЖелатинЖелатин, ки иловаи бисёрҷонибаи хӯрокворӣ аст, барои истеҳсоли желе, зефир, қандҳои резинӣ ва йогурт истифода мешавад, ки хосиятҳои желакунӣ, ғафскунӣ ва устуворкуниро таъмин мекунад. Он инчунин дар маҳсулоти нонпазӣ барои беҳтар кардани чандирии хамир ва мӯҳлати нигоҳдорӣ истифода мешавад (Regenstein & Regenstein, 2012).
  • Коллагени гидролизшуда: Ба хӯрокҳои функсионалӣ, ба монанди батончикҳои протеинӣ, смузиҳо ва нӯшокиҳои ғанӣ барои миқдори зиёди протеин ва ҳалшавандагии он илова карда мешавад. Он таъм ё сохтори хӯрокҳоро тағйир намедиҳад, ки онро барои ғанӣ гардонидан беҳтарин мегардонад (Пей ва дигарон, 2019).

  4.3 Косметика ва нигоҳубини пӯст

  • Коллаген: Дар кремҳо, зардобҳо ва ниқобҳо барои беҳтар кардани сахтии пӯст ва кам кардани ажинҳо истифода мешавад. Аммо, андозаи калони молекулавии он воридшавиро ба қабатҳои амиқтари пӯст маҳдуд мекунад, аз ин рӯ, он асосан ҳамчун намкунандаи рӯизаминӣ амал мекунад (Schmidt & Schumann, 2017).
  • Желатин: Барои хосиятҳои намноккунанда ва плёнкашаклкунандааш ба ниқобҳои рӯй ва плёнкаҳои бадан илова карда мешавад. Он барои нигоҳ доштани намӣ ва беҳтар кардани сохтори пӯст муваққатан кӯмак мекунад (Zhang et al., 2018).
  • Коллагени гидролизшуда: Компоненти маъмули маҳсулоти нигоҳубини пӯсти зидди пиршавӣ, зеро занҷирҳои пептидии хурди он метавонанд ба қабати мушоҳада ворид шаванд ва синтези коллагенро дар фибробластҳои пӯст ҳавасманд кунанд. Он узвҳоро кам мекунад, чандирии пӯстро беҳтар мекунад ва вазифаи монеаро беҳтар мекунад (Jongjareonrak et al., 2014).
  5. Бехатарӣ ва мулоҳизаҳо

  Ҳар се сафеда аз ҷониби FDA ва EFSA умуман ҳамчун бехатар (GRAS) эътироф шудаанд. Аммо, истеъмолкунандагоне, ки ба маҳсулоти ҳайвонот (масалан, гӯшти гов, хук, моҳӣ) аллергия доранд, бояд аз онҳо худдорӣ кунанд. Барои истеъмолкунандагони ҳалол ва кошер, желатин аз манбаъҳои иҷозатдодашуда (масалан, желатини моҳӣ барои ҳалол) дастрас аст. Илова бар ин, сифати маҳсулоти коллаген аз манбаъ, усули истихроҷ ва тақсимоти вазни молекулавӣ вобаста аст - истеъмолкунандагон бояд маҳсулотро аз истеҳсолкунандагони бонуфуз бо сертификатҳои санҷиши тарафи сеюм интихоб кунанд.

  6. Хулоса

  Коллаген, желатин ва коллагени гидролизшуда ҳосилаҳои фарқкунанда бо сохторҳо ва функсияҳои беназир мебошанд. Коллагени табиӣ дар татбиқи сохторӣ бартарӣ дорад, желатин барои хосиятҳои желшавии он дар маҳсулоти хӯрокворӣ ва дорусозӣ қадр карда мешавад ва коллагени гидролизшуда бо дастрасии баланди биологӣ ва манфиатҳои саломатӣ дар иловаҳои ғизоӣ ва нигоҳубини пӯст фарқ мекунад. Дарки фарқиятҳои онҳо имкон медиҳад, ки дар соҳаҳои гуногун истифодаи мақсаднок ва интихоби огоҳонаи истеъмолкунандагон анҷом дода шавад. Тадқиқоти оянда метавонанд ба таҳияи алтернативаҳои растанӣ, беҳтар кардани самаранокии истихроҷ ва омӯхтани барномаҳои нав дар ғизои фардӣ ва тибби барқароркунанда равона карда шаванд.