די דעפֿיניציע און אַפּליקאַציע פֿון קאָלאַגען, דזשעלאַטין און הידראָליזירטן קאָלאַגען

קאָלאַגען,דזשעלאַטין, און הידראָליזירט קאַלאַגען זענען ענג פֿאַרבונדענע פּראָטעין דעריוואַטיוון מיט באַזונדערע סטרוקטורעלע כאַראַקטעריסטיקס און פאַנגקשאַנאַלע אייגנשאַפֿטן, וויידלי געניצט אין עסן, פֿאַרמאַסוטיקאַל, קאָסמעטיק און נוטראַסעוטיקאינדוסטריעס. דער אַרטיקל פאַרגלייכט סיסטעמאַטיש זייערע מאָלעקולאַרע סטרוקטורן, פּראָדוקציע פּראָצעסן און שליסל פאַנגקשאַנאַליטעטן, אַנאַליזירט זייערע אַפּליקאַציעס אין געזונט העכערונג, עסן פּראָדוקציע, און הויט-פֿלעג, און גיט איינזיכטן פֿאַר ראַציאָנעלער אויסוואַל באַזירט אויף ספּעציפֿישע נוצן-פֿאַלן. דורך קלעראַפֿיצירן געוויינטלעכע פֿאַלשע השגות און אונטערשטרייַכן וויסנשאַפֿטלעכע באַווײַזן, דינט די אַרבעט ווי אַ קאָמפּרעהענסיווער וועגווײַזער פֿאַר פֿאָרשער, אינדוסטריע-פּראָפֿעסיאָנאַלן און קאָנסומערס וואָס זוכן צו פֿאַרשטיין די פֿילזײַטיקע פּראָטעאינען.

1. הקדמה

קאָלאַגען איז די מערסטע פאַרשפּרייטע פיבראָזע פּראָטעין אין דער עקסטראַסעלולאַרער מאַטריץ פון חיות, וואָס מאַכט אויס 25-30% פון גאַנצן גוף פּראָטעין אין זויגערס. עס שפּילט אַ קריטישע ראָלע אין אויפהאלטן די סטרוקטורעלע אָרנטלעכקייט פון הויט, ביינער, דזשוינץ, טענדאַנז און קאַנעקטיוו געוועבן (ריקאַרד-בלום, 2011). דזשעלאַטין אוןהידראָליזירט קאַלאַגען ווערן דערייווד פון קאַלאַגען דורך קאָנטראָלירטע פּראַסעסינג, וואָס האַלטן אויף שליסל אַמינאָ זויער פּראָופיילז (למשל, גלייסין, פּראָלין, הידראָקסיפּראָלין) בשעת זיי ווייַזן מאָדיפיצירטע גשמיות און כעמישע אייגנשאַפטן. טראָץ זייער געמיינזאַמע אָפּשטאַם, די דריי סאַבסטאַנסיז אַנדערשן זיך באַדייטנד אין מאָלעקולאַר וואָג, סאָלוביליטי און פאַנגקשאַנאַליטי, וואָס פירט צו פֿאַרשידענע אַפּלאַקיישאַנז אַריבער ינדאַסטריז. מיט גראָוינג קאַנסומער אינטערעס אין נאַטירלעך ינגרידיאַנץ, אַנטי-יידזשינג פּראָדוקטן און פאַנגקשאַנאַל פודז, פֿאַרשטיין די דיפעראַנסיז צווישן קאַלאַגען, דזשעלאַטין און הידראָליזעד קאַלאַגען איז געוואָרן ינקריסינגלי וויכטיק פֿאַר פּראָדוקט אַנטוויקלונג און ינפאָרמד קאַנסאַמשאַן.

2. סטרוקטורעלע קעראַקטעריסטיקס און פּראָדוקציע פּראָצעסן

2.1 קאָלאַגען

• מאָלעקולאַרער סטרוקטורנאַטירלעכער קאָלאַגען באַשטייט פֿון אַ טריפּל-העליקס סטרוקטור געשאַפֿן דורך דריי פּאָליפּעפּטיד קייטן (α-קייטן) פֿאַרבונדן דורך וואַסערשטאָף בונדן. יעדע קייט כּולל איבערחזרנדיקע Gly-XY סיקוואַנסן (X איז אָפֿט פּראָלין, Y איז הידראָקסיפּראָלין), וואָס סטאַביליזירן די העליקס און ביישטייערן צו קאָלאַגענס טענסאַל שטאַרקייט (בראָדסקי און שאַה, 2016). די מאָלעקולאַרע וואָג פֿון נאַטירלעכן קאָלאַגען ריינדזשאַז פֿון 300 kDa ביז 400 kDa, מאַכנדיג עס נישט צעלאָזלעך אין וואַסער און רובֿ אָרגאַנישע סאָלווענטן.
• קוועלער און עקסטראַקציעקאָלאַגען ווערט בפֿרט עקסטראַקטירט פֿון כייַעישע בייפּראָדוקטן ווי רינדער הויט, חזיר הויט, פֿיש שופּן, און הינדל פֿיס. דער עקסטראַקציע פּראָצעס נעמט אַרײַן דעגרעאַסינג, דעמינעראַליזאַציע, און זויער/אַלקאַליין באַהאַנדלונג צו באַזײַטיקן נישט-קאָלאַגענע פּראָטעאינען, און דערנאָך אָפּזאַץ און רייניקונג צו באַקומען קאָלאַגען אין פּודער אָדער געל פֿאָרעם (לי עט אַל., 2020).

2.2 דזשעלאַטין

• מאָלעקולאַרער סטרוקטורדזשעלאַטין ווערט פּראָדוצירט דורך טיילווייזער הידראָליז פון קאָלאַגען, וואָס צעברעכט די טריפּלע-העליקס סטרוקטור אין ראַנדאָם-געקוילטע פּאָליפּעפּטייד קייטן. איר מאָלעקולאַרער וואָג ריינדזשאַז פון 10 kDa צו 100 kDa, מיט אַ ברייטערער פאַרשפּרייטונג קאַמפּערד צו נאַטירלעכער קאָלאַגען. דזשעלאַטין האַלט די Gly-XY סיקוואַנס אָבער פעלט די אָרדערד טריפּלע העליקס, וואָס ערמעגליכט עס צו פאָרעם אַ טערמאָרעווערסאַבאַל געל נעץ ווען עס ווערט אָפּגעקילט (זשאַנג עט אַל., 2018).
• פּראָדוקציע פּראָצעסדי פאבריקאציע פון ​​דזשעלאטין נעמט אריין צוויי הויפט מעטאדן: זויערע הידראליזיס (טיפ א דזשעלאטין) און אלקאלע הידראליזיס (טיפ ב דזשעלאטין). זויערע הידראליזיס ווערט גענוצט פאר קאלאגן פון חזיר הויט, בשעת אלקאלע הידראליזיס איז פאסיג פאר רינדער הויטן און ביינער. נאך הידראליזיס, ווערט די לייזונג געפילטערט, קאנצענטרירט, און שפריץ-געטריקנט צו פראדוצירן דזשעלאטין פודער. דער גראד פון הידראליזיס ווערט קאנטראלירט צו באלאנסירן דזשעלירינג שטארקייט, וויסקאזיטעט, און סאליוביליטי (רעגענשטיין און רעגענשטיין, 2012).
  
  

  2.3 הידראָליזירט קאָלאַגען

  • מאָלעקולאַרער סטרוקטורהידראָליזירטער קאָלאַגען (אויך גערופן קאָלאַגען פּעפּטיידן אָדער קאָלאַגען הידראָליזאַט) גייט ווייטער דורך ענזימאַטישע אָדער זויערע הידראָליז פון דזשעלאַטין, וואָס רעזולטירט אין קלענערע פּעפּטיד קייטן מיט אַ מאָלעקולאַר וואָג פון 1 kDa ביז 10 kDa. די קורצע פּעפּטיידן זענען צעלאָזלעך אין וואַסער ביי אַלע טעמפּעראַטורן און שאַפֿן נישט קיין געלן, ווײַל זייער מאָלעקולאַר גרייס איז צו קליין צו שאַפֿן אַ סטאַביל נעץ (Pei et al., 2019).
  • פּראָדוקציע פּראָצעס: הידראָליזירט קאַלאַגען ווערט טיפּיש פּראָדוצירט דורך באַהאַנדלען דזשעלאַטין מיט פּראָטעאָליטישע ענזימען (למשל, טריפּסין, פּעפּסין) אָדער שטאַרקע זויערן, און דערנאָך אולטראַפילטראַציע צו צעשיידן פּעפּטיידן לויט מאָלעקולאַר וואָג. דער פּראָצעס גאַראַנטירט הויך ביאָאַוויילאַביליטי, ווייל די קליינע פּעפּטיידן קענען שנעל אַבזאָרבירט ווערן אין די גאַסטראָוינטעסטאַנאַל טראַקט אָן ווייטערדיקע דיידזשעסטשאַן (דזשאָנגדזשאַרעאָנראַק עט אַל., 2014).
  3. שליסל פונקציאָנעלע אונטערשיידן

  פאַרמאָג	קאָלאַגען	דזשעלאַטין	הידראָליזירט קאָלאַגען
  סאָלוביליטי	נישט צעלאָזלעך אין וואַסער (צימער טעמפּעראַטור)	צעלאָזלעך אין הייס וואַסער; פאָרמירט געל ווען עס ווערט אָפּגעקילט	צעלאָזלעך אין וואַסער (הייס/קאַלט)
  מאָלעקולאַר וואָג	300–400 קדאַ	10–100 קדאַ	1–10 קדאַ
  סטרוקטור	טריפּל העליקס	ראַנדאָם שפּול	קורצע פּעפּטיידן (קיין העליקס)
  געלענדיקע פּראָפּערטי	ניין	יא (טהערמאָרווערסיבל)	ניין
  ביאָאַוויילאַביליטי	נידעריק (פארלאנגט פארדייאונג)	מיטלמעסיק	הויך (שנעלע אַבזאָרפּציע)
  טערמישע פעסטקייט	דענאטורירט ביי 60–70°C	דענאַטורירט ביי 30–40°C (שמעלצט זיך)	סטאַביל ביי רובֿ טעמפּעראַטורן

   

  4. אַפּליקאַציעס

  4.1 געזונט און נוטראַסעוטיקאַלס

  • קאָלאַגעןצוליב זיין נידעריגע סאָלוביליטי און ביאָאַוויילאַביליטי, ווערט נאַטירלעכער קאָלאַגען זעלטן גענוצט ווי אַ דייאַטערי העסאָפע. אַנשטאָט, ווערט עס גענוצט אין מעדיצינישע דעוויסעס ווי וואונד דרעסינגז, געוועב אינזשעניריע סקאַפאָולדז, און מעדיצין דעליווערי סיסטעמען, נוצנדיק זיין ביאָקאָמפּאַטיביליטי און סטרוקטורעלע שטיצע (לי עט אַל., 2021).
  • דזשעלאַטיןווי אַ דערנערונגס-צוגאב, דזשעלאַטין גיט אַמינאָ זויערן וואָס שטיצן געדערעם געזונט, שלאָף קוואַליטעט (דורך גליצין), און ביין מעטאַבאָליזם. עס ווערט אויך גענוצט אין פאַרמאַסוטישע פאָרמולאַציעס (למשל, קאַפּסלען, טאַבלעטן) ווי אַ בינדער און דיסינטעגראַנט (כאַן עט אַל., 2016).
  • הידראָליזירט קאָלאַגעןדי מערסט וויידלי גענוצטע פאָרעם אין ביילאגעס, הידראָליזירטע קאַלאַגען איז באוויזן צו שטיצן געלענק געזונט דורך רעדוצירן ווייטיק און פֿאַרבעסערן מאָביליטי (וועראָנעסע עט על., 2019). עס אויך פֿאַרבעסערט הויט כיידריישאַן, עלאַסטיסיטי און קאַלאַגען סינטעז, מאכן עס אַ שליסל ינגרידיאַנט אין אַנטי-יידזשינג ביילאגעס. דערצו, עס איז געניצט אין ספּאָרט דערנערונג צו העכערן מוסקל אָפּזוך און רעדוצירן געניטונג-ינדוסט אָנצינדונג (זדזיעבליק עט על., 2015).

   

  4.2 עסן אינדוסטריע

  • קאָלאַגעןגענוצט אין פּראָצעסירטע פלייש (למשל, ווורשט, הייסע דאָגס) צו פֿאַרבעסערן טעקסטור און וואַסער ריטענשאַן. עס ווערט אויך צוגעגעבן צו ים-עסן פּראָדוקטן צו פֿאַרבעסערן פעסטקייט (ליו און אַנדערע, 2018).
  • דזשעלאַטיןדזשעלאַטין, אַ פילזײַטיקער עסן-צוגאב, ווערט גענוצט צו פּראָדוצירן דזשעליס, מאַרשמעלאָוז, גומיקע קאַנדיס און יאָגורט, וואָס גיט דזשעלירנדיקע, פֿאַרדיקנדיקע און סטאַביליזירנדיקע אייגנשאַפֿטן. עס ווערט אויך גענוצט אין בעקערייַ פּראָדוקטן צו פֿאַרבעסערן טייג-עלאַסטיסיטי און האַלטבּאַרקייט (רעגענשטיין און רעגענשטיין, 2012).
  • הידראָליזירט קאָלאַגעןצוגעגעבן צו פונקציאָנעלע עסנוואַרג ווי פּראָטעין באַרס, סמודיז און פארשטארקטע געטראַנקען צוליב זיין הויכן פּראָטעין אינהאַלט און סאַליאַביליטי. עס ענדערט נישט דעם טעם אָדער טעקסטור פון עסנוואַרג, מאַכנדיג עס ידעאַל פֿאַר פארשטארקונג (פּעי עט אַל., 2019).

  4.3 קאָסמעטיקס און הויט זאָרג

  • קאָלאַגעןגענוצט אין קרעמען, סערומס און מאסקעס צו פארבעסערן הויט פעסטקייט און רעדוצירן רינגקאַלז. אבער, זיין גרויסע מאלעקולארע גרייס באגרענעצט דורכדרינגונג אין די טיפערע שיכטן פון דער הויט, אזוי עס אקטן בפֿרט ווי אַ ייבערפלאַך מויסטשערייזער (שמיט און שומאן, 2017).
  • דזשעלאַטיןצוגעגעבן צו פנים מאסקעס און קערפער ראַפּס צוליב זיינע כיידרייטינג און פילם-פאָרמינג אייגנשאַפטן. עס העלפט פארשפארן נעץ און פֿאַרבעסערן הויט טעקסטור צייטווייליק (זשאַנג עט אַל., 2018).
  • הידראָליזירט קאָלאַגעןא פאפולערע צוגאב אין אנטי-איידזשינג הויט-פארזארגונג פראדוקטן, ווייל אירע קליינע פעפטיד קייטן קענען דורכדרינגען דעם סטראטום קארנעום און סטימולירן קאלאגען סינטעז אין הויט פיבראבלאסטן. עס פארקלענערט רינקלעך, פארבעסערט הויט עלאסטיסיטי, און פארשטארקט שלאַבאַן פונקציע (דזשאָנגדזשאַרעאָנראַק עט על., 2014).
  5. זיכערקייט און באַטראַכטונגען

  אלע דריי פראטעאינען ווערן בכלל אנערקענט אלס זיכער (GRAS) דורך די FDA און EFSA. אבער, קאנסומערס מיט אלערגיעס צו אנימאלע פראדוקטן (למשל, רינדערפלייש, חזיר, פיש) זאלן זיי אויסמיידן. פאר האַלאַל און כשר קאנסומערס, איז פאראן דזשעלאטין וואס קומט פון ערלויבטע קוועלער (למשל, פיש דזשעלאטין פאר האַלאַל). דערצו, די קוואליטעט פון קאלאגן פראדוקטן ווענדט זיך אין דער מקור, עקסטראקציע מעטאד, און מאלעקולארער וואג פארטיילונג—קאנסומערס זאלן אויסקלויבן פראדוקטן פון בארימטע פאבריקאנטן מיט דריט-פארטיי טעסט סערטיפיקאציעס.

  6. מסקנא

  קאָלאַגען, דזשעלאַטין, און הידראָליזירטער קאָלאַגען זענען באַזונדערע דעריוואַטיוון מיט אייגענאַרטיקע סטרוקטורן און פונקציאָנאַליטעטן. נאַטירלעכער קאָלאַגען איז אויסגעצייכנט אין סטרוקטורעלע אַפּליקאַציעס, דזשעלאַטין איז געשעצט פֿאַר זייַנע געלירנדיקע אייגנשאַפֿטן אין עסן און פֿאַרמאַסוטיקאַלז, און הידראָליזירט קאַלאַגען שטייט ארויס פאר איר הויכער ביאָאַוויילאַביליטי און געזונט בענעפיטן אין סופּלעמענטן און הויט זאָרג. פארשטיין זייערע אונטערשיידן ערמעגליכט צילגעריכטע נוצן אין פארשידענע אינדוסטריעס און אינפארמירטע קאנסומער ברירות. צוקונפטיגע פארשונג קען זיך קאנצענטרירן אויף אנטוויקלען פלאנץ-באזירטע אלטערנאטיוון, פארבעסערן עקסטראַקציע עפעקטיווקייט, און אויספארשן נייע אנווענדונגען אין פערזענליכע דערנערונג און רעגענעראַטיווע מעדיצין.