Fonksiyonel Gıda: Kolajen

 FONKSİYONEL GIDA : KOLAJEN

Fonksiyonel gıda nedir?

Fonksiyonel gıda terimi ilk olarak 1980'lerin başında Japonya'da özel hazırlanmış fizyolojik etkili gıdalar (FOSHU) olarak; besleyici özelliğinin yanında bireyin sağlığı, fiziksel performansı ve ruhsal durumu üzerine olumlu etkiler yapan gıdalar olarak adlandırılmıştır. Günlük diyet ile gıda formunda tüketilen, sentetik bileşen içermeyen, besleyici etkisinin yanında, değişik etkenlerle hastalık oluşma riskini azaltıcı, sağlığı ve iyi hali geliştirici özelliklere sahip gıdalar, fonksiyonel gıdalar olarak tanımlanmaktadır. [1] 
Fonksiyonel besinler hiçbir işlem görmemiş doğal bir besin maddesi olabileceği gibi fonksiyonel bir besin öğesi ile zenginleştirilmiş veya genetik mühendislik yöntemleri ile değişikliğe uğratılmış bir besin de olabilir. [2]  Türk Gıda Kodeksi Takviye Edici Gıdalar Tebliğine (Tebliğ No: 2013/49) göre takviye edici gıda, normal beslenmeyi takviye etmek amacıyla vitamin, mineral, protein, karbonhidrat, lif, yağ asidi, amino asit gibi besin öğelerinin veya bunların dışında besleyici veya fizyolojik etkileri bulunan bitki, bitkisel ve hayvansal kaynaklı maddeler, biyoaktif maddeler ve benzeri maddelerin konsantre veya ekstraktlarının tek başına veya karışımlarının kapsül, tablet, pastil, tek kullanımlık toz paket, sıvı ampul, damlalıklı şişe ve diğer benzeri sıvı veya toz formlarda hazırlanarak günlük alım dozu belirlenmiş ürünleri ifade eder. [3]

Kolajen nedir?

Kökeni 19. yüzyıla dayanan Fransızca bir terim olan kolajen (collagen) bağ dokunun yapışkan madde üretmesini ifade eden bir anlam taşımaktadır. Bu terim Yunanca “kola (xoXXa)” (yapışkan) kelimesi ve –γevos (doğum) ekinin birleşmesi ile ortaya çıkmıştır. İngilizce’ye 1865 yıllarında ‘collagen’ olarak adapte olmuştur. Kolajen fibröz bir protein olup tendon, deri, kıkırdak, diş, kemik ve kan damarları gibi çeşitli bağ dokuların en büyük bileşenidir. Kolajen hayvanlarda toplam proteinin yaklaşık olarak dörtte birini teşkil etmektedir. [3]
Kolajen, özel bir amino asit bileşimine sahip olmasından kaynaklı diğer proteinlerden ayrılmaktadır. Kolajen moleküler yapılarındaki farklılıklara göre 7 sınıfa ayrılmaktadır. Bu sınıflar içerisinde ise farklı dokularda belirli işlevleri yerine getiren 19 farklı tipte kolajen bulunmaktadır. Kolajen tipleri içerisinde en yaygın olan ve bağ dokuda bulunan Tip I ve Tip III kolajenleri deriye direnç sağlamaktadırlar. Gıdalara ilave edilmesi uygun olan kolajen tipleri Tip I ve Tip II’ dir. Tip II kolajeni ise göz ve kıkırdak dokunun yapısında bulunmaktadır. [3]

Jelatin

Jelatin; protein yapıda bir ürün olup, kemik, deri ve ligamentler gibi hayvansal kaynaklı dokulardan alkali veya asit ile ekstrakte edilen kolajenin kısmi hidrolizasyonu sonucu elde edilmektedir. Üretimi oldukça geçmişe dayanan jelatin Türkiye’de olduğu gibi dünyada da pek çok ülkede doğal bir gıda olarak kabul görmüştür. Kullanım yerlerinin çeşitlenmesi ile jelatin endüstride yerini almıştır. Jelleştirme, emülsifiye, kıvam arttırma, köpük ve film oluşturma, su bağlama özellikleri ile gıda sanayisinde önemli ölçüde kullanılmaktadır. Gıda endüstrisinde jelatinin güvenirliği 1993 yılında Amerikan Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından onaylanmıştır. [3]

Hidrolize Kolajen

Hayvanın kemik ve derilerinden elde edilen büyük molekül ağırlıklı kolajen proteinin, enzimatik veya asidik hidroliz yolu ile parçalanmasıyla meydana gelen daha küçük molekül ağırlıklı, suda çözünür yapıya hidrolize kolajen denir. Hidrolize kolajen (kolajen peptit) balık, domuz ve sığır deri, tendon ve ligamentlerinden yüksek oranda Tip I kolajeni elde edilmektedir. Bu yöntem ile üretilen kolajenin ortalama molekül ağırlığı 2000 ile 5000 Dalton arasındadır. Bu sebepten biyoyararlılığı ve sindirimi oldukça yüksektir. Hidrolize kolajenin molekül ağırlığı asit ve enzim hidrolizi ile yıkıma maruz bırakılarak, kozmetik ve besin destekli gıdalar (nutrasötik) uygulamalarında protein katkısı olarak yaygın biçimde kullanılmaktadır. [3]
Hidrolize kolajen önemli fonksiyonel bileşenler arasında yer almaktadır. Hidrolize kolajen, hayvanın kemik ve deri gibi kısımlarından elde edilen kolajen proteininin, enzimatik veya asidik hidroliz yoluyla daha küçük molekül ağırlığına parçalanması sonucu elde edilir. Hidrolize kolajenin, Türk Gıda Kodeksi Takviye Edici Gıdalar Tebliği’ne göre gıdalarda kullanımı uygundur. U.S. Food and Drug Administration ve European Food Safety Authority (FDA ve EFSA) tarafından genel olarak güvenilir kabul edilen hidrolize kolajen alerjen riski taşımayıp Generally Recognized As Safe (GRAS) olarak ilan edilmiştir. Kolajen, ekstrasellüler matriksi oluşturan yapısal proteinlerden en önemlisidir. Vücut tarafından fibroblast hücrelerince doğal yollarla üretilen kolajen; çoğunlukla tendon, deri, kemik, kıkırdak, iç organlar ve bağ dokuda bulunmaktadır. Ayrıca kolajen, kıkırdak ve kemik dokusunda destek görevi görmektedir. [3]

Gıda Sektöründe Fonksiyonel Gıda Olarak Kolajen

Kolajen gıda endüstrisinde köpürme ajanı, mikroenkapsülasyon ajanı, emülgatör, stabilizatör ve biyobozunur film oluşturucu malzemeler olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Ayrıca kolajen, gıda endüstrisindeki çeşitli uygulamalarda biyopolimer esaslı doğal kaplamalar olarak kullanımı yaygınlaşmıştır. Kolajen film ve kaplamalar, ürünlerin raf ömrünü uzatmaya yardımcı olup aynı zamanda aktif maddelerin taşıyıcıları olarak işlev görmektedirler. [3]

Yenilebilir filmler ve kaplamalar, gıdaların yüzeyine püskürtülerek veya gıdanın kaplama sıvısı içine daldırılarak ince tabakalar halinde gıdanın yüzeyine uygulanan yenilebilir ambalaj malzemeleridir. Kolajen filmler et endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kolajen kılıfları, sosisler için doğal kılıflara alternatif olarak kullanılmaktadır. Kolajen kılıfları, doğal kaplamalara göre çok sayıda avantaja sahiptir: 

• Çeşitli işleme ortamlarına dayanmak için daha düzgün boyut, güç ve esneklik;

• Daha temiz, daha hijyenik bir ürün ve

• Net ürün ağırlığında daha fazla kıvam sağlamasıdır. [3]

Kolajenler, sosislerin reolojik özelliklerini geliştiren ve ayrıca besleyici liflerin varlığını yeterli miktarda temin eden gıda katkı maddeleri olarak kullanılmaktadır. Kolajen veya fraksiyonlarını içeren et ürünleri içermeyenlere göre teknolojik ve reolojik özellikler bakımından daha üstündür. Karaciğer suyuna kolajen eklenmesi, ürünlerin kalitesini artırır ve yağ kapaklarının oluşum oranını azaltır. [3]

Köfte içerisine uygun miktarda ilave edilen balık hidrolize kolajeni önemli ölçüde köftenin diğer özelliklerini etkilemeksizin yağ oksidasyonunu engelleyebilmektedir. Araştırmalara göre fermente sosislere diyet lifi ve ve kolajen karışımı ilave edilmesi yalnızca yağ oksidasyonunu azaltmaya yardımcı olmaz aynı zamanda sosisin diğer karakteristik özelliklerini de korumaktadır. [3]

Bilek ve Bayram’ın yaptıkları bir araştırma sonucunda meyve sularına %2.5 hidrolize balık kolajeni ilavesi, ürünün biyoyararlılığını ve protein içeriğini zenginleştirdiği keşfedilmiştir.[4] Üreticiler tarafından soya kolajeni, kakao kolajen, cappuccino kolajen, kolajenli meyve suyu ve kolajenli kuş yuvası içeceği gibi birçok ürün bulunmaktadır. Genel olarak, kolajen içeceğinin vücuttaki kolajen yapma mekanizmasını uyardığı iddia edilmektedir. [3]

Malezya Süt Endüstrileri (MDI) besleyici probiyotik içeceklerine kolajen peptitler ekleyerek yeni fonksiyonel bir ürün geliştirmiştir. İçeriğinde: prebiyotik lif, 500 mg kolajen peptit ve 30 mg C vitamini bulunmaktadır. Kolajen peptitler, kolajeni sentezlemek için gerekli bileşenler olarak işlev görmektedir. Ek olarak, içeceğe bir antioksidan ve kolajen biyosentezinde hayati bir koenzim olan C vitamini eklenmiştir. Sonuç olarak, yararlı bağırsak bakterilerinin büyümesini teşvik etmek ve güzelliği cildin derinliklerinde yaymak için “Vitagen Collagen” içeceği oluşturulmuştur. [3]

Hidrolize kolajen, sütün işlenmesi esnasında peynir altı suyunun çökelmesini önleyebilmek üzere iyi bir emülsifiye etme özelliği sağlamaktadır. Hidrolize kolajen aynı zamanda süt ürünlerinin jel sertliğini de iyileştirmektedir. Ayrıca hidrolize kolajen, sütün tadını ve kokusunu etkilemeden sinerjik etkiyi azaltmaktadır. Bunun yanı sıra aynı zamanda sütün depolanması esnasında laktik asit üretimini arttıran bazı probiyotiklerin hayatta kalmasını da teşvik etmektedir. Fermente yoğurda %1.5 tilapia deri kolajeni ilavesi ürünün hem viskozitesini hem de tat kalitesini iyileştirmiştir. [3]

Sonuç

Kolajen hidrolizatı içeren ürünlerin tüketiminin sağlık üzerinde olumlu etkileri olduğu klinik çalışmalarla belirlenmiştir. Ancak gıda ürünleri ve teknolojisi ile ilgili literatürde kolajen hidrolizatının gıdalarda kullanımına ilişkin çok fazla çalışma bulunmamaktadır. Mevcut bilgiler ise var olan özel firmaların patentleri ile sınırlıdır. Kolajen hidrolizatı kullanılarak yeni fonksiyonel gıda formülasyonların geliştirilmesi ve teknolojik olarak üretim koşullarının optimize edilmesi gıda sanayi açısından önemlidir. Bu alandaki çalışmalar çok yenidir ve geliştirilmesi gerekmektedir. Kolajen hidrolizatının ağız yoluyla tüketilmesi sonucunda biyoyarayışlılık değerlerinin oldukça yüksek olması ile birlikte sağlık ve cilt üzerine olumlu etkilerinin olduğu yapılan çalışmalarla desteklenmiştir. Kolajen hidrolizatı; gıda, kozmetik, fotoğrafçılık, tıp ve eczacılık alanında çok geniş bir kullanım alanı bulmuştur. Doğal bir protein olması ve sahip olduğu teknolojik özellikler, kolajen hidrolizat üretiminin ve tüketiminin önümüzdeki yıllarda da artacağı tahmin edilmektedir. [4]

Yazan: Seray ŞAHİN

Editörler: Kerem KARAKOÇ & Naz BERK

Kaynaklar

[1]: Erbaş, M. (2006). Yeni bir gıda grubu olarak fonksiyonel gıdalar. Türkiye, 9, 24-26. https://www.gidadernegi.org/TR/Genel/2409344982aed.pdf?DIL=1&BELGEANAH=5270&DOSYAISIM=240934498.pdf [Erişim: 21.10.2022]

[2]: DAYISOYLU, K. S., Gezginç, Y., & Cingöz, A. (2014). Fonksiyonel gıda mı, fonksiyonel bileşen mi? Gıdalarda fonksiyonellik. Gıda, 39(1), 57-62. https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/79110 [Erişim: 21.10.2022]

[3]: Avcı, C. (2022). Kolajenin fonksiyonel özellikleri ve kullanımı üzerine tüketici algısının değerlendirilmesi. (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı, Konya. https://acikerisim.erbakan.edu.tr/xmlui/handle/20.500.12452/8258 [Erişim: 21.10.2022]

[4]: Bilek, S. E., & Bayram, S. K. (2015). Fruit juice drink production containing hydrolyzed collagen. Journal of functional foods, 14, 562-569. https://dergipark.org.tr/en/pub/akademik-gida/issue/55786/763643  [Erişim: 21.10.2022]