TÌM HIỂU về COLLAGEN và ỨNG DỤNG của COLLAGEN TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỬU LONG
KHOA KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

NGUYỄN THỊ BÍCH PHƯỢNG
1611032035

TÌM HIỂU VỀ COLLAGEN VÀ ỨNG DỤNG CỦA
COLLAGEN TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

VĨNH LONG, 2018


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỬU LONG
KHOA KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

NGUYỄN THỊ BÍCH PHƯỢNG
1611032035

TÌM HIỂU VỀ COLLAGEN VÀ ỨNG DỤNG CỦA
COLLAGEN TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
ThS. TRẦN NGỌC ĐIỆP

VĨNH LONG, 2018

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu, quý thầy cô Bộ môn
Công nghệ thực phẩm, Khoa Khoa học Nông Nghiệp, Trường Đại Học Cửu Long đã
tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho em trong
suốt thời gian học tập tại trường. Đó là nền tảng vững chắc để em thực hiện tốt đề tài
“Tìm hiểu về collagen và ứng dụng của collagen trong công nghệ thực phẩm”.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến cô Trần Ngọc Điệp, người đã tận tình hướng dẫn,
chỉ dạy và giúp đỡ em trong suốt quá trình làm đề tài cũng như trong suốt thời gian
học tập tại trường.
Em cũng xin cảm ơn các bạn lớp Công nghệ thực phẩm khóa 16, đặc biệt là các bạn
trong nhóm đã hỗ trợ và giúp đỡ trong quá trình thực hiện đề tài cũng như trong học
tập.
Cuối lời, em kính chúc quý thầy cô và các bạn lôn thành công trong công việc và cuộc
sống.
Chân thành cảm ơn!
Vĩnh Long, ngày…..tháng.….năm 2018
Sinh viên thực hiện
NGUYỄN THỊ BÍCH PHƯỢNG

DANH MỤC BẢN


Bảng 1. Thành phần collagen trong cá...........................................................................3
Bảng 2. So sánh thành phần các acid amin trong collagen và các loại protein khác......4

DANH MỤC HÌN

Hình 1. Công thức cấu tạo của hydroxyproline..............................................................5
Hình 2. Cấu trúc sợi của collagen..................................................................................5
Hình 3. Trình tự sắp xếp các acid amin trong phân tử collagen.....................................5
Hình 4. Collagen dùng trong phẩu thuật thẩm mỹ.......................................................11
Hình 5. Sản phẩm kẹo dẻo có vỏ màng là collagen hydrolysate..................................12
Hình 6. Sản phẩm phô mai có chứa collagen hydrolysate làm giảm hàm lượng béo...13
Hình 7. Sản phẩm thịt nguội........................................................................................15

MỤC LỤ


LỜI CẢM ƠN...............................................................................................................i
DANH MỤC BẢNG....................................................................................................ii
DANH MỤC HÌNH....................................................................................................iii
MỤC LỤC................................................................................................................... iv
MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 1
I. Tổng Quan Về Collagen...........................................................................................2
1. Giới thiệu................................................................................................................. 2
2. Nguồn gốc thu nhận collagen..................................................................................2
3. Thành phần và cấu trúc............................................................................................3
4. Phân loại collagen....................................................................................................6
5. Tính chất của collagen.............................................................................................6
6. Thu nhận collagen...................................................................................................7
7. Quy trình tách chiết collagen...................................................................................8
8. Ứng dụng của collagen..........................................................................................10
II. Ứng dụng của collagen trong thực phẩm............................................................11
1. Ứng dụng collagen trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo........................................12
2. Trong công nghiệp sản xuất sữa và các sản phẩm từ sữa.........................................12
3. Trong công nghiệp sản xuất đồ uống.......................................................................13
4. Ứng dụng collagen trong chế biến thịt và thủy sản..................................................14

KẾT LUẬN................................................................................................................16
TÀI LIỆU THAM KHẢO


MỞ ĐẦU
Thế giới ngày nay với sự phát triển không ngừng về kinh tế xã hội và con người. Cuộc
sống thay đổi theo chiều hướng tốt đẹp hơn, con người được tạo điều kiện phát triển
tối đa khả năng của mình, nhu cầu của con người ngày càng được đáp ứng đầy đủ. Việt
Nam là quốc gia có tiềm năng xuất khẩu thủy sản rất lớn. Tại các nhà máy chế biến
thủy sản, cá tươi được lóc hai miếng phi-lê để chế biến xuất khẩu, phần còn lại chiếm
khoảng 60% gồm da, xương, đầu, bụng, mỡ,.. Hiện nay mỡ cá được nghiên cứu ứng
dụng làm biodesel hoặc xuất thô sang Trung Quốc, các phần còn lại được sản xuất
thành bột cá làm thức ăn gia súc. Nếu như phế phẩm của các ngành công nghiệp này
chỉ được chế biến thành bột thức ăn gia súc hay các dạng sản phẩm thô, giá trị thấp thì
hiệu quả kinh tế mang lại không cao hoặc nế như loại bỏ hẳn thì phải tốn thêm chi phí
cho việc xử lý chất thải. Trong khi đó thành phần chính trong da, xương là collagen có
rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp mỹ phẩm, dược phẩm và gần đây được ứng
dụng khá nhiều trong công nghiệp thực phẩm. Cho nên việc ứng dụng các phụ phẩm
này vào nhiều ngành khác nhau đặc biệt là trong ngành thực phẩm có ý nghĩa quan
trọng. Vì vậy nhận thấy được nhu cầu về collagen rất lớn trong những năm gần đây
thêm vào đó nguồn nguyên liệu da và xương cá để sản xuất collagen ở nước ta khá dồi
dào, ổn định, giá rẻ và có tiềm năng phát triển nên tôi chọn đề tài “Tìm hiểu về
collagen và ứng dụng của collagen trong công nghiệp thực phẩm” với mong muốn góp
phần nâng cao về hiệu quả kinh tế đồng thời góp phần vào việc giảm thiểu ô nhiễm
môi trường.

1


I. Tổng quan về collagen

1. Giới thiệu
Collagen là một loại protein có nhiều mức cấu trúc, là loại protein cấu trúc chính yếu,
chiếm khoảng 25% tổng lượng protein cơ thể và đến 70% cấu trúc da. Collagen phân
bố chủ yếu ở lớp hạ bì, có chức năng chính là kết nối các mô trong cơ thể, kích thích
quá trình trao đổi chất. Collagen là thành phần chính của mô liên kết, có chức năng tạo
độ vững chắc và đàn hồi. Collagen có tác dụng giống như một chất keo liên kết các tế
bào lại với nhau để hình thành các mô và cơ quan nền tảng trong cơ thể. Collagen cung
cấp cho các mô liên kết những đặc tính nổi trội nhờ vào sự hiện diện rộng khắp và sự
sắp xếp mang tính cấu trúc cử nó. Collagen được xem như một vật liệu mang tính xây
dựng, sự linh hoạt của nó là nhờ vào cấu trúc cấp bậc phức tạp, tạp nên sự đa dạng
trong tính chất nhằm phục vụ những chức năng nhất định. Xét về mặt kinh tế, nguồn
nguyên liệu giàu collagen dùng để sản xuất trong các lĩnh vực khác nhau: thực phẩm, y
học và dược phẩm, mỹ phẩm,..
2. Nguồn gốc thu nhận collagen
Cá là nguồn cung cấp nguồn nguyên liệu thô tốt nhất vì:
- Dễ tìm, sẵn có để sử dụng
- Không có sự lây truyền bệnh
- Không gặp phải trở ngại về mặt tôn giáo
- Có khả năng thu được collagen với hiệu suất cao
Khoảng 70% tổng trọng lượng cơ thể của cá bị bỏ dưới dạng các phế phẩm như: da,
xương, đầu, ruột,.. trong suốt quá trình chế biến. Việc tận dụng những chất thải này có
thể nâng giá trị kinh tế của loài cá lên.
 Dựa vào thành phần % của tổng lượng collagen tính trên tổng lượng protein, các
loài cá được chia thành 3 nhóm:
- Nhóm có hàm lượng collagen thấp: tổng lượng collagen chiếm đến 5% so với tổng
lượng protein.
- Nhóm có hàm lượng collagen trung bình: tổng lượng collagen chiếm từ 5%-10%
tổng lượng protein.
- Nhóm có hàm lượng collagen cao: tổng lượng collagen trên 10% tổng lượng protein.

2


Bảng 1. Thành phần collagen trong cá

Loại cá

Collagen hòa tan Collagen không hòa Collagen tổng Collagen tổng
trong acid (so với tan (so với trọng (so với trọng (so với protein
trọng lượng tươi)
lượng tươi)
lượng tươi)
tổng)

Cá chim trắng

0,19

0,11

0,3

1,58

Cá thu

0,38

0,09

0,47

2,41

Cá bơn

0,4

0,18

0,58

2,98

Cá ngừ

1,06

0,39

1,45

7,35

3. Thành phần và cấu trúc
 Thành phần của collagen
- Thành phần protein trong collagen có gần đầy đủ các loại acid amin. Thành phần acid
amin có thể thay đổi tùy theo nguồn gốc của collagen, nhưng vẫn tồn tại một vài tính
chất chung và duy nhất cho tất cả collagen.
- Trong thành phần collagen không chứa cystein và trytophan, nhưng chứa một lượng

lớn glycine, chiếm khoảng 33% và proline chiếm tỉ lệ 12% và hydroxyproline chiếm
22%. Collagen là một trong số ít những protein có chứa hydroxylysine, ngoài ra trong
thành phần côlagen còn chứa khoáng, chiếm tỉ lệ 1%.

3


Bảng 2. So sánh thành phần các acid amin trong collagen và các loại protein khác
Collagen

Casein

Albumin

Glycine

363

30

19

Alanin

107

43

35

Valine

29

54

28

Leucine

28

60

32

Isoleucine

15

49

25

Serin

32

60

36

Threonine

19

41

16

Cystein

-

2

1

Methionine

5

17

16

Aspatic acid

47

63

32

Glutamic acid

77

153

52

Lycine

31

61

20

Hydroxylycine

7

-

-

Arginine

49

25

15

Histidine

5

19

7

Phennylalanine

15

28

21

Tyrosine

5

45

9

Trytophan

-

8

3

Proline

131

65

14

Hydroxyproline

107

-

-

Proline và Hydroxy proline liên quan tới cấu trúc bậc 2 của collagen. Những amino
acid này giúp giới hạn sự quay của bộ khung polypeptide, do đó góp phần tạo nên sự
bền vững cho cấu trúc xoắn bậc 3. Nhóm hydroxyl của hydroxylproline đóng vai trò
quan trọng trong sự bền vững cấu trúc xoắn ốc bậc 3 của collagen. Polypeptide của
collagen mà thiếu hydroxylproline sẽ tạo nên cấu trúc gấp khúc ở nhiệt độ thấp và sẽ
không bền vững ở nhiệt độ thân nhiệt.

4


Hình 1. Công thức cấu tạo của hydroxyproline

 Cấu trúc của collagen
Các chuỗi collagen sắp xếp song song theo chiều dọc liên kết với nhau bằng các liên
kết ngang tạo thành các sợi theo chu kỳ nhất định. Nhờ vào cấu trúc có trật tự, độ bền
vốn có của các chuỗi xoắn ốc được chuyển sang các sợi collagen, cung cấp cho các mô
độ cứng, độ đàn hồi và những đặc tính cơ học riêng. Vì thế collagen rất chắc, dai và
bền.

Hình 2. Cấu trúc sợi của collagen

Hình 3. Trình tự sắp xếp các acid amin trong phân tử collagen

4. Phân loại collagen

5


Collagen tồn tại ở nhiều bộ phận trong cơ thể. Đã có 29 loại collagen được tìm thấy và
thông báo trong các tài liệu khoa học. Trên 90% collagen trong cơ thể là dạng I, II, III
và IV.
• Collagen I: có trong da, gân, mạch máu, các cơ quan, xương (thành phần chính của
xương)
• Collagen II: có trong sụn xương (thành phần chính của sụn)
• Collagen III: có trong bắp (thành phần chính của bắp), tìm thấy bên cạnh collagen I.
• Collagen IV: thành phần chính cấu tạo màng tế bào

Các bệnh về collagen thường do sự khiếm khuyết của gene gây nên tác động cho quá
trình tổng hợp sinh hóa, sự sắp xếp, sự sao chép bị thay đổi, hoặc các quá trình khác
trong việc hình thành của collagen.
Sự phân bố từng loại collagen trong cơ thể con người và động vật được thể hiện trong
một bảng nhưng với tính năng diễn đàn không cho phép cho nên mình không đưa ra
đây, để tham khảo các bạn có thể xem tại
5. Tính chất của collagen
Collagen là một protein cấu trúc, chính vì vậy collagen cũng có đầy đủ các tính chất
hóa lý của một protein.
- Tác dụng với nước
Collagen không hòa tan trong nước mà nó hút nước để nở ra, cứ 100g collagen khô có
thể hút khoảng 200g nước. Collagen kết hợp với nước nở ra độ dày tăng lên chừng
25% nhưng độ dài tăng lên không đáng kể, tổng thể tích phân tử collagen tăng lên 2-3
lần.
Do nước phân cực tác dụng lên liên kết hydro nên làm giảm tính vững chắc của sợi
gelatin từ 3-4 lần. Khi nhiệt độ tăng lên cao, tính hoạt động của mạch polypeptide
tương đối nhỏ. Khi nhiệt độ tăng lên 60-65oC collagen hút nước bị phân giải.
- Tác dụng với acid, kiềm
Collagen có thể tác dụng với acid và kiềm, do trên mạch của collagen có gốc carboxyl
và amin. Hai gốc này quyết định hai tính chất của nó. TRong điều kiện có acid tồn tại,
ion của nó tác dụng với gốc amin, điện tích trên carboxyl bị ức chế (hình thành acid
yếu có độ ion hóa thấp). Trái lại gốc amin bị ion hóa tạo NH3+.
- Khả năng hòa tan
Collagen tan trong glycerin, acid acetic, ure nhưng không tan trong nước lạnh.
Collagen đã được phân chia thành bốn lớp trên cơ sở tính hòa tan trong các dung dịch
đệm khác nhau: tan trong muối trung tính, tan trong acid, tan trong kiềm và không tan
trong kiềm.
6

- Khả năng tạo nhũ tương
Là một protein không tan, collagen có thể có ít dấu hiệu cho thấy là một chất nhũ hóa.
Tuy nhiên, thực ra collagen có nguồn gốc từ da sống được xử lý và biến tính ở mức độ
khác nhau có thể là một chất nhũ hóa tốt hơn sữa gầy.
- Sự biến tính
Dưới tác dụng của các chất hóa học như acid, bazơ, muối, các dung môi như ancohol,
các tác nhân vật lý như khuấy trộn cơ học, nghiền, tia cực tím,.. Cấu trúc của collagen
bị biến đổi làm cho các liên kết hydro, ion bị phá vỡnhưng không phá vỡ được liên kết
peptid, tức là cấu trúc bậc một vẫn giữ nguyên.
Sau khi bị biến tính collagen thường có các tính chất như:
 Độ hòa tan giảm do làm lộ các nhóm kỵ nước vốn ở bên trong, tức là khi collagen
chưa biến tính, các acid amin có các nhóm kỵ nước nằm bên trong phân tử collagen,.
Khi bị biến tính, phân tử collagen lúc này chỉ là trình tự sắp xếp các acid amin mạch
thẳng, làm cho các nhóm kỵ nước lộ ra bên ngoài nên độ hòa tan của collagen bị giảm
đi.
 Khả năng giữ nước giảm, cấu trúc bậc 4 giúp collagen có khả năng hydrat hóa tạo
thành màng hydrat bao quanh. Khi biến tính mất đi cấu trúc bậc 4 thì khả năng hydrat
hóa không còn vì thế collagen giữ nước kém.
 Tăng độ nhạy đối với sự tấn công của enzyme protease do làm xuất hiện các liên kết
peptid ứng với tring tâm hoạt động của protease.
 Tăng độ nhớt hiện tại
 Mất khả năng kết tinh, collagen có khả năng kết tinh trong các môi trường muối
hoặc cồn. Ở các điều kiện pH nhất định dung dịch collagen không bền và kết tinh.
6. Thu nhận collagen
- Sự phá vỡ tế bào
Các phân tử collagen không có khả năng đi qua màng tế bào, cho nên cần phá vỡ cấu
trúc để chuyển collagen vào dung dịch. Người ta có thể phá vỡ cấu trúc tế bào bằng
các biện pháp cơ học như nghiền với bột thủy tinh hoặc cát thạch anh. Ngoài ra còn có
thể dùng sóng siêu âm, dùng các dung môi hữu cơ như butanol, acetone, và các chất
tẩy rửa. Các hóa chất này giúp cho việc phá vỡ các bào quan của tế bào do trong các

cơ quan này thường chứa mỡ. Điều này có thể giải thích tại sao trước khi tách chiết
collagen, da cá thường được tẩy rửa với các hóa chất trên một mặt là để loại sạch tạp
chất, mặt khác là để cho da được trương nở hoặc thành tế bào bị phá vỡ, giúp collagen
dễ dàng đi vào dung dịch tách chiết. Sự tách chiết protein collagen: Sau khi cấu trúc tế
bào bị phá vỡ, việc tách chiết collagen dễ dàng hơn, có thể chiết bằng các dung dịch
acid hoặc enzyme.
7


Quá trình chiết collagen được thực hiện trong các thiết bị ở nhiệt độ lạnh, trong điều
kiện vô trùng, khuấy trộn liên tục để đảm bảo chiết được collagen có chất lượng tốt.
Da cá
7. Quy trình tách chiết collagen

Rửa

Xử lý

Xay nhỏ

Bã

Trích ly

Acetic 0,5%

Lọc

Cặn

Ly tâm
NaCl

Kết tinh

Collagen

8


 Thuyết minh quy trình
- Nguyên liệu: Da cá chuyển từ nhà máy về
+ Bảo quản lạnh
+ Rã đông
+ Rửa bằng nước sạch nhiều lần để loại bỏ máu và các tạp chất bẩn khác
- Rửa
Da cá được đem đi rửa sạch bằng nước thường.
Mục đích: loại bỏ tạp chất, đất, cát còn lẫn trong da, ảnh hưởng đến sản phẩm trong
quá trình chế biến.
- Xử lý
+ Để thu được collagen không có mùi, da cá nguyên liệu cần phải được loại bỏ các
chất béo.
+ Da cá sau khi được rửa sơ bộ với nước sẽ được tiếp tục xử lý với lần lượt 3 loại dung
dịch (NaOH 0,2%, H2SO4 0,2%, acid citric 0,7%) vói tỉ lệ da: dung dịch là 1:10 (g/ml)
nhằm mục đích thu được collagen không mùi. Với mỗi loại dung dịch, da cá được xử
lý qua 3 lần, mỗi lần tương ứng với thời gian là 1 giờ. Sau mỗi lần xử lý, da phải được
rửa sạch dưới vòi nước đến khi đạt pH=7 trước khi tiến hành ngâm lượt tiếp theo.
0,5% chất hoạt động bề mặt được thêm vào tất cả các dung dịch sử dụng trong quy
trình nhằm nâng cao khả năng loại mùi.
Mục đích: da cá phải được tách béo thuận lợi cho quá trình sau.

- Xay nhỏ
Sau khi xử lý da cá được đem đi xoay nhuyễn bằng máy xay.
Mục đích: xé nhỏ, làm nhuyễn da cá tạo điều kiện cho quá trình trích ly được triệt để.
- Trích ly
Quá trình trích ly collagen được thực hiện ở nhiệt độ 4 0C trong 24, 48 và 72 giờ với
dung dịch có nồng độ 0,5M của các acid citric và acetic. Với mỗi loại acid, collagen
được trích theo phương pháp toàn phần (A) và từng phần (B).
+ Phương pháp toàn phần (A): da cá được trích trong dung dịch acid một lần duy nhất
ứng với các mốc thời gian 24,48 và 72 giờ.
+ Phương pháp từng phần (B): da cá được tiến hành trích qua nhiều lần, mỗi lần 24
giờ, sau đó lượng collagen thu được ở các lần trích được gộp lại để tính hiệu suất.
9


Mục đích: trích chiết hết thành phần cần thiết để tạo sản phẩm, tạo điều kiện cho quá
trình lọc.
- Lọc: sau khi trích ly thu được dịch lọc
Mục đích: Làm sạch dịch sau khi trích ly, tạo điều kiện cho quá trình ly tâm.
- Ly tâm: dịch lọc được đem đi ly tâm để tách dịch lọc
Mục đích: tách lấy phần chất rắn cần thiết, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình kết
tinh.
- Kết tinh:
Collagen kết tinh (collagen hòa tan trong acid) được tách ra bằng phương pháp ly tâm
với vận tốc 5000 vòng/phút trong 90 phút.
Mục đích: hoàn thiện sản phẩm theo yêu cầu.
8. Ứng dụng của collagen
- Ứng dụng trong công nghiệp
Khi collagen được thủy phân đủ, ta thu được một loại protein dễ tan trong nước, được
gọi là Gelatin. Gelatin được sử dụng trong thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm và công
nghiệp nhiếp ảnh.

Trong lĩnh vực dinh dưỡng, collagen và gelatin là nguồn protein nghèo, chúng không
cung cấp đầy đủ tất cả các Amino Axit cần thiết cho cơ thể con người (chúng là protein
chưa đầy đủ).
Collagen thường chuyển hóa thành Gelatin nhưng thường được tiến hành trong điều
kiện khô. Keo dán từ động vật có tính nhiệt dẻo, mềm trở lại khi gia nhiệt, vì vậy
chúng được sử dụng làm dụng cụ âm nhạc như dây đàn violin, đàn guitar.
- Ứng dụng trong y học và dược phẩm
Collagen đã được sử dụng rộng rãi trong phẫu thuật thẩm mỹ như: hỗ trợ chữa bệnh
cho bệnh nhân bỏng, làm tái tạo xương và rất nhiều trong nha khoa, phẫu thuật chỉnh
hình.
Collagen là một vật liệu có khả năng phân hủy sinh học, tác dụng của collagen dựa
trên sự kết hợp khả năng tạo màng và tạo gel một cách tự nhiên. Collagen được sử
dụng trong lĩnh vực y dược có mùi và vị trung hòa, không gây dị ứng và được hấp thụ
hoàn toàn trong cơ thể con người, có tính tương thích sinh học, cũng như khả năng
cầm máu nên có thể được chế tạo thành những dạng khác nhau, là một loại vật liệu
sinh học lý tưởng cho việc sản xuất các sản phẩm y học.
Các đặc tính kỹ thuật của collagen được ứng dụng trong công nghệ dược phẩm:
+ Là một chất keo bảo vệ các thành phần nhạy cảm khỏi tác động của sự oxy hóa ánh
sáng, sự hấp thụ ẩm. Tạo mùi vị trung hòa: Là chất ổn định của hệ nhũ tương, huyền
10


phù, collagen được hấp thụ dễ dàng vào trong cơ thể và không gây dị ứng, ứng dụng
một số đặc tính này người ta dùng collagen trong công nghệ sản xuất bao thuốc uống.
+ Là chất tạo bọt và ổn định trong quá trình sản xuất chất bọt cầm máu: đặc tính này
dùng để làm chất cầm máu, hàn gắn vết thương,..
+ Có thể sử dụng làm chất thay thế máu tạm thời
+ Đặc biệt trong kỹ thuật nội soi và phẫu thuật thẩm mỹ: collagen được ứng dụng để
bôi vào các ống nội soi, có tác dụng bôi trơn, vì thế các bác sĩ dễ dàng đưa các ống này
vào cơ thể bệnh nhân mà không gây đau. Sau thời gian từ 40-60 phút, collagen sẽ tan

trong cơ thể bệnh nhân mà không gây hại gì và vì collagen còn là một polymer tự
nhiên tạo cấu trúc cho da nên nó được dùng trong phẫu thuật tạo hình như bơm môi,
căng da mặt,..

Hình 4. Collagen dùng trong phẩu thuật thẩm mỹ

- Trong công nghệ mỹ phẩm
Collagen có tác dụng chống lão hóa, ngăn ngừa và cải thiện nếp nhăn. Khoảng 70%
cấu trúc của da là collagen, phân bố chủ yếu ở lớp hạ bì của da. Collagen tạo ra một hệ
thống nâng đõ, hỗ trợ các đặc tính cơ học của da như sức căng, độ đàn hồi, duy trì độ
ẩm, làm cho da được mịn màng, tươi tắn và trẻ trung. Ngoài ra collagen còn đảm bảo
sắc tố da, làm sáng màu da. Sự suy giảm về chất lượng, số lượng collagen sẽ dẫn đến
da trở nên khô, mất độ căng, đàn hồi và thúc đẩy quá trình lão hóa của cơ thể. Chính vì
vậy mà collagen đóng vai trò quan trọng giúp cải thiện cấu trúc da, kích thích quá trình
tái tạo và phục hồi tế bào da bị tổn thương.
- Trong công nghiệp nhiếp ảnh
Trong nhiếp ảnh collagen là thành phần thiết yếu cho quá trình đông tụ và phát triển
của dịch nhũ tương ảnh: Là chất ổn định giữa thành phần gắn kết và hệ nhũ tương
thuốc nhuộm. Là tác nhân gắn kết trong quá trình sản xuất trong các giấy in phun hiện
nay, khả năng trương nở và có tính bền vững cao.
II. Ứng dụng của collagen trong thực phẩm
Collagen được dùng để làm vỏ bao xúc xích, màng bọc kẹo, làm nguyên liệu sản xuất
một số loại thực phẩm dinh dưỡng, thực phẩm chức năng. Dĩ nhiên chúng phải trải qua
một quá trình chế biến để đạt được những tính chất ứng dụng mong muốn, như tính tan
11


chảy ở nhiệt độ cao và đông đặc ở nhiệt độ thấp, lúc này collagen đóng vai trò một
chất keo bảo vệ, ngăn chặn sự kết tinh của đường. Chính vì vậy mà trong các ứng dụng
người ta thường sử dụng chủ yếu là dạng thủy phân của collagen, được gọi là collagen

hydrolysate.
1. Ứng dụng collagen trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo
Công nghiệp sản xuất bánh kẹo có lẽ là lĩnh vực có nhiều ứng dụng của collagen
hydrolysate. Chức năng của collagen hydrolysate phụ thuộc vào loại sản phẩm, chẳng
hạn như trong “marshmallows” collagen đóng vai trò làm bền bọt, trong “fruit chews”
collagen tham gia tạo cấu trúc và độ dai cho sản phẩm..
Độ nhớt của collagen là một trong những yếu tố quan trọng trong công nghệ sản xuất
bánh kẹo. Độ nhớt của collagen có thể tác động đến quá trình cố định trong sản phẩm,
đặc biệt là khi collagen có hàm lượng cao. Chẳng hạn như đối với phương pháp tạo
hình sử dụng khuôn tinh bột thì độ nhớt của collagen yêu cầu phải thấp để khối kẹo có
thể chảy dễ dàng vào các khuôn, còn đối với phương pháp ép đùn thì độ nhớt của
collagen phải cao để định hình cho sản phẩm.

Hình 5. Sản phẩm kẹo dẻo có vỏ màng là collagen hydrolysate

2. Trong công nghiệp sản xuất sữa và các sản phẩm từ sữa
Collagen hydrolysate được sử dụng như một phụ gia tạo cấu trúc trong công nghiệp
sữa và các sản phẩm từ sữa. Chức năng của chúng là:
- Tạo các mối liên kết với nước: collagen có khả năng trương nở để tạo liên kết gấp
5lần khối lượng của chúng với nước. Nó giúp ngăn cản sự rỉ nước trong các sản phẩm.
- Củng cố cấu trúc cho các sản phẩm sữa: collagen không tạo phản ứng với các thành
phần của sữa và phụ thuộc vào hàm lượng sử dụng, collagen có thể làm chặt cấu trúc,
tạo lớp gel chắc từ dịch lỏng. Ngoài ra nó còn giúp ổn định các bọt khí của các sản
phẩm từ sữa có bọt ở nhiệt độ thấp và ngăn cản sự hỏng cấu trúc cho sản phẩm trong
suốt quá trình tồn trữ.
- Collagen không mùi do đó không ảnh hưởng đến mùi vị của sản phẩm. Nó không
chịu sự tấn công của các tác nhân oxy hóa, có khả năng ngăn cản sự biến tính và lưu
giữ được mùi trái cây cho sản phẩm.
12

- Collagen đóng vai trò như một chất keo làm nhiệm vụ bảo vệ vì sự đông tụ của sữa
và casein. Đồng thời khi có mặt một hàm lượng nhỏ của collagen trong các sản phẩm
sữa thì cấu trúc của sản phẩm sẽ trở nên mềm mại hơn.
Các sản phẩm từ sữa:
-Yogurt: yogurt là sản phẩm từ sữa phổ biến trên toàn thế giới và collagen hydrolysate
được sử dụng cho sản phẩm này với vai trò của một chất ổn định giúp ngăn cản sự tách
nước từ khối đông. Ngoài ra nó còn tham gia vào quá trình tạo cấu trúc kem và cảm
giác béo trong miệng vì nó có khả năng tan chảy tại nhiệt độ thân nhiệt, sự tan chảy
này đôi khi còn mang lại hương vị tốt cho sản phẩm.
- Trong các sản phẩm kem: collagen hydrolysate đóng vai trò của một tác nhân ổn định
và nó có chức năng điều chỉnh độ nhớt của hỗn hợp, giúp bền vững hệ nhũ tương cho
tới khi được sử dụng, ngăn cản sự biến tính trong quá trình bảo quản. Collagen khi kết
hợp với các tác nhân ổn định khác có khả năng tạo cho sản phẩm cấu trúc và hương vị
thích hợp. Bên cạnh đó, collagen giúp tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, khi ăn tạo
cảm giác kem béo mà không tạo cảm giác nhớt dính như ở các sản phẩm có hàm lượng
béo.
- Các sản phẩm sữa lên men có xử lý nhiệt: quá trình thanh trùng hay tiệt trùng cho các
sản phẩm sữa lên men làm tăng thời gian bảo quản cho sản phẩm nhưng lại làm mất
tính ổn định của cấu trúc sản phẩm. Việc bổ sung hỗn hợp collagen hydrolysate và tinh
bột trước khi thanh trùng sẽ giúp tạo cấu trúc tốt và ngăn ngừa được sự tách lỏng.
- Trong sản phẩm phômai: phần lớn collagen hydrolysate được bổ sung vào đóng vai
trò của một chất nhũ hóa và tác động vào các mối liên kết với nước. Khi so sánh các
sản phẩm pho mai có sử dụng thêm collagen hydrolysate thì mức độ ẩm, cấu trúc và
hương vị của sản phẩm tốt hơn so với các loại pho mai được sản xuất theo phương
pháp truyền thống.

Hình 6. Sản phẩm phô mai có chứa collagen hydrolysate làm giảm hàm lượng béo

3. Trong công nghiệp sản xuất đồ uống

Collagen hydrolysate là tác nhân tinh sạch phổ biến trong quá trình sản xuất rượu vang
đỏ. Khi được bổ sung vào sản phẩm thì nó có tác dụng nâng cao thời gian bảo quản

13


sản phẩm, với khả năng tạo tủa nhanh và tạo cho rượu có màu sáng mà không biến đổi
màu đặc trưng của sản phẩm.
Hiện nay collagen hydrolysate được sử dụng phổ biến cho quá trình làm sạch rượu
vang, bia và nước trái cây vì nó làm giảm độ đục, tăng gia strị cảm quan cho sản phẩm
mà không ảnh hưởng tới hương vị của sản phẩm.
4. Ứng dụng collagen trong chế biến thịt và thủy sản
- Giúp lượng sản phẩm thu được tăng khoảng 4% so với một sản phẩm không có màng
bao. Việc sử dụng collagen để bao gói trước khi bọc lưới các sản phẩm thịt nguội cho
năng suất tăng lên bởi vì sản phẩm không bị hao hụt khi bọc lưới bị loại bỏ. Vẻ bề
ngoài và sự trưng bày của sản phẩm cũng được cải thiện rất nhiều.
- Collagen có thể được sử dụng như một loại protein chức năng hoặc các chất tạo cấu
trúc trong các sản phẩm thịt chế biến và xúc xích để khả năng giữ nước và giữ béo
tăng lên. Collagen có thể được sử dụng để thay thế chất béo hoặc nạc trong sản phẩm
thịt và là tác nhân tăng cường ức chế sự oxy hóa chất béo trong sản phẩm.
- Collagen thủy phân có thể được sử dụng như là chất hỗ trợ hương vị trong các sản
phẩm thịt và trong một số trường hợp có thể cho phép hàm lượng muối của thịt chế
biến giảm xuống. Phương pháp thủy phân thích hợp có thể giúp phá vỡ liên kết bền và
gia tăng giá trị của nó bằng cách chuyển đổi nó thành peptide để cải thiện các hương vị
và gia tăng giá trị của sản phẩm thịt. Ngoài ra các collagen thủy phân có thể cải thiện
sự ổn định của sản phẩm thịt nhờ hoạt tính chất chống sự oxy hóa.
- Collagen hydrolysate được sử dụng để sản xuất các món thịt đông, làm vỏ bao các
sản phẩm xúc xích. Collagen hydrolysate còn được sử dụng rộng rãi để tiêm vào thịt
nhằm mục đích tăng hàm lượng protein trong sản phẩm. Vì khả năng tạo liên kết tốt
với nước, collagen hydrolysate còn được sử dụng để tăng hàm lượng ẩmvà hạ giá

thành sản phẩm. Một số sản phẩm có sử dụng collagen hydrolysate như:
 Giăm bông: đối với giăm bông có quá trình hun khói, bột collagen hydrolysate hấp
thu nước trong thịt và trong quá trình chế biến sẽ tạo một lớp màng giúp hàn kín khối
thịt khi làm nguội. Đối với sản phẩm giăm bông có qua quá trình nấu, collagen
hydrolysate tạo gel với dịch lỏng tách ra trong quá trình chế biến, quá trình này giúp
giữ nước bên trong và xung quanh sản phẩm, ngoài ra cũng làm giúp cứng chắc lớp
thạch thu được trực tiếp từ các mô liên kết nhằm tạo vẻ bề ngoài hấp dẫn và nhát cắt
đẹp cho sản phẩm. Bên cạnh đó, collagen hydrolysate được thêm vào các sản phẩm
giăm bông nhằm tăng hàm lượng protein.
 Thịt hộp: collagen hydrolysate tạo gel với nước thất thoát trong quá trình chế biến
và thanh trùng. Collagen hydrolysate được sử dụng trong sản phẩm này là loaih
collagen có độ bền cao (200-250 Bloom) với lượng 0,5-2%.

14


Hình 7. Sản phẩm thịt nguội

 Đối với các sản phẩm thịt có hàm lượng nước và hàm lượng chất béo rất dễ xảy ra
hiện tượng tách nước, tách béo ảnh hưởng đến cấu trúc của sản phẩm. Collagen
hydrolysate giúp liên kết nước, làm bền hệ nhũ tương, tạo cấu trúc đồng nhất. Lượng
collagen sử dụng phụ thuộc vào sự có mặt của các tác nhân liên kết khác.

15


KẾT LUẬN
Collagen là một protein cấu trúc chính của cơ thể, có rất nhiều chức năng trong cơ thể
người. Nó có phạm vi ứng dụng rộng rãi trong những ngành quan trọng như thực
phẩm, y học, công nghiệp hay trong mỹ phẩm. Trong những năm gần đây, đã có nhiều

nghiên cứu trong việc tìm ra các nguồn thay thế nhằm đáp ứng nhu cầu collagen của
thị trường. Những phụ phẩm từ cá đã được chứng minh là nguồn thay thế lý tưởng
nhất cho việc cung cấp collagen. Cá basa là loại cá phổ biến ở Việt Nam, có giá trị
kinh tế cao với sản lượng nuôi và xuất khẩu lớn. Da là một nguồn phế phẩm của ngành
công nghiệp chế biến thủy sản với một khối lượng khổng lồ, việc tận dụng nguồn phế
phẩm này để điều chế collagen góp phần đem lại hiệu quả kinh tế.

16


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trần Thị Huyền (2009). Nghiên cứu quy trình sản xuất collagen từ da cá tra. Luận văn
Thạc sĩ Kỹ thuật, Trường Đại học Nha Trang
http:// wikipedia.org/wiki/Collagen
http:// www.collagen.com