Kolagen kolagenowi nierówny – co mówi profil peptydowy hydrolizatu kolagenu?

Dwa hydrolizaty kolagenu mogą mieć podobny skład aminokwasowy, a dostarczać różnych peptydów. Pod wspólną nazwą kryją się bowiem składniki, których charakter kształtują pochodzenie, skład materiału wyjściowego i sposób jego przetwarzania. [1] Dla technologa to zaproszenie do spojrzenia na kolagen szerzej: przez związki między jego biologicznym źródłem a tym, co ostatecznie trafia do receptury. Dlatego dwóch surowców nie powinno się porównywać wyłącznie przez deklarację „kolagen” czy nawet „hydrolizat kolagenu”. W przypadku TuriColl™ szczególnie interesujące są dwa elementy tej historii — naturalny kompleks składników i możliwość uzyskania różnych profili hydrolizatu.

Najpierw tkanka, potem hydrolizat

Warto zacząć od miejsca, w którym kolagen występuje w naturze. Chrząstka jest materiałem o niezwykłych właściwościach mechanicznych: przenosi obciążenia, odkształca się i pomaga utrzymać płynność ruchu. Jej działanie wynika z organizacji całej macierzy pozakomórkowej. Sieć kolagenowa, zbudowana głównie z kolagenu typu II, współtworzy tę strukturę z proteoglikanami i wodą. Ujemnie naładowane łańcuchy glikozaminoglikanów sprzyjają pęcznieniu i odporności na ściskanie, a sieć kolagenowa ogranicza to pęcznienie i przenosi naprężenia. [2] Biologia daje tu ciekawą lekcję projektowania materiałów: o właściwościach całości decydują także relacje między jej składnikami.

W tej strukturze swoje miejsce mają kwas hialuronowy i siarczan chondroityny. Kwas hialuronowy uczestniczy w tworzeniu dużych agregatów proteoglikanowych, a łańcuchy siarczanu chondroityny są częścią agrekanu, jednego z głównych proteoglikanów chrząstki. [2] Ich współwystępowanie z kolagenem ma biologiczne uzasadnienie. Przy ocenie surowca kolagenowego warto więc uwzględnić również składniki towarzyszące. Ich obecność w tkance wyjściowej nie przesądza jednak o składzie gotowego surowca — znaczenie mają sposób jego otrzymywania oraz potwierdzona analitycznie zawartość poszczególnych substancji.

W praktyce producenta pytanie o pochodzenie kolagenu nie jest pytaniem wyłącznie marketingowym. Gatunek zwierzęcia i rodzaj wykorzystanej tkanki określają, z jaką matrycą biologiczną rozpoczynamy proces. Skóra, kość, ścięgno i chrząstka nie są zamiennymi źródłami tego samego białka. Różnią się udziałem poszczególnych typów kolagenu, stopniem usieciowania białek oraz obecnością składników towarzyszących.

Naturalny kompleks składników TuriColl™

TuriColl™ wpisuje się w tę perspektywę jako hydrolizat otrzymywany z indyczych surowców bogatych w kolagen typu II. Obok frakcji kolagenowej zawiera kwas hialuronowy, siarczan chondroityny i siarczan glukozaminy pochodzące z tego samego materiału wyjściowego. Skład gotowego surowca kształtują więc zarówno naturalna kompozycja tkanki wyjściowej, jak i sposób jej przetwarzania.

Dla projektanta produktu jest to inspiracja, by myśleć o surowcu przez jego pełny skład. Zawartość białka opisuje jeden wymiar; obecność składników towarzyszących dodaje kolejny. W ten sposób pytanie o ilość kolagenu łączy się z pytaniem o charakter całego kompleksu. Wspólne pochodzenie jego elementów tworzy przy tym spójną historię produktu, zakorzenioną w biologii materiału wyjściowego.

Hydroliza jako etap projektowania surowca

Hydroliza pozwala kształtować profil peptydowy surowca i dlatego stanowi ważny etap jego projektowania. Rodzaj enzymów, warunki procesu i moment jego zakończenia wpływają na długość oraz skład powstających fragmentów białkowych.

Proces wpływa więc nie tylko na średnią masę cząsteczkową, ale też na rozkład wielkości peptydów, udział wolnych aminokwasów i obecność większych polipeptydów. 

W kontrolowanym procesie enzymatycznym długie łańcuchy białkowe zostają podzielone na krótsze fragmenty. Powstaje nowy układ cząsteczek, którego charakter zależy zarówno od wyjściowego białka, jak i od przebiegu procesu. Określenie „kolagen typu II” mówi wówczas o pochodzeniu frakcji kolagenowej, natomiast profil peptydów przybliża postać składnika po przetworzeniu. [1] Te dwa poziomy opisu uzupełniają się: jeden prowadzi do biologicznego źródła, drugi do gotowego hydrolizatu.

Różnicę między nimi łatwo przeoczyć, gdy porównuje się wyłącznie podstawowe parametry. W analizie dziesięciu komercyjnych hydrolizatów kolagenu opublikowanej w „Molecules” podobnym profilom aminokwasowym towarzyszyły odmienne długości i skład peptydów. [1] Oznacza to, że podobna pula aminokwasów może występować w różnych fragmentach białkowych. Właśnie dlatego wiedza o peptydach wnosi do oceny surowca informację, której nie daje samo zestawienie aminokwasów.

Dlaczego średnia masa nie mówi wszystkiego?

Z podobną uwagą warto odczytywać masę cząsteczkową. Liczba wyrażona w daltonach jest wygodnym punktem odniesienia, ale średnia opisuje całą mieszaninę. Wyobraźmy sobie dwa hydrolizaty o tej samej średniej: w jednym większość cząsteczek skupia się blisko tej wartości, w drugim współwystępują liczne mniejsze i większe fragmenty. Oba można opisać podobną liczbą, choć ich rozkłady mas będą odmienne. Przy porównywaniu kolagenów interesujący staje się więc również kształt tego rozkładu oraz udział poszczególnych frakcji.

Przykładowy rozkład frakcji MW

W linii TuriColl™ tę perspektywę porządkują trzy oznaczenia: LM, MM i NS. LM to wariant niskocząsteczkowy o średniej masie 600 Da. MM ma średnią masę 3000 Da i reprezentuje profil większych fragmentów kolagenowych. NS obejmuje pełne spektrum frakcji hydrolizy – peptydy, polipeptydy i wolne aminokwasy – ze średnią masą 2000 Da. 

Najciekawsza różnica ujawnia się przy NS. Jego średnia masa mieści się pomiędzy LM i MM, ale określenie „pełne spektrum” kieruje uwagę na różnorodność frakcji. Jest to inna informacja niż samo wskazanie wartości pośredniej. Wariant NS zachęca więc do spojrzenia na hydrolizat jako na złożony profil, w którym znaczenie ma współobecność cząsteczek różnej wielkości. LM i MM pozwalają z kolei rozpatrywać surowiec przez różne średnie masy uzyskanych fragmentów.

Wszystkie trzy warianty TuriColl™ otrzymywane są z indyczych surowców bogatych w kolagen typu II. Łączy je obecność naturalnych składników towarzyszących, zawartość białka wynosząca co najmniej 90% oraz produkcja w Unii Europejskiej. Te wspólne cechy określają pochodzenie i podstawowy skład produktów. Przy wyborze konkretnego wariantu warto uwzględnić również jego profil peptydowy, w tym rozkład mas cząsteczkowych, oraz parametry istotne dla planowanej formulacji.

O co zapytać przed wyborem hydrolizatu?

Wybierając hydrolizat kolagenu do kosmetyku, warto sprawdzić jego pochodzenie, skład i właściwości użytkowe. Sama zawartość białka czy średnia masa cząsteczkowa nie wystarczą do porównania dostępnych surowców.

Wybór hydrolizatu warto zacząć od wymagań konkretnej receptury. Profil peptydowy, skład i właściwości użytkowe pomagają zawęzić wybór, a próby formulacyjne pokazują, jak surowiec współpracuje z pozostałymi składnikami i wpływa na gotowy kosmetyk.

Nie pytaj tylko „ile kolagenu?”, ale „jaki kolagen?”

Naturalny kompleks, źródło kolagenu oraz charakter jego fragmentów stają się wówczas elementami świadomego wyboru. To właśnie w ich połączeniu warto szukać pomysłu na produkt z własnym, dobrze uzasadnionym profilem surowcowym. TuriColl™ powstał właśnie z takiego sposobu myślenia: kolagen nie jest tu anonimowym źródłem białka, lecz składnikiem o określonym pochodzeniu, kontrolowanym procesie produkcji i zdefiniowanym profilu. Jego historia zaczyna się od wyselekcjonowanego surowca indyczego bogatego w kolagen typu II, a kończy na hydrolizacie dopasowanym do określonych założeń formulacyjnych.

Chcesz porównać dostępne warianty TuriColl™ lub otrzymać próbkę do testów aplikacyjnych? Skontaktuj się z zespołem MEDICOS, aby dobrać profil hydrolizatu odpowiedni do założeń Twojego produktu.