O colágeno é um importante ingrediente na indústria de alimentos e bebidas, sendo aplicado para melhorar a qualidade e o valor nutricional dos produtos. Suas propriedades podem ser classificadas em dois grupos: as relacionadas ao seu comportamento de gelificação, como texturização, espessamento, formação de gel e capacidade de ligação à água; e as relacionadas ao comportamento da superfície, que incluem emulsão, formação de espuma, estabilização, adesão e coesão, função coloide protetora e capacidade de formação de filme.

Como resultado da sua excelente compatibilidade biológica e degradabilidade, com baixa antigenicidade, o colágeno e seus produtos derivados são amplamente utilizados na indústria de alimentos e bebidas por suas propriedades nutricionais e funcionais.

O colágeno hidrolisado possui uma ampla gama de aplicações devido as suas propriedades de baixa viscosidade em soluções aquosas, odor neutro, incolor, transparência, emulsificação e estabilização, formação de espuma, formação de filme, molhabilidade, solubilidade, dispersibilidade, compressibilidade do pó, transportador de substâncias de baixa alergenicidade, bem como atividade antioxidante e antimicrobiana. É amplamente utilizado como ingrediente funcional na indústria de alimentos para aumentar a retenção de água em produtos à base de carne, desenvolvimento sensorial e melhoria das propriedades físicas e químicas em bebidas e laticínios.

Os hidrolisados de colágeno podem fixar íons de cálcio, melhorando sua biodisponibilidade, portanto, o colágeno hidrolisado pode ser usado como ingrediente funcional em alimentos no tratamento de deficiências minerais. Também atuam como anticoagulante, ajudando a diminuir os danos nas células e tecidos originados por baixas temperaturas; portanto, pode ser útil em alimentos que requerem armazenamento em temperaturas frias ou congelantes.

O colágeno hidrolisado tem sido utilizado na preparação de diferentes produtos, como os à base de carne, bebidas e sopas, entre outros, onde ajuda a aumentar e manter as propriedades sensoriais, químicas e físicas dos produtos alimentícios.

Os produtos à base de carne contendo matéria-prima adicionada de colágeno ou suas frações podem melhorar suas propriedades tecnológicas e reológicas. A adição de colágeno à pasta de fígado, por exemplo, melhora a qualidade dos produtos e reduz a taxa de ocorrência de tamponamento de gordura. Em alimentos processados, como salsichas, tem sido usado para substituir a gordura de porco com um nível de reposição de 50%. Os resultados do produto final apresentam maior capacidade de retenção de água, melhor estabilidade após o cozimento e textura melhorada, como dureza e mastigação.

O uso de colágeno hidrolisado de peixe em produtos à base de carne apresenta maior teor de proteínas, menor teor de gordura, aceitabilidade sensorial semelhante e melhor textura em comparação com os produtos sem colágeno hidrolisado. Já o colágeno hidrolisado da pele bovina pode ser utilizado em combinação com amido modificado e goma guar na elaboração de presunto.

No setor de bebidas, a tripla estrutura de hélice do colágeno é termicamente lábil e desempenha uma função significativa como agente clarificador em bebidas alcoólicas turvas por agregação de levedura e outras partículas insolúveis. As soluções de colágeno bovino se mostraram positivas no refinamento de cervejas e preparações de leveduras por modificação química.

O colágeno hidrolisado de peixe também pode ser adicionado em bebidas, como suco de laranja, por exemplo, apresentando melhora nas propriedades nutricionais e funcionais com maior teor de proteínas, biodisponibilidade e baixa viscosidade, além de alta solubilidade na água. Em bebidas lácteas fermentadas, a adição de colágeno hidrolisado como ingrediente funcional apresenta baixa sinérese e sedimentação, com boas propriedades físico-químicas e microbiológicas, além de afetar positivamente a viscosidade.

Atualmente, as bebidas com infusão de colágeno são uma tendência no mercado global e estão disponíveis em formulações que incluem colágeno de soja, colágeno de cacau, colágeno de cappuccino, suco com colágeno, entre outras.

A fibra de colágeno é outro ingrediente de interesse para a indústria de alimentos e bebidas. Obtida a partir do colágeno em sua forma bruta, estabilizada termicamente é uma alternativa natural para os emulsificantes sintéticos, principalmente em produtos ácidos, sendo usada em formulações de alimentos, tais como produtos de confeitaria e refrigerantes. A fibra de colágeno estabilizada ao calor pode ser uma alternativa natural aos emulsificantes sintéticos para uso em formulações ácidas de alimentos e bebidas.

Da mesma forma, os peptídeos de colágeno são ingredientes funcionais de fácil aplicação na indústria alimentícia. Estes compostos polímeros, que apresentam de oito a nove aminoácidos essenciais, são de grande importância para a engenharia de alimentos, pois além de oferecem amplos benefícios à saúde, são versáteis para inclusão em produtos alimentícios.

Devido a sua alta digestibilidade, rápida dispersão e solubilidade instantânea, o colágeno pode ser incorporado a uma multiplicidade de alimentos e está presente em uma multiplicidade de aplicações, como barras de cereais, para a redução do teor de açúcar, iogurtes para a redução do teor de gordura, sorvetes para conferir uma maior cremosidade, reduzindo a formação de cristais de gelo, nos shakes para o enriquecimento proteico, nos chocolates para a redução de gordura e em bebidas para a clarificação e também enriquecimento proteico das mesmas, como tripa reconstituída para embutidos e como agente estabilizador em emulsões cárneas. O colágeno também pode ser encontrado em bebidas funcionais, complexos vitamínicos, cápsulas e gomas. Há, ainda, a sua versão em pó, que pode ser misturada em sucos e shakes, entre muitas outras aplicações.

O colágeno também ocupa um espaço importante na indústria de suplementos, devido aos benefícios que oferece à saúde, não apenas em termos estéticos, atribuídos às suas atividades reparadoras dos tecidos cutâneos, mas também com relação a seu poder de regeneração de ligamentos e cartilagens, podendo ajudar na prevenção de doenças, como artrose e osteoporose.

Um dos seus benefícios mais conhecidos está relacionado ao envelhecimento. Produzido naturalmente pelo organismo através dos fibroblastos, o colágeno presente no organismo durante a juventude representa até 1/3 de toda a estrutura óssea, dérmica e muscular. A capacidade de produção dessa proteína se dá através da digestão, onde o organismo transforma o alimento fonte de colágeno em aminoácidos que serão absorvidos e distribuídos pelo organismo através da corrente sanguínea, conforme a necessidade.

A principal característica do envelhecimento da pele é a fragmentação da matriz de colágeno na derme por ação de enzimas específicas, tal como a metaloproteinase da matriz. Essa fragmentação na estrutura da derme diminui a produção de mais colágeno. Os fibroblastos que produzem e organizam a matriz de colágeno não podem inserir o colágeno fragmentado. A perda da inserção de colágeno, ou seja, a menor produção de colágeno impede que os fibroblastos recebam informações mecânicas, ocorrendo o desequilíbrio entre a produção de colágeno e a ação de enzimas que degradam o colágeno. Na pele envelhecida, há uma menor produção de colágeno pelos fibroblastos e uma maior ação das enzimas que o degradam, esse desequilíbrio avança o processo de envelhecimento.

A ingestão de colágeno hidrolisado pode aumentar a produção de colágeno pelos fibroblastos e retardar o envelhecimento da pele, reduzindo as mudanças relacionadas à matriz extracelular durante o envelhecimento por estimular o processo anabólico na pele.

O colágeno hidrolisado atua de duas formas diferentes na derme; na primeira ação, os aminoácidos livres fornecem blocos de construção para a formação de fibras de colágeno e elastina. Na segunda ação, os oligopeptídeos de colágeno atuam como ligantes, ligando-se a receptores na membrana dos fibroblastos e estimulando a produção de novo colágeno, elastina e ácido hialurônico.

O colágeno também está relacionado com a regeneração e recuperação de lesões. A oferta adequada de colágeno pode não somente prevenir, como também regenerar tecidos e aumentar a densidade óssea, combatendo doenças como osteoporose, bursite, tendinite e distensão muscular. Além disso, o uso do colágeno hidrolisado no tratamento de lesões e fraturas pode melhorar a resposta imunológica do organismo, acelerando a regeneração e recuperando tecidos.

O colágeno também é fonte de fibras e proteína animal. O predomínio de aminoácidos como glicina, prolina, lisina, hidroxiprolina, hidroxilisina e alanina e a ausência da maioria dos aminoácidos essenciais, como o triptofano, faz com que o colágeno seja considerado uma fonte proteica pobre para a dieta humana. Por outro lado, o colágeno fornece resistência e elasticidade nas estruturas anatômicas na qual está presente. Assim, a falta de aminoácidos essenciais do colágeno não o torna inutilizável, pois suas frações apresentam importante papel na dieta humana por serem consideradas fontes de fibras nutritivas e por constituírem uma fonte de proteína animal.

No campo da nutrição esportiva, o suplemento de colágeno promove o aumento do ganho de massa muscular magra, diminui o tempo de recuperação, reconstrói a estrutura articular danificada e melhora o desempenho cardiovascular, benefícios que são atribuídos a promoção da creatina natural do colágeno, um aminoácido essencial no novo crescimento muscular após exercícios.

Já o suplemento com colágeno tipo II é eficiente no tratamento da artrite reumatoide, doença inflamatória crônica caracterizada por dor, inchaço e rigidez de múltiplas articulações, promovendo a redução significativa na dor, rigidez matinal, contagem de articulações doloridas e contagem de articulações inchadas. A suplementação com colágeno também é indicada para prevenção e alívio dos sintomas de artrose e osteoporose.

Geralmente, os suplementos de colágeno são oferecidos na forma de líquidos, pílulas ou alimentos funcionais.