Collageen

Redactie: Bertrand Vande Ginste  

Collageen is een vezeleiwit dat in de huid, het bindweefsel, de pezen, de zenuwen en de beenderen voorkomt en er de nodige structuur aan geeft. Collageen beïnvloedt de malsheid van vers vlees, het gebruik ervan in vleeswaren is beoperkt en het wordt als bindmiddel (in de vorm van zwoerd) gebruikt bij de productie van snijbare bloed- en leverbereidingen en kookworsten.

De bindweefseleiwitten bestaan hoofdzakelijk uit collageen, een vezelachtig eiwit dat ca. 1/3 van het totaal dierlijk eiwit uitmaakt. Het is aanwezig in verschillende types en onderscheidt zich o.m. door zijn hoog glycinegehalte (ca. 33% w/w). De sterkte van de bindweefselvezels (collageenfibrillen) wordt bepaald door de aard van de inter- en intramoleculaire bindingen.

• Redenen genoeg om dit eiwit even van nabij te bekijken.
  
•  STRUCTUUR VAN COLLA­GEEN  

Collageen ontstaat in de weefsel­cellen onder de vorm van procol­lageen. Dit is een eiwitdraad die spiraalvormig (helixvormig) is op­gedraaid. Drie zulke eiwitdraadjes worden onder afsplitsing van en­kele aminozuren helixvormig (zo­als bij een koordje) rond elkaar opgedraaid en vormen hierbij het zogenaamd tropocollageenmo­lecule. Verschillende tropocolla­geenmoleculen kunnen zich ver­der tegen elkaar leggen en door verknoping via een reactie van de zijgroepen van de aminozuren ly­sine en histidine een collageen­vezel vormen (figuur).

Deze collageenvezel is een lan­ge, weinig elastische draad met een grote treksterkte. Deze ve­zels verlenen de huid, het bind­weefsel en het beenderweefsel hun stevigheid. Pezen, dit zijn verbindingen tussen een spier en het skelet, bestaan hoofdzakelijk uit verknoopte collageenvezels en dit verklaart dan ook waarom deze pezen zo sterk zijn dat ze een spierbeweging kunnen over­brengen.

• COLLAGEEN EN DE MALS­ HEID VAN VLEES

 Het collageen van het bindweef­sel beïnvloedt de malsheid van vlees. Bij eenzelfde dier zijn de spieren met een hoog collageen­gehalte de taaiste. Kalfsvlees: vlees van jongere dieren bevat min­der en ander collageen dan dat van oudere dieren.

Het gehalte en de aard van het collageen bepaalt de zogenaamde "basale taai­heid" die niet verandert met de rijping. Deze basale waarde wordt verhoogd met de zogenaamde "myofibrillaire taaiheid", die verandert met de rijping.

Wanneer men echter eenzelfde spier van dieren met een verschillende ouderdom vergelijkt, dan stelt men vast dat de malsheid niet noodzakelijk met de hoeveelheid intramusculair collageen samenhangt. Meer dan de hoeveelheid collageen blijkt de graad van verknoping van de collageenvezels van belang te zijn.

Hoe groter de verknoping, hoe taaier het vlees. Deze verknoping neemt met het ouder worden van het dier toe. Ook het ras, het ge­slacht, het soort spier en de ma­nier van fokken spelen een rol.

Het is duidelijk dat de malsheid van vlees vooreerst bepaald wordt door ge­halte en aard van collageen: de indeling in stoofvlees en braadvlees van ver­schillende categorieën berust inderdaad op het collageengehalte dat globaal hoger is bij de spieren van het zogenaamde voorkwartier. Bij ouder worden van een slachtdier zal een spier minder mals vlees opleveren, daar de "vernet­tingsgraad" van het collageen toeneemt, daar waar het totale collageengehalte afneemt. Bij spieren die braadvlees van hoge kwaliteit leveren (lende- en bil­spieren) wordt zelfs bij dieren van gelijke leeftijd, geslacht, gewicht en voe­ding, geslacht onder dezelfde omstandigheden, een belangrijke variabiliteit in masheid waargenomen.

• COLLAGEEN EN DE VERHIT­TING VAN SPIERVLEES

 Wanneer collageen tot ongeveer 65°C wordt verhit, treedt er een sterke inkrimping op. De colla­geenvezels kunnen hierbij zelfs tot 1/3 van hun oorspronkelijke lengte gereduceerd worden. Hierdoor kan er zoals bv. bij het pas­teuriseren van ham, vocht uit de spiervezels geperst worden. Bij de inkrimping van de collageen­vezels kunnen nieuwe verknopin­gen ontstaan waardoor het vlees taaier wordt. Indien de verwar­ming tot 100°C wordt voortgezet, gaat het collageen in wateroplos­baar gelatine over. Hierdoor wordt het vlees malser. Dit is een tech­niek die de huisvrouw toepast bij het klaarmaken van bindweefsel­rijk stoofvlees.

• CHEMISCHE SAMENSTELLING EN BEPALING VAN COLLA­GEEN

Het collageen vertoont een zeer speciale aminozuursamenstel­ling: het bevat zeer veel glycine (33 %) en het bezit 2,5 tot 12,5 % proline en ongeveer 12,5 % hydroxyproline. Het gehalte aan essentiële aminozuren is vrij laag vooral methionine en tryptofaan zijn in zeer lage concentraties aanwezig (tabel 1).

Daar hydroxyproline niet in myofi­brillaire eiwitten voorkomt en in quasi constante verhouding in collageen aanwezig is, kan men collageen via een hydroxyproline­dosering bepalen.

Hierbij is: % collageen in vleeseiwit =100 (hy­droxyproline x 8)/vleeseiwit

De factor 8 komt van het feit dat collageen 12,5 % hydroxyproline bevat (100: 12,5 = 8).

Naast aminozuren bevat colla­geen nog 1 tot 2 % suiker, voor­namelijk in de vorm van glucose en galactose.

Tabel 1. Gehalte aan essentiële aminozuren in vlees en collageen (in g/kg eiwit)

• VOEDINGSWAARDE VAN COL­LAGEEN

Zoals hierboven reeds aange­haald, bezit collageen weinig es­sentiële aminozuren en vertoont het voornamelijk een sterk tekort aan methionine en tryptofaan. Dit betekent dat collqgeen tegenstelling met andere dierlijke eiwitten, een lage biologische voe­dingswaarde heeft. Om de consu­ment hoogwaardige vleesproduc­ten te garanderen, heeft de wet­gever de hoeveelheid collageen in vers gehakt vlees, vleesberei­dingen, vleessalades en in vlees­kroketten beperkt. Hiertoe werd er voor deze producten een maxi­mum verhouding van collageen op vleeseiwit vastgelegd (tabel 2.)

Tabel 2. Wettelijk toegelaten hoeveelheid collageen in vers gehakt vlees, vleesbereidingen, vleessalades en vleeskroketten.

(1) 100 (hydroxyproline x 8)/vleeseiwit

(2) Deze norm geldt niet voor perskop en soortgelijke verhitte vleesbereidingen alsmede voor aspic, waarin voedingsgelatine een essentieel ingrediënt uitmaakt en duidelijk zichtbaar blijft in de waar.

(3) Berekend op het gedeelte bereid vlees en vleesbereidingen.

• COLLAGEENGEHALTE EN PRODUCTFORMULERING

Bij de productformulering moet men dus rekening houden met het collageengehalte van het gebruik­te spier- en orgaanweefsel en het zwoerd alsook met de aangewen­de hoeveelheid voedingsgelatine. Met behulp van tabel 3 waarin het water-, vleeseiwit-, vet- en colla­geengehalte van rund-, kalfs- en varkensvlees zijn weergegeven, kan men de maximumverhouding collageen op vleeseiwit bereke­nen. Indien men voedingsgelatine gebruikt, wordt dit als collageen en niet als vleeseiwit aangezien. Voor een slager is het onmogelijk exact te weten welke het eiwit- en het collageengehalte van zijn ver­werkt vlees is.

• TECHNOLOGISCHE FUNCTIE VAN COLLAGEEN

In snijdbare bloed- en leverberei­dingen alsook in kookworsten wordt zwoerd als bindmiddel ge­bruikt om een goede consistentie en snijdbaarheid te bekomen. Mits de toevoeging van zwoerd

Binnen bepaalde grezen blijft, zal dit met noodzakelijk tot eengeringere voedingswaarde leiden.

In bloed- en leverbereidingen ­wordt zwoerd warm verwerkt. Het zwoerd wordt eerst geblancheerd en dan niet te mals gekookt. Te lang koken mag niet, anders krijgt van lijmige smaak.

Bij de bereiding van kookworsten wordt zwoerd in emulsie (zwoerd: water: spek = 2 : 5 : 5) bij 60- 65°C of in rauwe toestand verwerkt. In dit geval wordt het rauwe zwoerd in lichtbevroren toestand verkleind en met gelijke hoeveel­heid verkleind ijs verwerkt.

• INVLOED VAN COLLAGEEN OP DE WATERBINDING

Bindweefsel (collageen) is zeer goed in staat om vocht op te nemen en ook vast te houden. Dit gebeurt het best bij lage pH-waarden, dus nadat in het vlees melkzuur gevormd is.

Het Iso-elektrisch Punt van collageen ligt bij pH 7. Dus op dat punt is het vochtbindend vermo­gen op zijn kleinst.

Gaat men collageen verhitten, dan verandert het van karakter:

a. het waterbindend vermogen van collageen neemt af. Het gaat krimpen;

b. bij een temperatuur van omstreeks 80°C en hoger wordt collageen langzaam afgebroken tot gelatine; vanaf dat moment neemt het waterbindend vermogen weer toe.

Wanneer bij het koken door het krimpen van het eiwit myosinevocht wordt uitgeperst (afleg) dan kan dit vocht in tweede instantie toch door het collageen in het product worden vastgehou­den.

Hiermee is meteen verklaard. waarom er aan gekookte producten gelatine wordt toegevoegd. Ook wordt er vaak zwoerd aan producten toegevoegd. In de regel wordt dit zwoerd eerst nog voorgekookt, waardoor meer gelatine vrijkomt.

Het ontstaan van afleg heeft meestal de volgende oorzaken:

a. onvoldoende menging waardoor er teveel vocht op één plaats in het deeg blijft hangen:

b. teveel water toegevoegd, waardoor het aanwezige eiwit niet meer in staat is om alle vocht te binden;

c. te hoge verhitting, waardoor de eiwitten een deel van het water loslaten.

• SAMENVATTING

Collageen is een vezeleiwit dat in de huid, het bindweefsel, de pe­zen, de zenuwen en de beende­ren van slachtdieren voorkomt. Bij verwarming kan uit het collageen van de huid en de beenderen voedingsgelatine worden gevormd.

Ofschoon het collageen een dier­lijk eiwit is, mist het bepaalde es­sentiële aminozuren waardoor de voedingswaarde ervan beperkt is. Vandaar dat de wetgever voor be­paalde vleeswaren een maximum verhouding van collageen op vleeseiwit heeft vastgelegd. In vers vlees heeft de hoeveelheid en de toestand van het collageen een duidelijke invloed op de mals­heid. Bij vleesbereidingen zoals bv. leverworst en bloedbereidin­gen wordt bij gebruik van zwoerd­collageen de consistentie merke­lijk verbeterd.

Literatuur en bron van de bovenstaande informatie:.

Cursus ‘Vleeswarentechnologie’ - KTA-Diksmuide – Bertrand Vande Ginste

De Belgische Beenhouwerij – Prof. Dr. E. Van Schoonenberghe

Vlees – Bamst – H. De Brabander & D. Demeyer

Inleiding tot de vleeswarenproductie – SVO –
N.J.M. Faber, B.J. Holkenborg, W.A. Koster