¿Por qué el colágeno se solidifica cuando se calienta?

¿Por qué el colágeno se solidifica cuando se calienta?

  • El colágeno se compone de una secuencia repetida de glicina-prolina-hidroxiprolina (GP-HP), que contribuye entálpicamente a la formación de triple hélice mediante enlaces de hidrógeno intra e intercatenarios [consulte: ¿Qué nuclea plegamiento de triple hélice de colágeno?].
  • Los geles de colágeno están compuestos de fibrillas de colágeno. Las fibrillas de colágeno están hechas de fibras agregadas de triple hélice.
  • Las hélices triples se deshidratan con el calentamiento, lo que influye en la agregación. Por lo tanto, se forman geles de colágeno con el calentamiento. Se hipotetiza que a temperaturas más bajas (~ 20 ° C), el número de * semillas * no es suficiente para impulsar la gelificación.

Figura 1: autoensamblaje de geles de colágeno [1]

¿Por qué la gelatina se solidifica cuando se enfría?

  • Por otro lado, la gelatina es colágeno desnaturalizado térmicamente.
  • Al enfriar hebras simples de gelatina, algunas de las hebras interactúan entre sí formando triples hélices. A la concentración y temperatura correctas, hay suficientes cadenas para formar una red 3D con algunas estructuras de triple hélice enlazadoras

Debido a esta diferencia en la transición sol-gel dependiente de la temperatura, las propiedades de los geles de colágeno y gelatina son diferentes.

Figura 2: Formación de los diferentes tipos de geles de gelatina, bajo diferentes condiciones químicas y físicas [2]

Notas a pie de página

[1] Autoensamblaje multijerárquico de un péptido mimético de colágeno desde triple hélice a nanofibra e hidrogel

[2] Hidrogeles de gelatina de tilapia enzimáticamente reticulados: redes físicas, químicas e híbridas.

El colágeno es una molécula enorme, pero similar a una varilla. Se encuentra naturalmente en fibras donde las moléculas están dispuestas una al lado de la otra. En la longitud se entrecruzan entre sí, por lo que las fibras son insolubles. Esta es la forma en el tejido.

Cuando se extraen los enlaces cruzados se cortan parcialmente. El resultado depende de las condiciones de extracción (por ejemplo, productos químicos, calor excesivo) y si se han aplicado modificaciones químicas. Por lo tanto, algunas preparaciones (la mayoría) dan como resultado un gel a temperatura ambiente, lo que significa que cada molécula tiene la posibilidad de moverse. Muchos obtienen más líquido cuando se calientan: las moléculas obtienen más libertad para moverse. Muchos preparativos se vuelven más rígidos, digamos semi-líquidos, cuando se enfrían: algunas moléculas se “detienen”, pueden formar bucles, dentro de los cuales todavía hay espacio para que otros se puedan mover. Además, y esto se aplica exclusivamente al colágeno, las ataduras entre las moléculas similares a varillas se pueden abrir (con calor aplicado) y volver a cerrarse cuando se enfrían.

Las dependencias específicas de comportamiento y temperatura son también un resultado de la forma de preparación previa. El agregado puede estar en algún lugar entre rígido y sólido, con cambios notablemente estrechos dependientes de la temperatura.

Hay muchos factores que influyen en la gelificación como la temperatura ambiente, si está cerca de la temperatura de gelificación. La proporción de agua y proteína es un factor con gran influencia en el comportamiento de la gelificación. Otro factor es, cuando interfieres fuertemente con una gelificación girando, por ejemplo, un tenedor en ella. Cuando se calienta demasiado, la capacidad de cambiar la apariencia se puede destruir mediante la destrucción de las proteínas.

Sai Janani Ganesan