定義
コラーゲンは、3本の鎖が編み合わさった三重らせん構造で動物の体をしっかりと支える頑丈なタンパク質です。これを水に入れて長時間加熱すると、ねじれがほどけて水に溶け出します。これがゼラチンです。ゼラチンが溶けた液体は、冷えるとぷるぷると固まります。
ロープのように頑丈な体の柱、コラーゲン
ロープを3本きつく編み込むと、少しくらい強く引っ張ってもちぎれない頑丈な縄ができあがります。動物の皮膚や骨、腱といった組織も、まさにこれと同じ仕組みで強さを保っています。私たちの体をしっかりと支えている重要なタンパク質、それがコラーゲンです。
コラーゲンは、3本のタンパク質の鎖がしめ縄のように固くねじれ合った三重らせん構造をしています。鎖同士が水素結合でしっかりと結びついているため、引っ張る力に対して非常に強いのが特徴です。
建物に例えるなら、コンクリートの中に埋め込まれた鉄筋のような存在です。皮膚の細胞同士をすき間なくつなぎとめて破れにくくし、骨や軟骨がポキリと折れずにしなやかに衝撃を吸収できるよう、頼もしい骨組みの役割を果たしています。
コトコト煮込むと姿を変えるゼラチン
じっくり煮込んだ牛骨スープや魚の煮汁を冷蔵庫に入れておくと、翌朝にはゼリーのようにぷるぷるに固まっていることがあります（煮こごり現象）。肉や骨の中にロープのように編み込まれていたコラーゲンが、熱湯によって性質を変えたからです。
コラーゲンを水と一緒に長時間煮込むと、三重らせんをつなぎとめていた水素結合が切れ、鎖同士の架橋も一部ほどけて3本の糸がバラバラになります。このようにねじれがほどけて水に溶け出したタンパク質を「ゼラチン」と呼びます。温かい状態のゼラチン液は、少しとろみのある液体にすぎません。
しかし温度が下がると、バラバラになった鎖の一部が再びらせん状に戻ろうとねじれ始めます。ただし、以前のように3本が最初から最後まで綺麗に揃うことはできず、あちこちで短く絡み合って網目構造を作ります。その網目の中に水分が閉じ込められることで、弾力のあるゲル（gel）へと固まるのです。再び温めるとねじれがほどけ、元の液体に戻ります。
もう少し詳しく：食べた後、体の中で起きること
コラーゲンやゼラチンを食べたからといって、そのタンパク質がそのままの形で皮膚へまっすぐ届くわけではありません。分子があまりにも大きいため、消化器官が丸ごと吸収することはできないのです。
私たちが口にした食べ物は、胃や腸の消化酵素という「ハサミ」によって長い鎖が細かく切り刻まれます。最終的にアミノ酸や小さなペプチドにまで分解されて初めて、腸壁を通過して血液へと吸収されます。吸収された成分は、全身の必要な場所で新たなタンパク質を作る材料として使われます。
このように吸収された小さな破片が、皮膚で新たなコラーゲンを作るスイッチを押すという研究結果もあります。一方で、ほかのタンパク質と同じように全身の材料として散らばるだけだという見解も根強くあります。そのため、食べたコラーゲンが肌にどこまで直接影響を与えるのかは、まだ科学的な結論が出ているとは言えません。
よくある誤解
コラーゲンを食べると、分解されずにそのまま肌の真皮層まで届いて定着する。
コラーゲンは分子が非常に大きなタンパク質なので、ほかのタンパク質と同様にアミノ酸や小さなペプチド単位に消化・分解されてから吸収されます。
ゼラチンとコラーゲンは、化学的にまったく無関係な別々の物質である。
ゼラチンは、コラーゲンに熱と水を加えて三重らせんのねじれをほどいた変性タンパク質であり、根本的には同じ原料からできています。
日常で出会う場面
牛骨スープや豚足、魚の煮汁を冷やすと、ゼリーのようにぷるぷると固まる現象（煮こごり）
ゼリーやマシュマロ、グミキャンディの弾力ある食感 —— 温めると溶け、冷やすと固まるゼラチンの性質を利用しています。
医薬品やサプリメントのカプセル皮膜 —— 豚や牛の骨・皮由来のゼラチンが広く使われていますが、菜食主義や宗教上の理由に配慮して植物性素材のカプセルが選ばれることもあります。
つまり ひとことで
3本の鎖が編まれた頑丈なコラーゲンを煮込むと、ねじれがほどけてゼラチンになり、冷えると再び緩く絡み合って水分を閉じ込めたゲル状に固まります。