Se evaluó la efectividad del colágeno extraído de la escama del pez Tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) en la encapsulación de β-caroteno. Se realizaron dos encapsulaciones por liofilización: encapsulación con proteína de soya (EP) y encapsulación con colágeno y proteína de soya (EPC) en proporción 1:4. Las muestras se caracterizaron fisicoquímicamente, se evaluaron sus propiedades de fluidez y se utilizaron modelos matemáticos y cinéticos para predecir la estabilidad del β-caroteno encapsulado almacenado a 35 °C durante ocho semanas. Se obtuvo un rendimiento de extracción de colágeno del 13.85 %, el colágeno tuvo la siguiente composición proximal: proteína 47 %, ceniza 40 %, grasa 9 % y humedad 7.9 %. Inicialmente, EPC mostró una mayor tasa de retención (TR = 83.4 %) que EP (TR = 53.3 %), mientras que después del almacenamiento a 35 °C durante ocho semanas, la retención de β-caroteno en EPC fue de 0.84 %, mientras que en EP alcanzó solo 0.48 %. La eficiencia de encapsulación de EPC (66.7 %) fue mejor que la de EP (42.6 %). Se encontró alta cohesividad y fluidez intermedia en EP y cohesividad intermedia y fluidez intermedia en EPC. Según los resultados, el colágeno de esta fuente demostró ser un material funcional para encapsular el β-caroteno.