Цивилизация
Найден оптимальный способ выделить желатин из кожи северных рыб. Работу провели сотрудники Мурманского государственного технического университета при участии Полярного филиала ВНИИ рыбного хозяйства и океанографии. Статья опубликована в журнале Polymers. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.
«Мы использовали различные методы аналитической химии, чтобы показать, как сильно кислотность среды выделения влияет на качество продукта. Оказалось, что для наиболее эффективного выделения желатина из кожи трески достаточно слабокислой среды, — говорит Светлана Деркач, руководитель проекта, профессор, доктор химических наук, заведующая кафедрой химии Мурманского государственного технического университета. — При этом получается более ценный продукт по своим физическим характеристикам. Образующиеся из него гели могут сохранять свою форму при температурах близких к комнатным. Этот факт поможет расширению использования рыбного желатина в промышленности».
Коллаген — основной белок животной соединительной ткани: сухожилий, костей, хрящей и дермы кожи. Из него получают желатин, который используют в пищевой промышленности, фармацевтике, косметология и даже в качестве клея. Несмотря на важность желатина для промышленности, в России его производство ограниченно. Почти треть всего желатина в стране — из Бельгии, Германии, Голландии, Франции, Бразилии и Китая. Производство желатина из костей крупного рогатого скота требует особого мониторинга качества, так как инфекционные агенты некоторых заболеваний могут сохраняться в продукте и заражать человека. Сейчас Россия находится в десятке стран с наибольшим рыбным уловом, поэтому производство желатина из рыбы наиболее перспективно. Более того, процесс его получения можно сильно удешевить, если использовать виды с малым содержанием жиров.
«На большинстве рыбных производств используется в основном филе, а кожа и кости выбрасываются как отходы, — рассказывает Светлана Деркач. — Однако содержание коллагена в них достигает 80–90%, и его можно эффективно использовать для получения чистого желатина».
Исследователи отмечают, что стандартная технология выделения этого белка не подходит для кожи рыб, так как существуют некоторые различия в аминокислотном составе (составе частей белка). Более того, он различается для видов, обитающих в северных и южных морях. Так, коллаген рыб из холодных морей содержит меньше таких аминокислот, как пролин и гидроксипролин. Из-за этого белковые спирали становятся более гибкими, а вся структура — менее прочной. В результате химические связи разрушаются при меньшей температуре.
В своей работе ученые выделяли желатин из кожи трески при температуре 50°С при различной кислотности среды (кислотно-щелочной баланс – pH 7) — от сильнокислой (pH 3) до сильнощелочной (pH 9) — стандартным методом. Авторы оценивали выход продукта, а также его качество: молекулярную массу, аминокислотный состав, целостность спиральных структур, температуры плавления и упругие свойства гелей желатина. Ученые определили количество белка во всех образцах. Оказалось, что слабокислая среда (pH 5) способствует большему содержанию белка в конечном продукте (92,8% от сухой массы в сравнении с 86,5% при pH 3). Также авторы подсчитали процентное соотношение характерных белковых структур в образце. Они выяснили, что слабокислая среда приводит к сохранению исходного строения белка и, соответственно, к лучшим механическим характеристикам. Более того, это способствует увеличению характерных температур плавления (17°С против 11°С для промышленного образца).
