Группа исследователей из Университета «Сириус», Мурманского арктического университета и Казанского института биохимии и биофизики предложила метод улучшения свойств рыбного желатина, что позволяет повысить его термическую стабильность и механическую прочность. Результаты работы опубликованы в журнале Molecular Sciences.
Желатин является веществом, получаемым из коллагена, содержащегося в шкурах и костях млекопитающих, таких как свиньи и коровы. Он широко используется в пищевой промышленности, а также в фармацевтике, косметике и медицине. Однако рыбный желатин раньше не находил широкого применения из-за низкой температуры плавления, что связано с особенностями его молекулярной структуры. В частности, в рыбьем коллагене меньше аминокислот, отвечающих за прочность и устойчивость структуры, что затрудняет создание упругих и термически стабильных гелей.
Проблема была решена за счёт комбинирования рыбного желатина с натуральными полисахаридами — κ-каррагинаном, альгинатом и хитозаном. Эти вещества усиливают связи между молекулами желатина, делая его более устойчивым к нагреванию и способным формировать прочные гели. Эксперименты показали, что каждое из веществ по-своему влияет на структуру получаемых материалов.
«Карбогинан образует особенно прочные связи с желатином, делая его структуру плотной и устойчивой к высоким температурам», — отметил один из авторов исследования. В свою очередь, добавление альгината способствовало упорядочению расположения молекул, что помогало желатину сохранять форму даже при нагревании. Хитозан же влиял на уменьшение частиц желатина и увеличивал его устойчивость к нагреванию за счёт изменения размеров молекул. Все три полисахарида, по словам учёных, способны образовывать стабильные комплексы с рыбным желатином, что подтверждается экспериментальными данными.
«Результаты показывают перспективы использования отходов рыбной промышленности для производства более качественного желатина с расширенными свойствами», — подчеркнули исследователи. Новая технология открывает возможности применения рыбного желатина в фармацевтике, где важна быстрая усвояемость и термическая стабильность биоматериалов.
Научно-технологический университет «Сириус» применил уникальную установку малоуглового рентгеновского рассеяния для исследования структуры комплексов с желатином. Эта разработка, выполненная в сотрудничестве с учёными из Казани и Мурманска, позволила лучше понять физико-химические свойства материалов. Руководитель направления «Биоматериалы» Научного центра генетики и наук о жизни Университета «Сириус», профессор Дмитрий Иванов, отметил, что такие исследования открывают новые перспективы для применения этих комплексов.
Помимо использования в пищевой промышленности, учёные видят потенциал своей разработки в фармакологии. Рыбный желатин отличается более быстрой перевариваемостью по сравнению со свиным и говяжьим, что делает его идеальным материалом для изготовления биокапсул для лекарственных препаратов. Благодаря высокой скорости усвоения рыбного белка, лекарства могут быстрее высвобождаться из капсульной оболочки и достигать свою целевую точку. Добавление полисахаридов придаст капсулам необходимую прочность, обеспечивая их устойчивость и безопасность для применения.