04 декабря 2019

Мурманские учёные нашли способ добычи желатина из отходов северных рыб

Специалисты Мурманского государственного технического университета поняли, как использовать останки рыб, чтобы производить желатин в России. Благодаря этому страна сможет отказаться от импорта важного материала, используемого при производстве таблеток, в качестве основы косметических средств и в кулинарии.

Желе как «любимый десерт Америки»

Американец Питер Купер разработал первый паровоз в США Tom Thumb и был владельцем успешной фабрики по производству клея. Он был кандидатом в президенты Соединённых Штатов в 1876 году, а после смерти в его честь даже назвали микрорайон на Манхэттене. Но не все идеи предпринимателя были успешными.

В 1845 году Купер понял, как можно сделать десерт с кусочками фруктов на основе безвкусного желе. Раньше продукт готовили путём варки и обработки костей и кожи животных, а инженер разработал сухой желатин. Для этого необходимые ингредиенты он перемалывал в порошок. Способ сразу же был запатентован.

Чтобы исходный материал превращался в желе, требовалась лишь горячая вода. Купер был уверен, что его изобретение станет популярным, он даже назвал его «Портативный желатин». Но продукт особого интереса у покупателей не вызвал.

Спустя  несколько десятилетий идею Купера подхватил бизнесмен Перл Биксби Уэйт. Он вместе с женой занимался торговлей сиропами от кашля, но хороших денег это не приносило. Уэйт решил перейти на десерты. Благодаря своим знаниям о сиропах он смог сделать желатин сладким и разноцветным. Продукт получил название Jell-O.

Семье Уэйтов не хватило средств и опыта, чтобы сделать десерт популярным. Из-за этого им в 1899 году пришлось продать патент своему соседу Оратору Фрэнку Вудворду. Бизнесмену потребовалось всего пару лет, чтобы превратить Jell-O в настоящий хит. С помощью правильной рекламной стратегии продажи выросли до 250 тыс. долларов в год. Повсюду продавались книги с рецептами желе, везде были плакаты Jell-O, дети заставляли родителей покупать эту сладость. В 1904 году издание Ladies Home Journal прозвало товар «любимым десертом Америки».

С годами Jell-O превратилось в один из самых узнаваемых кулинарных брендов США. Желатин стал продуктом, который добавляли в салаты и шампанское, смешивали с ветчиной, яйцами и десятками других ингредиентов. Популярность Jell-O остаётся очень высокой – ежегодно продают сотни миллионов товаров по всему миру.

Фото: pixabay.com

Таблетки, косметика и фотобумага

Знаменитый десерт придумали не так давно, но впервые о желатине люди узнали ещё в древности. Это был очень густой бульон, который получался из разваренной кожи и костей. В Средневековье такой гель использовали в кулинарии, в том числе для создания тортов и для увеличения срока годности всевозможных блюд.

В середине XVIII века французский учёный Жан Дарсе нашёл способ, как отделить желатин из костей, хрящей и сухожилий с помощью химической обработки. Методом Дарсе позднее воспользовался американец Питер Купер для создания своего десерта.

Но применение желатина давно вышло за пределы кулинарии.

Учёные узнали, что в его основу в расщеплённом виде входит коллаген – белок, который содержится в соединительных тканях животных и людей. Он участвует в «строительстве» костей, суставов и других частей организма, поэтому его функции сравнивают с клеем.

Благодаря этому желатин используют во множестве сфер, в том числе в фармакологии. Из него делают оболочки таблеток, свечей и капсул – особенно это эффективно при приёме жидких лекарств. Также желатин может применяться как плазмозамещающее средство. Он позволяет компенсировать недостаток объёма внутрисосудистой жидкости при большой потере крови или плазмы. Материал может быть основой и для косметических средств.

Технический желатин используется для производства папок, при оклейке корешков книг в твёрдом переплёте, при грунтовании холстов и при создании банкнот. Даже мир фотографии связан с ним – это важный продукт при производстве плёнки и, например, защитных покрытий фотоматериалов.

Сейчас желатин продолжают делать из костей и шкур свиней и крупного рогатого скота. Но в России полноценного производства материала не существует. По словам специалистов, при изготовлении продукта нужно строго соблюдать санитарные нормы, что ограничивает возможности местной промышленности. В страну импортируют лишь треть необходимого объёма пищевого желатина, поэтому химики и биологи не первый год пытаются понять, как делать его на месте.

Для решения проблемы специалисты обратились к рыбной индустрии, в которой Россия занимает лидирующие позиции. На производствах в основном используется филе, а кожу и кости выбрасывают за ненадобностью. Однако они и нужны для создания чистого желатина. Содержание коллагена в них – около 80-90%.

Фото: pixabay.com

Не на помойку, а на производство

Учёные до недавнего времени не знали, как получить из рыбьих останков коллаген в достаточном количестве для производства желатина. Новый способ смогли разработать в Мурманском государственном техническом университете (МГТУ). Там нашли оптимальный метод выделения желатина из кожи и костей северных рыб. Сотрудникам вуза с Кольского полуострова в этом помогали специалисты Полярного филиала ВНИИ рыбного хозяйства и океанографии.

Они провели работу, которая помогла определить лучшие условия для получения коллагена. Прежние способы выделения этого белка, применяющиеся для свиней и крупного рогатого скота, не подходят для кожи и костей рыб из-за разного аминокислотного состава. Он отличается и у самих рыб – у обитателей северных морей в организме меньше пролина и гидроксипролина. Это аминокислоты, от количества которых зависит прочность структуры белковых спиралей. 

Учёные пробовали выделить материал из кожи трески при температуре 50°С при различной кислотности среды. Были изучены различные варианты, от сильнокислой (pH 3) до сильнощелочной (pH 9). Как оказалось, лучше всего подходит слабокислая среда (pH 5), рассказала руководитель проекта, заведующая кафедрой химии МГТУ Светлана Деркач.

В таких условиях содержание белка в конечном продукте достигает 92,9% от сухой массы. К примеру, в сильнокислой среде было лишь 86,5% белка, чего недостаточно для производства качественного желатина. Это не единственное открытие, которое сделали учёные. Они также выяснили, что при pH 5 лучше сохраняется исходное строение белка.

Как подчеркнула Светлана Деркач, благодаря новому методу получается более ценный продукт с повышенными физическими характеристиками. По её словам, гели из рыбьих останков, полученные новым способом, будут прочными и смогут сохранять свою форму при температурах, близких к комнатным.

Технологии мурманских учёных позволят изменить индустрию желатина в России. Страна сможет отказаться от импортного материала и начать обеспечивать себя отечественной продукцией.

 

Автор: Андрей Бритенков

По материалам: https://www.gazeta.ru/science/news/2019/11/15/n_13701044.shtml

Далее

Российские учёные научились за минуту выявлять поддельное вино

Все
новости