Желатин — пищевая добавка из коллагена¶

Желатин — прозрачный или слегка желтоватый продукт переработки коллагенсодержащих тканей животных, представляющий собой смесь полипептидов, получаемых при гидролизе коллагена. Применяется как пищевая добавка (обозначение Е441), загуститель, желирующий агент, а также в фармацевтике и фотографии. По химической природе желатин и есть частично гидролизованный коллаген: при нагревании в воде коллагеновые волокна распадаются на короткие пептидные цепи, которые при охлаждении образуют пространственную сетку, удерживающую воду.

¶Состав и химическая природа

Коллаген — основной белок соединительной ткани животных (кожа, кости, хрящи, сухожилия). Молекула коллагена состоит из трёх полипептидных цепей, свитых в тройную спираль, стабилизированную поперечными связями. При длительном нагреве в водной среде (автоклавирование, варка) эти связи разрушаются, тройная спираль распадается, а белок частично расщепляется на пептиды и аминокислоты — так получается желатин.

Основной аминокислотный состав желатина характеризуется высоким содержанием глицина (около трети остатков), пролина и гидроксипролина. Именно гидроксипролин является маркером коллагена: его присутствие в белке указывает на коллагеновое происхождение. В желатине практически отсутствуют триптофан и цистеин, а суммарное содержание незаменимых аминокислот невелико — из-за этого желатин считается неполноценным белком по шкале незаменимых аминокислот.

Ключевое свойство желатина — способность образовывать термически обратимые гели. При растворении в тёплой воде пептидные цепи диспергируются, а при охлаждении ниже 30–35 °С частично восстанавливают тройные спирали, формируя трёхмерную сеть, захватывающую молекулы воды. При нагревании гель снова переходит в раствор — в отличие, например, от агар-агара, который плавится при более высокой температуре.

¶Производство

Сырьём для желатина служат кожа крупного рогатого скота, свиней, костей, хрящей и рыбная чешуя. Технология включает несколько стадий:

1. Предварительная подготовка сырья: измельчение, обезжиривание, нейтрализация кислотой или щёлочью.
2. Экстракция: длительный нагрев в воде при 50–100 °С, в результате чего коллаген переходит в растворимую форму.
3. Очистка: фильтрация, обесцвечивание, концентрирование.
4. Сушка: распылительная или экструзионная сушка с получением порошка или гранул.

По степени очистки и способу обработки различают пищевой, фармацевтический и технический желатин. Пищевой желатин дополнительно классифицируют по желирующей способности (желатиновые числа): чем выше число, тем меньше требуется вещества для образования геля.

¶Применение

¶Пищевая промышленность

Желатин используется как загуститель и стабилизатор в кондитерских изделиях (мармелад, зефир, пастила, начинки конфет), мороженом, йогуртах, сырах, мясных продуктах (колбасы, зельцы), напитках, включая пиво и вино (в качестве осветлителя). В кондитерском производстве желатин обеспечивает эластичность мармеладных и зефирных масс, а в мороженом — предотвращает образование крупных кристаллов льда.

¶Фармацевтическая промышленность

Желатин — основной материал для производства мягких капсул (желатиновых оболочек таблеток и драже), а также используется в производстве суппозиториев, микрокапсул и как вспомогательное вещество в таблетках. Фармацевтический желатин предъявляются повышенные требования к чистоте и микробиологическим показателям.

¶Фотография

До появления синтетических полимеров желатин был основой светочувствительных фотоплёнок и фотобумаги: фотогалогенидные кристаллы (AgBr, AgCl) диспергировались в желатиновой матрице. В современной аналоговой фотографии желатин по-прежнему используется в составе эмульсий.

¶Медицина и биотехнология

Желатин применяется в производстве гемостатических губок, в качестве носителя лекарственных средств, а также в клеточной биологии — как компонент агаровых и желатиновых сред для культивирования микроорганизмов и тканей.

¶Пищевая ценность и усвояемость

Желатин не является полноценным источником белка: в нём отсутствует триптофан и мало метионина. Вместе с тем он легко усваивается и используется как дополнительный источник пролина и глицина. В ряде исследований изучается влияние приёма желатина на состояние суставов и соединительной ткани, однако доказательная база по этому вопросу остаётся ограниченной.

¶Растительные и синтетические заменители

Для вегетарианцев и веганов, а также по религиозным ограничениям (ислам, иудаизм) производятся растительные заменители желатина — агар-агар, пектин, каррагинан, гуаровая камедь, а также бактериальный желатин, получаемый ферментативным путём из полисахаридов. Эти вещества образуют гели по другому механизму и не содержат коллагена.

¶См. также

• Коллаген
• Агар-агар
• Пектин
• Пищевые добавки

¶Источники

• ГОСТ Р 55531-2013. Желатин пищевой. Технические условия.
• Технология пищевых производств: учебник / под ред. В. А. Тихонова. — М.: Колос, 2004.
• Гуляев Б. В. Физическая химия. — М.: Высшая школа, 1998.
• Пищевые добавки: справочник / под ред. А. Л. Мещерякова. — М.: ДеЛи, 2004.