Коллаген – один из самых часто встречающихся белков животного происхождения. Мы уже писали о том, чем он полезен и в каких продуктах его больше всего. Теперь расскажем, как его применяют в пищевом производстве.
Источники коммерческого коллагена
Коллаген – это примерно 30% белкового профиля любого животного. Его содержат соединительные ткани, кожа, кости, кровеносные сосуды, хрящи, сухожилия и другие побочные продукты мясной промышленности. В ХХ веке на коммерческий коллаген чаще всего шли коровьи и свиные кожа и кости. Их популярность начала падать в 2003-2012 годах, после вспышек коровьей энцефалопатии, ящура и некоторых других болезней в ряде стран. Кроме того, в последние годы неуклонно растёт спрос на халяльную (то есть разрешённую для мусульман) продукцию. Так как в исламе запрещена свинина, халяльным не может считаться продукт, содержащий свиной или смешанный коллаген.
С 2004 года в мусульманских странах стали развивать производство коллагена из рыбы и других морепродуктов (в том числе губок и медуз). Такой коллаген быстро заинтересовал производителей и в других странах. В научных статьях были описаны способы экстракции и состав коллагена из кожи и костей тихоокеанской трески, балтийской трески, красной тилапии, хека, большеголового карпа, радужной форели, длиннопёрого тунца и других видов рыб. Отходы производства сурими (рыбного заменителя крабового мяса) тоже часто используются как сырьё для рыбного коллагена. Известен даже коллаген из таких экзотических источников, как кости аллигатора и кожа красного трепанга.
Одним из самых безопасных источников коллагена считается яичная скорлупа. Хотя яйцо – частый пищевой аллерген, яичный коллаген не считается аллергенным белком. Такая скорлупа и другие побочные продукты птицеводства (кожа, кости и жёсткое некоммерческое мясо) тоже часто становятся сырьём для коллагена.
Типы коллагена
В 2005 году английские химики Кэнти и Кэдлер описали 27 типов коллагена. Они различаются размером молекул, аминокислотным составом и функциями, которые выполняют в организме. Наиболее часто встречается коллаген типов 1, 2 и 3, который отвечает за прочность, эластичность и влагоудержание тканей.
Коллаген типа 1 встречается и применяется чаще всех. Он формирует более 90% белкового профиля кости и является самой важной формой коллагена в сухожилиях, коже и соединительных тканях кишечника.
Коллаген типа 2 – это главный коллаген в хрящах. Он отвечает за синтез и реконструкцию соединительных тканей во всём теле. Для человека он наиболее полезен при нехватке коллагена в организме и недостаточной гибкости суставов. Однако производство коллагена типа 2 затрудняет его небольшое количество в любом животном по сравнению с типом 1.
Коллаген типа 3 содержат те же ткани, что и коллаген типа 1. Это важный компонент сетевидных волокон в таких органах, как лёгкие, печень, селезёнка, кровеносные сосуды.
Производство коллагена
Пищевой коллаген делают из тех же материалов, что и желатин, обычно методом денатурации сырья при температуре выше 40оС, за которой следует химический гидролиз. Так получают сначала желатин, а уже его подвергают ферментному гидролизу. Четыре ключевых параметра ферментного гидролиза – это концентрация желатина, фермента, водородная активность (рН) и температура.
У каждого фермента, пригодного для гидролиза коллагена, есть оптимальный температурный диапазон, в котором он наиболее активен. При слишком высокой температуре фермент разрушается, а при слишком низкой – реакция проходит медленно. Обычно ферментный гидролиз проходит при температуре 45-55оС.
Оптимальный диапазон рН – величины, которая влияет на активность фермента и стабильность самого коллагена – тоже у каждого фермента свой. Пепсин наиболее эффективен при рН от 1.5 до 2.5, трипсин – при 7-8, и так далее.
Время реакции – тоже важный параметр: долгие реакции позволяют получить более мелкие молекулы коллагена, которые будут хорошо растворяться в воде и обладать большей биологической активностью. Но при слишком долгой реакции пептиды разрушаются на отдельные аминокислоты, и коллаген становится менее полезным.
Применение коллагена в пищевой промышленности
То, что коллаген полезен, сделало его популярным пищевым ингредиентом. С возрастом организм теряет способность вырабатывать коллаген, и человеку нужно получать его извне. Не всем нравится коллаген в таблетках, и очевидной альтернативой стало его использование в пищевых продуктах. Коллаген как пищевую добавку производят компании JBS (Бразилия), Jiangxi Cosen (Китай), Hollista (Австралия), Rousselot (Франция), Bionic Life Science (Малайзия). В России доступен коллаген брендов Prime Kraft, Steelpower, Miopharm, Bio8, Doctor Life, NANO+ и других.
Коллаген может выполнять в продукте сразу несколько функций. Его могут добавлять в колбасы или сосиски, чтобы улучшить их текстуру, повысить содержание животного белка и снизить количество жировых пятен.
В 2011 году группа бразильских химиков установила, что коллаген, прошедший термообработку, эффективен в качестве натурального эмульгатора в продуктах высокой кислотности. В таких условиях он повышает растворимость белка в воде и облегчает процесс гомогенизации.
Что касается сурими, добавление коллагена делает продукт более прочным и придаёт ему светлую окраску. Это подтвердили эксперименты с сурими из леща и сардины в Малайзии за 2013 год.
Ещё одним интересным применением коллагена стали съедобные плёнки и оболочки. Коллагеновые плёнки могут служить барьером, который предотвращает миграцию кислорода и потерю влаги, то есть продлевает срок годности продукта. Технология производства коллагеновых оболочек для колбас известна давно. Также съедобной коллагеновой плёнкой можно покрывать ветчину, ростбиф, рыбное филе, чтобы повысить их сочность и предотвратить снижение объёма при жарке.
Коллагеновые плёнки также используют как носитель для других пищевых добавок, например, экстракта розмарина, который часто добавляют в готовые мясные продукты. Считается, что такая плёнка улучшает антиоксидантные свойства розмарина.
Напитки с коллагеном пользуются высоким спросом среди сторонников ЗОЖ. Коллагеновые пептиды добавляют в какао, кофе, фруктовые соки, энергетические напитки. Как правило, в таких напитках есть ещё и витамин С, который стимулирует выработку коллагена самим организмом. Так поступили производители напитков Vitagen, Avon Life Marine, Nescafe Body Partner и других.
Структура коллагена делает его эффективным для осветления алкогольных напитков (в том числе пива), которые могут стать мутными за счёт скопления дрожжей и других нерастворимых частиц.
Однако коллаген в чистом виде может придать напитку нежелательный привкус, и иногда его используют в сочетании с подсластителями, такими, как сукралоза, стевия и ацесульфам калия.
Источник: crispy.news
