Научная группа под руководством профессора кафедры биофизики и биотехнологии разработала новый способ извлечения коллагена из шкур пресноводных рыб внутренних водоёмов. Учёные зарегистрировали патент – «Способ получения раствора гидрата коллагенов пресноводных гидробионтов». В научную группу разработчиков, помимо самого Сергея Сергеевича, вошли заведующий кафедрой биофизики и биотехнологии ВГУ, д.б.н., профессор и д.т.н., профессор ВГУИТ .
Коллаген – это основной белок соединительной ткани. Он используется в медицине, косметологии и пищевой промышленности – преимущественно для поддержания здоровья кожи, суставов и других тканей, а также для выведения токсинов из организма. С возрастом уровень коллагена в организме снижается, а кожа становится более сухой и менее эластичной, начинают появляться морщины. Поэтому считается, что коллагенсодержащие косметические средства могут активно противостоять возрастным изменениям.
В биомедицинских исследованиях возможности использования коллагена изучают с целью лечения и профилактики различных заболеваний. Например, при повреждениях суставов или кожных покровов, травмах мягких тканей или ожогах коллаген может способствовать более быстрому восстановлению.
Сейчас научная группа под руководством Сергея Сергеевича Антипова занимается разработкой биоматериалов на основе коллагена для ранозаживления, замещения или восстановления тканей в хирургии и получения функциональных пептидов на основе рыбного коллагена для продуктов специального и специализированного питания. Коллаген также широко применяется в производстве мясных и рыбных продуктов для улучшения их текстуры и стабильности.
По словам Сергея Сергеевича, новый метод, разработанный группой воронежских учёных, имеет преимущества по сравнению с предыдущими технологиями, которые давали меньший выход коллагена. До этого технологический процесс был более длительным, а конечный продукт содержал больше примесей.
Реализованный технологический процесс включает в себя несколько этапов, каждый из которых направлен на достижение высокой чистоты коллагена и минимизацию повреждений молекул белка. Метод уже был экспериментально протестирован в лабораторных исследованиях.
На первом этапе разработанной технологии шкуру рыб избавляют от лишних частей – прирезей мяса, плавников и остатков скелета – и подвергают стерилизации при низкой температуре. Затем промывают раствором с добавлением поверхностно-активных веществ. После этого шкуры обрабатываются специальным раствором, который включает низкое содержание щелочи и перекиси водорода для подготовки шкуры к дальнейшей переработке и удалению пигментов.
После это следовые остатки реактив удаляют с помощью многократной промывки. Далее сырье помещают в слабый раствор с органической кислотой и обрабатывают ультразвуком со специально подобранными параметрами, чтобы физически отделить белки от других компонентов шкуры.
Затем лишнюю жидкость удаляют и добавляют дистиллированную воду в нужной пропорции, перемешивают до получения однородной массы. Полученную массу фильтруют, чтобы удалить мелкие частицы, а затем стерилизуют с помощью ультрафиолетового света.
Предложенный метод позволяет получить больше коллагена с сохранением его структуры и всех качеств, присущих молекулам коллагена, что важно для медицинских и косметических препаратов. Новый способ получения коллагена обеспечивает три ключевых преимущества:
- : Время производства сокращается с семи суток до нескольких часов.
- : Сохраняется исходная фибриллярная структура коллагена, что делает его более пригодным для использования в медицинских и косметических препаратах.
- : Увеличивается выход полезных молекул коллагена.
Таким образом, исследование воронежских учёных уже привело к значительной оптимизации технологии получения коллагена с целью повышения его качества и оптимизации процессов производства. В настоящее время ведутся разработки по созданию материалов на основе коллагена с применением самых современных исследовательских подходов, в том числе с привлечением установок класса «мегасайнс».
