Улучшение вспенивающих свойств рыбьего желатина с помощью нейтрального протеазы и камеди арабской

Почему важны лучшие пузырьки

От пушистых зефиров до воздушных муссов — многие любимые лакомства зависят от крошечных, стабильных пузырьков. Эти пузырьки часто формируются и удерживаются желатином. В настоящее время большинство коммерческих желатинов получают из свиней и коров, что вызывает религиозные, культурные и вопросы безопасности для многих людей. Рыбий желатин представляет собой перспективную альтернативу, но сам по себе он не дает достаточно прочных или длительных пен для многих продуктов. В этом исследовании изучается мягкий способ превратить рыбий желатин в более эффективный пенообразователь и стабилизатор, что открывает путь к более устойчивым и приемлемым для широкой аудитории десертам и пищевым продуктам.

Как сделать рыбий желатин более пригодным для пены

Исследователи сосредоточились на двух помощниках: нейтральном протеазе — типе фермента, разрезающего длинные белковые цепочки на более короткие фрагменты, и камеди арабской — растительной смоле, широко используемой в пищевой промышленности. Сам по себе рыбий желатин давал скромную пену: взбивался примерно до объема исходной жидкости и удерживал лишь часть этой пены после выдержки. При добавлении только фермента жидкость значительно легче вспенивалась, образуя более мелкие пузырьки, но пена быстро разрушалась. Камедь арабская сама по себе слегка усиливала образование пены, но явно не улучшала ее долговечность. Ключевой вывод был получен при сочетании обоих обработок: вместе фермент и камедь увеличивали образование пены примерно в полтора раза от исходного объема и делали пену заметно более стабильной во времени.

Как ферменты раскрывают структуру

Чтобы понять, почему комбинация сработала так хорошо, ученые изучили желатин на молекулярном уровне. Обработка ферментом частично разрезала длинные белковые цепочки на более мелкие фрагменты, обнажая внутренние участки, ранее скрытые внутри молекулы. Это повысило гидрофобность белка и уменьшило размер частиц, что известно как фактор, помогающий белкам быстрее мигрировать к границе воздух–вода, где формируется пена. Измерения свободных аминогрупп и визуализация белковых полос показали четкие признаки этой контролируемой деградации. Полученные растворы стали легче течь, с пониженной вязкостью, и образовывали пены с меньшими порами, но по-прежнему склонные к схлопыванию, поскольку пленки вокруг пузырьков были слишком слабы.

Как растительная камедь укрепляет пленки

Камедь арабская внесла иной вклад. Ее длинные разветвленные сахарные цепи несут множество кислотных групп, которые могут взаимодействовать с основными и полярными участками желатина. При смешивании с рыбьим желатином эти ветви действовали как мягкие связующие, образуя множество слабых связей — главным образом электростатических притяжений и водородных связей — между двумя материалами. Это создавало более непрерывную, гибкую пленку вокруг пузырьков и слегка увеличивало вязкость жидкости. Однако без предшествующей ферментативной обработки на желатине оставалось меньше доступных точек связывания, поэтому улучшение пенообразующих свойств было ограниченным. Спектроскопические методы и измерения заряда подтвердили, что камедь арабская меняет форму белка, баланс зарядов и внутренние связи.

Сила совместного действия

Когда ферментативно обработанный желатин затем смешивали с камедью арабской, оба эффекта усиливали друг друга. Ферментативный шаг уже раскрывал белок, обнажая многочисленные гидрофобные участки и реактивные группы. Камедь арабская могла теперь прочно прикрепляться к этим участкам, формируя более плотную и эластичную сеть. Этот более толстый интерфейс адсорбировал больше белка на поверхности пузырьков и увеличивал сопротивление потоку в жидкости — оба ключевых фактора для замедления оттока жидкости и схлопывания пузырьков. Микроскопические изображения показали, что пены от комбинированной обработки имеют меньшие, более однородные поры и более плотную структуру, что соответствует повышенной стабильности пены, зафиксированной в лаборатории.

От лабораторных пен к повседневной еде

Проще говоря, исследование показывает, что мягкое расщепление рыбьего желатина на более короткие фрагменты и последующее сочетание его с натуральной древесной камедью превращают его в значительно более эффективного «строителя пузырьков» и «удерживателя пузырьков». Ферментативный этап делает желатин более склонным к размещению на поверхности пузырьков, в то время как камедь действует как гибкий клей, фиксирующий сеть. Вместе они создают более мелкие, более долговечные пены без агрессивных химикатов или животных источников, которые конфликтуют с некоторыми диетами. Такой улучшенный рыбий желатин может помочь производителям создавать халяльные и кошерные зефиры, муссы, взбитые топпинги и другие легкие пенистые продукты с использованием более устойчивых ингредиентов.

Цитирование: Chen, Y., Pan, Y., Hu, YT. et al. Improving foaming properties of fish gelatin by neutral protease and gum arabic. npj Sci Food 10, 134 (2026). https://doi.org/10.1038/s41538-026-00773-z

Ключевые слова: рыбий желатин, пищевые пены, камедь арабская, ферментативная модификация, устойчивые десерты