Гидрогели на основе комплексов желатин–полисахарид и их роль при создании инновационных продуктов питания

Работа посвящена разработке научных основ управления свойствами супрамолекулярных комплексов, сформированных из желатина (из млекопитающих и рыб) и полисахаридов (различного химического строения), обеспечивающих получение устойчивых высококонцентрированных эмульсий и гидрогелей с заданными физико-химическими свойствами. Изучены и оптимизированы процессы формирования комплексов желатина с полисахаридами – κ-каррагинаном, альгинатом натрия и хитозаном. Обнаружено, что при температурах ниже температуры конформационного перехода желатина клубок→спираль (<25 С) определяющую роль при комплексообразовании играют электростатические взаимодействия и водородные связи, при более высоких температурах (35–45 С) – гидрофобные взаимодействия. Предложена модель супрамолекулярных комплексов желатин–полисахарид, установлены области формирования стехиометричных и нестехиометричных комплексов. Показано, что комплексообразование сопровождается изменением вторичной структуры желатины – уменьшением доли тройных коллагеноподобных спиралей. Показано, что теплота гелеобразования и температура плавления гелей при увеличении концентрации полисахарида уменьшаются, что сопровождается затруднениями формирования тройных коллагеноподобных спиралей желатины и понижением константы скорости золь→гель перехода. Обоснована возможность повышения прочностных и упруго-вязких характеристик гидрогелей на основе желатина путем введения в систему полисахаридов. Увеличение реологических параметров обусловлено упрочнением внутренней структуры гидрогеля в результате формирования наряду с тройными коллагеноподобными спиралями желатина дополнительных узлов связывания в виде внутри– и межмолекулярных двойных спиралей полисахарида. Показана высокая стабилизирующая способность комплексов желатин– полисахарид в высококонцентрированных эмульсионных системах, проявляющих реологические свойства твердообразного тела при низких напряжениях сдвига и малых деформациях.