Ввиду системных проблем агропромышленного сектора производственные мощности не соответствуют растущим объемам спроса на мясную продукцию, что создает предпосылки для возникновения ее дефицита в краткосрочной перспективе. Одним из стратегических направлений для обеспечения белковой безопасности населения является развитие технологий культивированного мяса. Ключевым элементом в его биопроизводстве выступает трехмерный каркас (скаффолд), от характеристик которого напрямую зависят структурно-механические свойства конечного продукта. В настоящее время сохраняется актуальная задача поиска и разработки материалов для скаффолдов, обеспечивающих формирование продукта с удовлетворительными органолептическими и текстурными характеристиками. Цель исследования – комплексный анализ физико-химических свойств морского коллагена, а также оценка его биотехнологического потенциала и потенциала гелей на его основе в качестве перспективного сырья для создания каркасов культивируемого мяса.
Объект исследования – коллаген из биомассы медузы Aurelia aurita и кожи обыкновенного судака (Sander lucioperca), полученный методом кислотной экстракции. Для изучения физико-химических свойств применяли электрофоретический метод Лэмли, метод капиллярного электрофореза, ИК-Фурье спектроскопию, МТТ-анализ для оценки выживания клеточных культур, 3D-печать на биопринтере.
Показано, что изучаемый коллаген состоит из двух полипептидных цепей (α-цепей и β-цепей) с молекулярной массой 240 кДа (биомасса A. aurita) и 220 кДа (кожа S. lucioperca). Выявлено, что коллаген имеет оптимальное значение изоэлектрической точки, необходимой для протекания процессов роста и развития культуры клеток. Благодаря наличию в составе коллагена гидроксипролина, глицина, пролина, обеспечивается жесткость молекулы и ее каркасные функции. Изучаемый коллаген характеризуется биосовместимостью и отсутствием цитотоксического эффекта.
Морской коллаген, полученный из биомассы A. aurita и кожи S. lucioperca, можно использовать в качестве биоматериала для создания каркасов, необходимых для производства культивируемого мяса. С практической точки зрения результаты настоящего исследования позволят расширить ассортимент биоматериалов, подходящих для технологий XXI в., включая инженерные технологии и технологии получения культивированного мяса.