foodsystFood systemsПищевые системы2618-97712618-7272Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН10.21323/2618-9771-2021-4-2-106-110foodsyst-110Research ArticleСтатьиDevelopment of the technology of juice fruit and vegetable products enriched with collagenРазработка соковых плодоовощных продуктов, обогащенных коллагеномhttps://orcid.org/0000-0002-2563-4419ВерхивкерЯ. Г.VerkhivkerYa. G.

Верхивкер Яков Григорьевич — доктор технических наук, профессор, Кафедра биоинженерии и воды

65039, Украина, Одесса, ул. Канатная, 112

Yakov G. Verkhivker — doctor of technical sciences, professor, Department of Bioengineering and Water

112, Kanatna str., 65039, Odessa

yaverkhivker@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-7376-8008МирошниченкоЕ. М.MyroshnichenkoE. M.

Мирошниченко Елена Михайловна — кандидат технических наук, доцент, Кафедра биоинженерии и воды

65039, Украина, Одесса, ул. Канатная, 112

Elena M.  Mirishnichenko  — candidate of technical sciences, docent, Department of Bioengineering and Water

112, Kanatna str., 65039, Odessa

kushnir.kamenka@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-8888-5266ПавленкоС. И.PavlenkoS. I.

Павленко Светлана Ивановна — аспирант, Кафедра биоинженерии и воды

65039, Украина, Одесса, ул. Канатная, 112

Svetlana I.  Pavlenko — graduate student, Department of Bioengineering and Water

112, Kanatna str., 65039, Odessa

pavlenko@schedro.uaОдесская национальная академия пищевых технологийРоссияOdessa National Academy of Food TechnologiesRussian Federation20212207202142106110Copyright © Verkhivker Y.G., Myroshnichenko E.M., Pavlenko S.I., 20212021Верхивкер Я.Г., Мирошниченко Е.М., Павленко С.И.Verkhivker Y.G., Myroshnichenko E.M., Pavlenko S.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.fsjour.com/jour/article/view/110

The beauty and aging of the human body is associated with such a protein substance as collagen. Our body’s ability to produce this biologically active component naturally and in the right amount becomes limited as we age. Collagen slows down the aging process of the skin, prevents injury, promotes wound healing, improves the absorption of amino acids, can help maintain or improve the biophysical properties of the skin (elasticity, moisture), reduce transepidermal water loss and solve the problem of skin roughness. The purpose of the research work is the development of the technology, recipes for food products — fruit and vegetable juices, drinks, enriched with animal or plant collagen. As a result, the assortment and quality of different types of collagen (tomato, beef, pork and fish) were studied. The organoleptic characteristics of this food additive were studied and the most preferred collagen sample for drinks was selected. The required amount of this substance has been determined, while ensuring the required quality of the drinks. The preservation of the active properties of various types of collagen in a drinking product was investigated. It was proved that beef collagen in an amount of 5% to the mass of the drink retains its active properties as much as possible, in terms of fractional composition — salt, alcohol, alkaline protein fractions. It has been shown that the amino acids methionine, tryptophan and hydroxyproline, which confirm the presence of collagen in the product, are contained in ready-made juice drinks enriched with collagen of beef origin. This type of collagen makes it possible to obtain drinks of “potable” quality, which is confirmed by organoleptic and physicochemical indicators. In general, the studies have shown that a new assortment of juice-containing fruit and vegetable products supplies the important biologically active component (collagen) to the human body.

Красота и старение организма человека связаны с таким веществом-белком, как коллаген. Возможность нашего организма, с  возрастом, вырабатывать этот биологически активный компонент самостоятельно и в нужном количестве — ограниченна. Коллаген замедляет процессы старения кожи, предотвращает травмы, способствует заживлению ран, улучшает усвоение аминокислот, может помочь поддержать или улучшить биофизические свойства кожи — эластичность, влажность, снизить трансепидермальную потерю воды и решить проблему шероховатости кожи. Целью исследовательской работы является разработка технологии, рецептур пищевых продуктов — плодоовощных соков, напитков, обогащенных животным или растительным коллагеном. В  результате, изучен ассортимент и  качество разных видов коллагена — томатного, говяжьего, свиного и рыбного. Изучены органолептические показатели этой пищевой добавки и выбран наиболее предпочтительный образец коллагена для напитков. Определено требуемое количество этого вещества, при обеспечении необходимого качества напитков. Исследовано сохранение активных свойств различных видов коллагена в  питьевом продукте. Доказано, что говяжий коллаген в  количестве 5% к массе напитка, максимально сохраняет активные свойства, по фракционному составу — солевой, спиртовой, щелочной фракциям белка. Показано, что аминокислоты метионин, триптофан и оксипролин, являющиеся подтверждением наличия коллагена в  продукте, содержатся в  готовых соковых напитках, обогащенных коллагеном говяжьего происхождения. Этот вид коллагена позволяет получить напитки «питьевого» качества, что подтверждено органолептическими и  физико-химическими показателями. В целом исследования показали, что новый ассортимент сокосодержащих плодоовощных продуктов поставляет в организм человека важный биологически активный компонент — коллаген.

соковые продуктыживотный и растительный коллагенрецептурыпоказатели качестваjuice productsanimal and vegetable collagenformulationsquality indicatorsReferencesБлаготворительный фонд поддержки научных исследований «Наука за продление жизни». Материалы Фонда. Научные тренды продления жизни. Электронный ресурс: https://scienceagainstaging.com/materials Дата обращения: 24.01.2021Charitable Foundation for the Support of Scientific Research “Science for Life Extension”. Foundation materials. Life extension scientific trends. A review of research in the biology of aging. Retrieved from https://scienceagainstaging.com/materials Accessed January 24, 2021 (In Russian)Collagen type XIV (Col 14) — Колаген 14 типа. Электронный ресурс: http://xn-80aabqbqbnift4db.xn—p1ai/antigen-item/collagen-type-xivcol14/ Дата обращения: 24.01.2021Collagen type XIV (Col 14) — Коллаген 14 типа. Retrieved from http://xn-80aabqbqbnift4db.xn—p1ai/antigen-item/collagen-type-xivcol14/ Accessed January 24, 2021 (In Russian)Bolke, L., Schlippe, G., Joachim Gerß, J., Werner Voss, W. (2019). A Collagen supplement improves skin hydration, elasticity, roughness, and density: results of a randomized, pacebo-controlled, blind study. Nutrients, 11(10), Article 2494. https://doi.org/10.3390/nu11102494Bolke, L., Schlippe, G., Joachim Gerß, J., Werner Voss, W. (2019). A Collagen supplement improves skin hydration, elasticity, roughness, and density: results of a randomized, pacebo-controlled, blind study. Nutrients, 11(10), Article 2494. https://doi.org/10.3390/nu11102494León-López, A., Morales-Peñaloza, A., Martínez-Juárez, V. M., VargasTorres, A., Zeugolis, D. I., Aguirre-Álvarez, G. (2019). Hydrolyzed collagensources and applications. Molecules, 24(22), Article molecules24224031. https://doi.org/10.3390/molecules24224031León-López, A., Morales-Peñaloza, A., Martínez-Juárez, V. M., VargasTorres, A., Zeugolis, D. I., Aguirre-Álvarez, G. (2019). Hydrolyzed collagensources and applications. Molecules, 24(22), Article molecules24224031. https://doi.org/10.3390/molecules24224031Кременевская М. И. (2019). Научные основы технологий глубокой переработки коллагенсодержащего сырья для получения продуктов с заданными свойствами. Автореф. дис. докт. техн. наук. Москва, ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова. — 34 с.Kremenevskaya, M.I. (2019). Scientific bases of technologies for deep processing of collagen-containing raw materials for obtaining products with desired properties. Author’s abstract of the dissertation for the scientific degree of Doctor of Technical Sciences. Moscow, Gorbatov Research Center for Food Systems, 34 p. (In Russian)Lima, R. B., Amaral, C. L., Minatti, J. (2020). Collagen peptides combined with type II in joint pain of the elderly. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimeno, 7, 115–127. https://doi.org/10.32749/nucleodoconhecimento.com.br/nutrition/collagen-peptides (In Portuguese)Lima, R. B., Amaral, C. L., Minatti, J. (2020). Collagen peptides combined with type II in joint pain of the elderly. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimeno, 7, 115–127. https://doi.org/10.32749/nucleodoconhecimento.com.br/nutrition/collagen-peptides (In Portuguese)Зорин, В.Л., Зорина, А.И., Петракова, О.С., Черкасов, В.Р. (2009). Дермальные фибробласты для лечения дефектов кожи. Гены и клетки, 4(4), 26–40.Zorin, V.L., Zorina, A.I., Petrakova, O.S., Cherkasov, V.R. (2009). Dermal fibroblasts for the treatment of skin defects. Genes & Cell, 4(4), 26–40. (In Russian)Paul, C., Leser, S., Oesser, S. (2019). Significant amounts of functional collagen peptides can be incorporated in the diet while maintaining indispensable amino acid balance. Nutrients, 11(5), Article 1079. https://doi.org/10.3390/nu11051079Paul, C., Leser, S., Oesser, S. (2019). Significant amounts of functional collagen peptides can be incorporated in the diet while maintaining indispensable amino acid balance. Nutrients, 11(5), Article 1079. https://doi.org/10.3390/nu11051079Bolke, L., Schlippe, G., Gerß, J., Voss, W. (2019). A collagen supplement improves skin hydration, elasticity, roughness, and density: Results of a randomized, placebo-controlled, blind study. Nutrients, 11(10), Article 2495. https://doi.org/10.3390/nu11102494Bolke, L., Schlippe, G., Gerß, J., Voss, W. (2019). A collagen supplement improves skin hydration, elasticity, roughness, and density: Results of a randomized, placebo-controlled, blind study. Nutrients, 11(10), Article 2495. https://doi.org/10.3390/nu11102494Harris, M., Potgieter, J., Ishfaq, K., Shahzad, M. (2021). Developments for collagen hydrolysate in biological, biochemical, and biomedical domains: A comprehensive review. Materials, 14(11), Article 2806. https://doi.org/10.3390/ma14112806Harris, M., Potgieter, J., Ishfaq, K., Shahzad, M. (2021). Developments for collagen hydrolysate in biological, biochemical, and biomedical domains: A comprehensive review. Materials, 14(11), Article 2806. https://doi.org/10.3390/ma14112806Shoshan, S., Gross, J. (1974). Biosynthesis and metabolism of collagen and its role in tissue repair processes. Israel Journal of Medical Sciences, 10(5), 537–561.Shoshan, S., Gross, J. (1974). Biosynthesis and metabolism of collagen and its role in tissue repair processes. Israel Journal of Medical Sciences, 10(5), 537–561.Bilek, S. E., Bayram, S. K. (2015). Fruit juice drink production containing hydrolyzed collagen. Journal of Functional Foods, 14, 562–569. https://doi.org/10.1016/j.jff.2015.02.024Bilek, S. E., Bayram, S. K. (2015). Fruit juice drink production containing hydrolyzed collagen. Journal of Functional Foods, 14, 562–569. https://doi.org/10.1016/j.jff.2015.02.024Новикова, И.В., Антипова, Л.В., Романюк, Т.И., Бовва, О.А., Кудряшов, М.С. (2020). Разработка технологии напитков типа «Шорли» с коллагеном. Вестник Воронежского Государственного Университета Инженерных Технологий, 82(3(85)), 50–57. https://doi.org/10.20914/2310–1202–2020–3–50–57Novikova, I.V., Antipova, L.V., Romanyuk, T.I., Bovva, O.A., Kudryashov, M.S. (2020). Development of technology for “Shorley” type beverages with collagen. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies, 82(3(85)), 50–57. https://doi.org/10.20914/2310–1202–2020–3–50–57 (In Russian)Антипова, Л.В., Сторублевцев, С.А., Гетманова, А.А. (2018). Коллагенсодержащие напитки для функционального питания. Вестник Воронежского Государственного Университета Инженерных Технологий, 80(3(77)), 97–103. https://doi.org/10.20914/2310–1202–2018–3–97–103Antipova, L.V., Storublevtsev, S.A., Getmanova, A.A. (2018). Collagen drinks for functional nutrition. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies, 80(3(77)), 97–103. https://doi.org/10.20914/2310–1202–2018–3–97–103 (In Russian)GELITA FPM — Ingredients for the world of tomorrow. Retrieved from https://www.gelita.com/en/products/fats-proteins-minerals Accessed January 24, 2021GELITA FPM — Ingredients for the world of tomorrow. Retrieved from https://www.gelita.com/en/products/fats-proteins-minerals Accessed January 24, 2021Ермаков, А. И., Арасимович, В.В., Ярош, Н.П. (1987). Методы биохимического исследования растений. Л.: Агропромиздат, 1987.Ermakov, A.I., Arasimovach, V.V., Yarosh, N.P. (1987). Methods of biochemical research of plants. Leningrad: Agropromizdat, 1987.Зюзина, А.В., Макарова, Н.В. (2009). Напитки на основе яблочного сока. Известия высших учебных заведений. Пищевая технология, 4(310), 5–7.Zyuzina, A.V., Makarova, N.V. (2009). Apple juice drinks. Izvestiya Vuzov. Food Technology, 4(310), 5–7. (In Russian)Борисенко, Е.В., Алексеева, Ю.И., Дикун, М.Ю., Климова, С.А. (2003). Безалкогольные напитки на натуральном растительном сырье. Пиво и напитки, 5, 50–52.Borisenko, E.V., Alekseeva, Yu.I., Dikun, M. Yu., Klimova, S.A. (2003). Nonalcoholic beverages on natural raw materials. Beer and beverages, 5, 50–52.Филонова, Г.Л., Ковалева, И.Л., Комракова, Н.А., Щербакова, В.В., Никифорова, Е.В., Осипова, В.П. и др. (2012). Пищевая комбинаторика в технологиях поликомпонентных концентратов с использованием растительного сырья и напитков на их основе. Пиво и напитки, 4, 22–25.Filonova, G.L., Kovaleva, I.L., Komrakova, N.A., Scherbakova, V.V., Nikiforova, E.V., Osipova, V.P. et al/ (2012). Food combinatorics in technologies of multicomponent concentrates involving vegetable ingredients and beverages based on these technologies. Beer and beverages, 4, 22–25. (In Russian)Гореликова, Г.А., Маюрникова, Л.А., Степанова, О.А. (2008). Влияние растительных экстрактов на качество и функциональные свойства сокосодержащих напитков. Пиво и напитки, 4, 40–41.Gorelikova, G.A., Mayurnikova, L.A., Stepanova, O.A. (2008). Influence of vegetable extracts on the quality and functional properties of juice drinks. Beer and beverages, 4, 40–41. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.