Sản xuất và tính chất của gelatin từ da cá tra

Tính chất của gelatine

Trong nước nóng (< 500C), gelatin sẽ hút nước, trương nở và tan tạo dung dịch nhớt, còn collagen chỉ bị co rút lại. Lượng nước gelatin hấp thụ có thể cao gấp 5 – 10 lần khối lượng của gelatin ban đầu. dung dịch acid và kiềm, collagen trương nở nhưng không hòa tan, còn gelatin thì hòa tan rất nhanh.  Gelatin có khả năng tan trong các polyol như glycerin, propylen glycol, sorbitol, manitol nhưng không tan trong cồn, aceton, CCl4, benzen, ether và các dung môi hữu cơ khác.  Khi tan trong nước nóng, dung dịch là một hỗn hợp của gelatin và gelatose. Tỷ lệ giữa gelatin và gelatose ảnh hưởng đến chất lượng của keo, gelatose càng nhiều thì chất lượng càng thấp.  Gelatin sẽ bị kết tủa ở nồng độ cao khi trong dung dịch có sự hiện diện của các muối phosphat, citrat, sulfat ở nồng độ thấp. • Độ nhớt là một trong những tính chất quan trọng để đánh giá chất lượng của gelatin thành phẩm. • Các dung dịch gelatin giống hệt nhau về khả năng tạo gel, thì độ nhớt của gelatin loại B thường cao hơn 30 – 50% độ nhớt của gelatin loại A. *Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của gelatin:.  Nguồn nguyên liệu: độ nhớt của dung dịch gelatin phụ thuộc rất nhiều vào sự phân bố khối lượng phân tử và thành phần acid amin trong gelatin đó. Trong đó, sự phân bố khối lượng phân tử có ảnh hưởng đến độ nhớt nhiều nhất. Các nguồn nguyên liệu khác nhau sẽ cung cấp các loại collagen khác nhau, trong quá trình phân giải sẽ tạo ra các dung dịch gelatin có sự phân bố khối lượng phân tử khác nhau và thành phần acid amin khác nhau.  Nồng độ dung dịch: Độ nhớt của dung dịch gelatin tăng tỉ lệ thuận với sự tăng nồng độ gelatin. Khi nồng độ của dung dịch gelatin tăng thì tương tác thủy động học giữa các phân tử gelatin tăng làm cho tốc độ chảy của dung dịch giảm do đó độ nhớt của dung dịch tăng.  Dung môi: dung môi có ảnh hưởng lớn đến các phân tử gelatin khi dung dịch có nồng độ thấp, ảnh hưởng này giảm khi nồng độ dung dịch tăng lên. Tại pI, dung dịch có nồng độ càng cao thì độ nhớt càng tăng mạnh.  Nhiệt độ: Dung dịch có nhiệt độ càng cao thì độ nhớt dung dịch càng thấp. Trên 400C thì độ nhớt sẽ giảm tỉ lệ mũ với độ tăng nhiệt độ. • Gelatin có thể hoạt động như một acid hoặc một kiềm tùy thuộc vào pH. Trong dung dịch acid gelatin tích điện dương và trong dung dịch kiềm nó tích điện âm. Điểm trung gian ở đó sự tích điện bằng 0 gọi là pI hoặc điểm đẳng điện. • Sự thay đổi trong tỷ lệ của các nhóm carboxyl, amin có liên quan đến sự khác nhau về điểm đẳng điện của gelatin. nhóm acid nằm ở dạng amid. Do đó, collagen là một protein cơ bản có điểm đẳng điện là 9,4. Trong suốt quá trình điều chế gelatin, quá trình xử lý bằng acid hoặc kiềm sẽ thủy phân nhóm amid trong phạm vi lớn hoặc nhỏ hơn. các nhóm acid carboxylic tự do).  Nguồn nguyên liệu: Gelatin sản xuất từ các nguồn nguyên liệu khác nhau sẽ có thành phần acid amin khác nhau do đó dịch trích sẽ có pI khác nhau (gelatin có nguồn gốc từ ossein thì pI nằm trong khoảng 6,5 – 7,5 còn gelatin từ da heo thì pI nằm trong khoảng 7,5 – 9,0).

Khả năng tạo màng của gelatine với các phụ gia khác

 Các thành phần khác trong dung dịch tạo gel: Trong các sản phẩm thực phẩm, gelatin thường được dùng phối hợp với các hợp chất khác để làm thay đổi khả năng tạo gel và độ bền gel của khối gel tạo thnh theo yu cầu của sản phẩm. Trong dung dịch đường, khi nồng độ đường trong hỗn hợp đường – gelatin <30% thì hỗn hợp cĩ khả năng tạo gel yếu và khi nồng độ đường trong hỗn hợp tăng lên >30% thì hỗn hợp cĩ tính chất của một chất lỏng.

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GELLATIN TỪ DA CÁ TRA

SẢN PHẨM

Dịch trích ly được lọc qua cát lọc để tách huyền phù (lipid, sợi collagen chưa thuỷ phân) sau đó qua cột trao đổi ion hay lọc tinh để tách muối vô cơ và chỉnh pH về 5 ÷ 5,8. Thiết bị thường dùng là thiết bị cô đặc dạng màng rơi, nên thực hiện trong điều kiện chân không với nhiệt độ vừa đủ để tránh hiện tượng thoái hóa hoặc thay đổi tính chất vật lý của gelatin.

ỨNG DỤNG

Công nghệ thực phẩm

Cấu trúc của sản phẩm chỉ được ổn định bởi gelatin rất dễ bị biến đổi ở nhiệt độ bảo quản nên sự kết hợp giữa gelatin và tinh bột (0,4÷0,6% gelatin và 1÷1,5% tinh bột biến tính) giúp đạt hiệu quả cao hơn trong đó tinh bột biến tính giúp ổn định độ nhớt trong khoảng nhiệt độ 5÷20oC và điều này giúp tránh được nguy cơ tách lỏng. - Các sản phẩm tráng miệng có sử dụng sữa như thành phần tạo gel, hương vị cho sản phẩm: trong các sản phẩm này gelatin cũng đóng vai trò là chất ổn định, nó bị hòa tan trong quá trình xử lý nhiệt và sự có mặt của gelatin giúp ngăn cản sự tăng độ nhớt và tham gia tạo gel cho sản phẩm khi được làm nguội. - Theo quan điểm của châu Âu thì quá trình tinh sạch rượu sử dụng gelatin có bất lợi là: cần phải hòa tan dịch gelatin trước (cần nhiệt và thời gian), gelatin có khả năng tạo gel khi nhiệt độ thấp, khả năng bảo quản của dịch gelatin là thấp (vì dịch gelatin là môi trường thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật).

Công nghệ dược phẩm

Một trong những thuộc tính giúp cho những bọt này có thể phát huy hoạt tính sinh học một cách tối ưu là: khi chúng hoàn toàn được tái hấp thu trong cơ thể chúng có thể được lưu giữ lại tại các mô thí dụ như sau khi phẫu thuật, tại các mô cơ chúng sẽ kích thích các tế bào mới đi vào các vết thương do đó sẽ tăng tốc quá trình tái sinh tại mô cơ bị tổn thương. Loại gelatin được sử dụng trong trường hợp này yêu cầu độ tinh khiết rất cao, đôi khi chúng còn được hiệu chỉnh bằng phương pháp hoá học để đạt được các thuộc tính và phải trải qua quá trình kiểm duyệt khắt khe để đảm bảo không gây ra bất kỳ sự dị ứng nào cho cơ thể.

Khả năng đưa gelatin da cá vào trong các ứng dụng công nghiệp

- Vấn đề tinh khiết của gelatin: thành phần hóa học của gelatin từ cá không ổn định, khó kiểm soát và phụ thuộc vào loại cá và môi trường mà chúng sinh sống. Hiện tại chỉ mới có những nghiên cứu ban đầu trong quá trình trích ly gelatin từ các loại cá khác nhau cũng như ứng dụng của chúng trong thực phẩm.

Gelatin và các chất cạnh tranh trong các ứng dụng

Có tính thuận nghịch với nhiệt độ, có nhiệt độ tan chảy khác nhau và sự tạo gel ở nhiệt độ thấp. Nhìn tổng quát thì gelatin có những ưu và nhược điểm sau khi so sánh với các chất thay thế gelatin trong các ứng dụng.

HƯỚNG PHÁT TRIỂN

- Đã khảo sát một số tính chất như điểm tạo gel, điểm tan chảy và ảnh hưởng của các yếu tố đến tính chất tạo gel và độ nhớt của dung dịch gelatin. - Do có độ bền gel cao so với các loại gelatin da cá khác nên đây có thể là một nguồn gelatin thay thế gelatin da thú trong nhiều lĩnh vực ứng dụng.