Gelatin thƣờng đƣợc sản xuất từ nguyên liệu giàu collagen để giảm chi phí nguyên liệu.
Sự chuyển hóa collagen thành gelatin là điều kiện cần thiết trong quá trình sản xuất. Sự phức tạp của cấu trúc collagen và những cách xử lí khác nhau bằng nhiều phƣơng pháp đƣợc ứng dụng trong sản xuất gelatin đã tạo ra một lƣợng lớn các loại gelatin.
Gelatin thƣơng mại đƣợc chia thành 2 nhóm: gelatin type A thu đƣợc bằng phƣơng pháp acid và gelatin type B thu đƣợc bằng phƣơng pháp kiềm. Một vài loại nguyên liệu nhƣ xƣơng có thể xử lí bằng cả hai phƣơng pháp nhƣng những loại khác nhƣ da lợn chỉ đƣợc xử lí bằng một phƣơng pháp.
Theo Johnston – Banks (1990) thì quy trình sản xuất gelatin gồm 5 bƣớc cơ bản: tiền xử lý, trích ly, tinh sạch, cô đặc và sấy.
1.6.1Quá trình tiền xử lí
Để chuyển hóa collagen không tan thành gelatin tan có 2 phƣơng pháp thƣờng đƣợc dùng:
Dùng acid xử lí ban đầu, gọi là phƣơng pháp acid, tạo thành gelatin loại A. Dùng base xử lí ban đầu, gọi là phƣơng pháp base, tạo thành gelatin loại B.
Quá trình tiền xử lí sẽ giúp chuyển đổi collagen thành dạng thích hợp cho quá trình trích li. Quá trình giúp tạo hiệu quả cho việc bẻ gãy các liên kết ngang cộng hóa trị của collagen để gỉai phóng những chuỗi α tự do, đồng thời giúp loại bỏ các thành phần hữu cơ khác nhƣ máu, đƣờng, chất nhầy... có trong nguyên liệu. Với mỗi phƣơng pháp sẽ tạo ra những đặc tính vật lí và hóa học khác nhau của sản phẩm gelatin tƣơng ứng.
Hiệu quả của quá trình xử lí collagen liên quan đến tỉ lệ liên kết ngang có trong nguyên liệu. Quá trình xử lí bằng acid ít có tác động hơn so với phƣơng pháp dùng base, thƣờng đƣợc dùng cho da heo hay ossein sạch – các loại collagen còn trẻ, chƣa trƣởng thành.
1.6.1.1 Quá trình xử lí bằng acid
Trong thời gian gần đây, quá trình xử lí bằng acid ngày càng trở nên quan trọng ở Châu Âu. Quá trình này thích hợp dùng cho những collagen có ít liên kết ngang cộng hóa trị thƣờng đƣợc tìm thấy trong da heo, da cá hay ossein sạch – các loại collagen còn trẻ, chƣa trƣởng thành. Da của heo con thƣờng khoảng 9 tháng tuổi có ít liên kết ngang nên ngâm trong dung dịch acid 18 24 giờ sẽ tạo hiệu quả cho quá trình chuyển đổi. Acid sulfuric và acid chlohydric thƣờng đƣợc dùng, có thể kết hợp với acid photphoric để làm chậm quá trình tạo màu. Riêng đối với da cá nƣớc ngọt thì có thể sử dụng nhiều loại acid hữu cơ nhƣ: acid acetic, acid citric hoặc acid lactic…để làm trƣơng nở da một cách có hiệu quả. Ƣu điểm của quá trình xử lý acid là thời gian xử lý nhanh.
Tiến hành: nguyên liệu sau khi xử lý sạch bằng nƣớc lạnh và nƣớc ấm nhiều lần đƣợc đem ngâm vào dung dịch acid với nồng độ không quá 5%. Giá trị pH trong khoảng 3.5 4.5; nhiệt độ tối thích là 150C. Quá trình xử lý bằng acid sẽ đƣợc ngƣng lại sau khi nguyên liệu đã đƣợc acid hóa hoàn toàn hay đã trƣơng nở tối đa. Sau đó, lƣợng acid dƣ đƣợc tháo bỏ, rửa nguyên liệu lại bằng nƣớc lạnh và trích ly gelatin bằng nƣớc ấm ở khoảng nhiệt độ 45 500C.
Ngâm HCl 4 7% 10 14 ngày Ngâm vôi 5 15% 3 8 tuần Cắt nhỏ Chỉnh pH Gelatin dạng vảy Xƣơng Rửa nƣớc 15 30h Ngâm vôi 5 15% 5 12 tuần Bột mì số 8 Ngâm acid 10 30h Rửa nƣớc 15 30h Cắt nhỏ Da heo Trích ly gelatin Lọc áp suất Cô đặc chân không
Làm nguội Phân bố thành lớp Sấy bằng không khí
32 60oC
Nghiền Nghiền – rây
Gelatin dạng tấm
Gelatin dạng hạt
1.6.1.2 Quá trình xử lí bằng base
Quá trình xử lý bằng base thƣờng dùng cho da bò, ossein. Nguyên liệu đƣợc ngâm trong dung dịch base vài tuần ở nhiệt độ môi trƣờng. Vôi là tác nhân phổ biến nhất, khá yếu nên không làm tổn thất nguyên liệu vì tránh không làm quá trình thủy phân xảy ra quá mãnh liệt. Tuy nhiên, phƣơng pháp này có nhƣợc điểm là phản ứng xảy ra chậm, kéo dài đến 8 tuần hay hơn mới kết thúc.
Phƣơng pháp kiềm nếu dùng hỗn hợp gồm 3% vôi với lƣợng ít CaCl2 hay NaOH sẽ cho kết quả tốt hơn. Nếu dùng NaOH thì quá trình xử lý sẽ kéo dài 10 14 ngày. Quá trình này giúp làm phá vỡ các liên kết ngang trong collagen và hình thành nên collagen tan đƣợc trong nƣớc, đồng thời loại bỏ tạp chất giúp quá trình trích li diễn ra tốt hơn.
1.6.2Quá trình trích li
Dùng nƣớc ấm trích li nhằm rửa sạch chất hóa học đã dùng trong quá trình tiền xử lí và tiếp tục làm đứt hẳn các liên kết trong nguyên liệu, hình thành các phân tử gelatin.
Thông thƣờng nhiệt độ trích li khoảng 55 90oC, có thể trích li nhiều lần để tăng hiệu suất trích li nhƣng không đƣợc quá nhiều lần vì sẽ làm giảm chất lƣợng của gelatin (thƣờng là 2 4 lần, thời gian lần trích li sau dài hơn lần trích li trƣớc).
1.6.3Quá trình tinh sạch
Dịch trích ly đƣợc lọc qua giấy lọc để tách huyền phù (lipid, sợi collagen chƣa thuỷ phân…) sau đó qua cột trao đổi ion hay lọc tinh để tách muối vô cơ và chỉnh pH về 5 5.8.
Dùng kết hợp Al2O3 và MgO, nhiệt độ 1450 1600oC, chi phí cao.
Dùng phƣơng pháp trao đổi ion. Muối magie và muối nhôm đƣợc thêm vào quá trình tinh sạch, kết hợp với ion kim loại tron dung dịch đồng nhất.
1.6.4Quá trình cô đặc
Thiết bị thƣờng dùng là thiết bị cô đặc màng rơi, nên thực hiện trong điều kiện chân không với nhiệt độ vừa đủ để tránh hiện tƣợng thoái hóa hoặc thay đổi tính chất vật lí. Nồng độ sau khi cô đặc đạt khoảng 25 45% phụ thuộc bản chất nguyên liệu và quá trình trích li.
1.6.5Quá trình sấy (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trƣớc khi sấy, dung dịch gelatin đã đƣợc cô đặc sẽ đƣợc đem đi tiệt trùng nhanh ở 140oC rồi làm lạnh nhanh tạo dạng gel. Gel gelatin đƣợc đƣa qua thiết bị sấy liên tục
sử dụng không khí nóng 32 60oC (nhiệt độ không khí đƣợc giữ ổn định) rồi tạo hình theo yêu cầu.
Ngoài ra, có thề dùng phƣơng pháp sấy phun nhằm tránh thay đổi tính chất của gelatin.
1.7 SẢN PHẨM GELATIN
Với những nguồn nguyên liệu khác nhau và những thay đổi trong quá trình sản xuất thì thu đƣợc các loại gelatin có chất lƣợng khác nhau.
Sản phẩm thu đƣợc đem đi phân tích thành phần, định danh, đo độ nhớt, độ Bloom và kiểm tra vi sinh trƣớc khi đƣa ra thị trƣờng.