Đang tải... (xem toàn văn)
ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam là quốc gia có tiềm năng xuất khẩu thủy sản rất lớn. Năm 2006, tổng sản lượng cá tra, cá basa của các tỉnh ĐBSCL 825.000 tấn. Đầu năm 2008, đạt 1 triệu tấn, chủ yếu là mặt hàng cá cá phi lê. Tại các nhà máy chế biến thủy sản, cá tươi được lóc hai miếng phi lê để chế biến xuất khẩu. Phần còn lại chiếm 60% gồm da, xương, đầu bụng, mỡ, ruột, kỳ vi… Như vậy, sẽ có khoảng 600.000 tấn phụ phẩm sau xuất khẩu cần được xử lý. Hiện nay mỡ cá được nghiên cứu ứng dụng làm biodesel hoặc xuất thô sang Trung Quốc, các phần còn lại được sản xuất thành bột cá làm thức ăn cho gia súc.Ngoài ra, nghành giết mỗ và chế biến gia súc, gia cầm ở Việt Nam cũng đã thải ra một lượng phế phẩm khá lớn mà trong đó cũng chủ yếu là da và xương. Nếu như phế phẩm của các nghành công nghiệp này chỉ được chế biên thành bột thức ăn gia súc hay các dạng sản phẩm thô, giá trị thấp khác thì hiệu quả kinh tế mang lại không cao hoặc nếu như loại bỏ hẳn thì phải tốn thêm chi phí cho cho việc xử lý chất thải.Trong khi thành phần chính trong da, xương là collagen có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp mỹ phẩm, dược phẩm và y học và gần đây được ứng dụng khá nhiều trong công nghệ thực phẩm. Trong công nghiệp thực phẩm, gelatin là một trong những loại keo ưa nước hoặc hợp chất cao phân tử tan được trong nước có thể sử dụng như tác nhân tạo gel, tạo độ đặc hoặc tác nhân ổn định cấu trúc. Gelatin khác với các loại keo khác ở chỗ trong khi hầu hết các loại keo khác là polysaccharide (như carrageenan, pectin, agar,…) thì gelatin lại là một loại protein chứa tất cả các acid amin thiết yếu ngoại trừ tryptophane. Hiện nay, lượng gelatin được sản xuất hàng năm trên thế giới ước tính khoảng 2000 tấn và lượng gelatin sử dụng trong thực phẩm mỗi năm tăng khoảng 3%, chủ yếu trong sản xuất bánh kẹo và thực phẩm năng lượng thấp. Đồ án công nghệ với đề tài “ Tổng quan tài liệu về gelatin và ứng dụng của nó trong công nghệ thực phẩm” sẽ cung cấp một cái nhìn cụ thể hơn về tính chất và ứng dụng của loại protein này.
ĐẶT VẤN ĐÊ Việt Nam quốc gia có tiềm xuất thủy sản lớn Năm 2006, tổng sản lượng cá tra, cá basa tỉnh ĐBSCL 825.000 Đầu năm 2008, đạt triệu tấn, chủ yếu mặt hàng cá cá phi lê Tại nhà máy chế biến thủy sản, cá tươi lóc hai miếng phi lê để chế biến xuất Phần lại chiếm 60% gồm da, xương, đầu bụng, mỡ, ruột, kỳ vi… Như vậy, có khoảng 600.000 phụ phẩm sau xuất cần xử lý Hiện mỡ cá nghiên cứu ứng dụng làm biodesel xuất thơ sang Trung Quốc, phần cịn lại sản xuất thành bột cá làm thức ăn cho gia súc.Ngoài ra, nghành giết mỗ chế biến gia súc, gia cầm Việt Nam thải lượng phế phẩm lớn mà chủ yếu da xương Nếu phế phẩm nghành công nghiệp chế biên thành bột thức ăn gia súc hay dạng sản phẩm thơ, giá trị thấp khác hiệu kinh tế mang lại không cao loại bỏ hẳn phải tốn thêm chi phí cho cho việc xử lý chất thải.Trong thành phần da, xương collagen có nhiều ứng dụng cơng nghiệp mỹ phẩm, dược phẩm y học gần ứng dụng nhiều công nghệ thực phẩm Trong công nghiệp thực phẩm, gelatin loại keo ưa nước hợp chất cao phân tử tan nước sử dụng tác nhân tạo gel, tạo độ đặc tác nhân ổn định cấu trúc Gelatin khác với loại keo khác chỗ hầu hết loại keo khác polysaccharide (như carrageenan, pectin, agar,…) gelatin lại loại protein chứa tất acid amin thiết yếu ngoại trừ tryptophane Hiện nay, lượng gelatin sản xuất hàng năm giới ước tính khoảng 2000 lượng gelatin sử dụng thực phẩm năm tăng khoảng 3%, chủ yếu sản xuất bánh kẹo thực phẩm lượng thấp Đồ án công nghệ với đề tài “ Tổng quan tài liệu gelatin ứng dụng cơng nghệ thực phẩm” cung cấp nhìn cụ thể tính chất ứng dụng loại protein CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VÊ GELATIN Giới thiệu collagen- nguồn nguyên liệu sản xuất gelatin 1.1.1 Định nghĩa chức collagen Colagen elastine protein chiếm 50% protein có xương, da, gân, sụn hệ thống tim mạch Nó protein hình sợi đàn hồi Do bảo vệ chống lại kéo căng Tropocolagen đơn vị sở collagen có hình trụ ( dài gần 30nm, đường kính 1,5 nm) chuỗi polypeptide lại thành xoắn ốc kép với bước 0,9nm Trong chuỗi polypeptide có đoạn cấu trúc (Gly-XY)n lặp lại nhiều lần Trong n 6,X : proteinoline/ hidroproteinoline; Y: alanine/hidroproteinoline Xen đoạn cấu trúc vùng có cực Các gốc glycin ( chiếm 33% tổng lượng acid amin ) thường nằm xoắn ốc kép 3,cịn acid amin nằm ngồi xoắn ốc Do tương tác phân tử collagen đàn hồi cầu đồng hóa trị nhóm ɛ- NH gốc hydrolysine chức andehyt lysine gốc hydroxyllysine nằm phần không xoắn ốc Ở động vật non cầu đồng hóa trị nối phân tử tropocolagen với tương đối không bền nên dễ dàng bị phá hủy pH, nhiệt độ tác nhân biên tính Ngược lại động vật già cầu thường thay cầu khác bền nên làm tăng độ cứng thịt Trong trình chin thịt,collagen bị biến đổi chút Trong q trình xử lý nhiệt độ mơi trường ẩm, sợi collagen co lại sau bị gelatin hóa nhiệt độ cao.Trên 800C collagen bị hòa tan hay bị getin hóa sợi bị phân ly xoắn ốc kép bị duỗi ra, phân tử bị thủy phân phần Ở trạng thái tự nhiên, collagen bị peptine colagenase thủy phân sau biến tính bị tripsine, chimotripsine, cacbonxypeptydase thủy phân Trong trình gia nhiệt độ tới 50 0C, phân tử bị co ngắn 1/3 Khi đến 61 0C, gần ½ số sợi collagen bị co Khi nhiệt độ lên đến 100 0C, collagen bị thủy phân tạo gelatin Ngồi chức tự nhiên thể, collagen có sử dụng ứng dụng kỹ thuật y tế mô hình sinh lý bề mặt cho ni cấy tế bào, cấy ghép sinh học đạo phát triển tế bào 1.1.2 Cấu tạo hóa học hình dáng phân tử collagen Collagen cấu thành nên khoảng 30% protein người, tỉ lệ tương tự tìm thấy lồi động vật khác Phân tử collagen có cấu tạo xoắn ốc bậc ba, lặp lại chuỗi (Gly – X – Y), có thành phần sau: Glycine (Gly) chiếm số lượng lớn, khoảng 33% Proline (Pro) hydroxyproline (Hyp) có tỉ lệ lớn, khoảng 22% Hydroxylysine (Hyl) chiếm khoảng 1% Đơn vị collagen tropocollagen, gồm chuỗi α liên kết tạo thành sợi nhỏ Tropocollagen Hình Cấu tạo phân tử tropocollagen Các phân tử tropocollagen liên kết ngang với theo kiểu cộng hóa trị Loại liên kết khơng thơng dụng, thường có collagen hay chất dẻo Hình Liên kết ngang phân tử tropocollagen Nhờ liên kết ngang này, phân tử tropocollagen hình thành nên sợi collagen Các sợi collagen dài mảnh, chúng xếp tạo mạng collagen Hình Cấu tạo phân tử collagen Sự xếp khác chuỗi α hình thành nên cấu trúc xoắn bậc ba phức tạp khác loại collagen 1.1.3 Tính chất collagen 1.1.3.1 Tác dụng với nước + Collagen khơng hịa tan nước mà hút nước để nở ra, 100g Collagen khơ hút khoảng 200g nước, khoảng 70g nước liên kết 20g liên kết vững + Collagen kết hợp với nước nở nước, độ dày tăng lên chừng 25% độ dài tăng lên không đáng kể, tổng thể tích phân tử collagen tăng lên – lần + Do nước phân cực tác dụng lên liên kết hydro liên kết phối trí collagen làm giảm tính vững sợi gelatin từ – lần Khi nhiệt độ tăng lên cao, tính hoạt động mạch polypeptide tăng mạnh, làm cho mạch bị yếu bắt đầu đứt thành mạch polypeptide tương đối nhỏ Khi nhiệt độ tăng lên khoảng 60 – 650C collagen hút nước bị phân giải Nhiệt độ phân giải collagen nguyên liệu chưa xử lý tương đối cao Khi nguyên liệu khử hết chất khống, nhiệt độ phân giải giảm xuống 1.1.3.2 Tác dụng với acid kiềm + Do mạch collagen có gốc carboxyl amin nên tác dụng với acid kiềm + Trong điều kiện có acid tồn tại, ion tác dụng với gốc amin, điện tích carboxyl bị ức chế (hình thành acid yếu có độ ion hóa thấp) Trái lại gốc amin bị ion hóa tạo NH3+ Mơi trường H+ NH3+…Cl- COOH NH3+…Cl- COOH NH3+…Cl- COOH NH2 COOH COO-…Na+ NH2 NH3+…Cl- Môi trường OH- COO-…Na+ COO-…Na+ COO-…Na+ Trong điều kiện có nước, nước tác dụng với nhóm gốc có mang điện kết cấu protide ion Na +, Cl- hình thành tác dụng hợp nước phụ collagen, khiến collagen môi trường acid, kiềm có độ hút nước cao nước nguyên chất Ngồi acid kiềm làm cho collagen biến đổi sau NH2 H3N Na+ - OH H+ OOC + H3N NH2 + NH3+ COONH3+ HO- H+ Cl- H+ OH- Na HO- H+ Cl- H+ OH- H+ OH- - Cắt đứt mạch muối (liên kết –NH3 +…COO-) làm đứt mạch peptide mạch - Làm đứt liên kết hydrogen gốc –CO…NH– mạch xung quanh - Làm acid amin bị phân hủy giải phóng amoniac Cùng với biến đổi đó, điểm đẳng điện collagen hạ xuống thấp, (vì biến đổi mang tính chất thủy phân làm cho nhóm gốc có tính hoạt động tăng lên nhiều) Collagen phân giải biến thành gelatin, vào giả thuyết Hofmeister phản ứng tiến hành sau: t0 ;xt C102H149N31O38 + H2O C102H151N31O39 (Collagen) (Gelatin) Lúc xử lý nhiệt độ cao nước, keo dễ tiếp tục thủy phân thành: C102 H151N31 O39 + 2H2O 7N2 t0 C55 H85 N17O22 + C47 H70O19 + (Gelstose) (Gletone) Từ thấy q trình trích ly gelatin cần thiết phải khống chế nhiệt độ thời gian thích hợp để đảm bảo chất lượng gelatin 1.1.3.3 Các tính chất khác collagen + Collagen dung dịch muối trung tính với gốc –COOH –NH tạo thành hợp chất muối Tác dụng phân giải collagen NaCl so với Na 2SO4 mạnh (độ điện ly NaCl lớn hơn) + Nhiều thực nghiệm cho thấy tác dụng trypsine collagen xử lý (như đun nóng, ngâm acid, kiềm, muối, tác dụng pepsine, tác dụng học…) có tác dụng phân giải, với điều kiện thích hợp nhiệt độ 37 0C, pH = 8,1 – 8,2 1.2 Định nghĩa gelatin Gelatin polypeptit cao phân tử thu nhận từ collagen - thành phần protein chủ yếu mô liên kết động vật - bao gồm xương, da gân Tên “gelatin” sử dụng phổ biến từ khoảng năm 1700 có nguồn gốc từ chữ Latin “gelatus” Thuật ngữ gelatin dùng để đề cập đến tác nhân tạo gel nói chung lại riêng dùng để nói đến vật liệu protein tạo từ collagen bị thoái hoá nhiệt 1.3 Lịch sử phát triển ứng dụng gelatin Thời kì 1800–1865 Trong giai đoạn đầu này, gelatine sản xuất với mục đích ăn áp dụng với số tư nhân doanh nghiệp nhỏ quy mô bán thương mại.Tuy nhiên, số nhà sản xuất keo nhỏ tồn nhìn thấy khả thay đổi sản xuất họ để sản xuất gelatine + Pháp Sản xuất gelatine quy mô công nghiệp công ty Coignet báo cáo vào năm 1818 Ngay sau đó, họ mua keo nhà máy nhỏ gelatine Pháp Bỉ bắt đầu xuất + Bỉ / Anh Trong năm tiếp theo, công ty nhỏ bắt đầu Bỉ nhiều khả xuất Anh Tuy nhiên, khơng có chi tiết biết đến Giai đoạn 1866-1990 + Đức Gelatine sản xuất trở nên phổ biến thời gian này, tổng cộng 16 nhà máy báo cáo 1900 Một số dựa keo sửa đổi, người khác bắt đầu xưởng thuộc da định nâng cấp giá trị ẩn sản phẩm họ chia tách miếng thay bán bán phá giá Giai đoạn 1901-1914 Đây giai đoạn tăng trưởng nhanh chóng cho ngành công nghiệp gelatin Tại Pháp, Coignet Rousselot phát triển doanh nghiệp họ thành công Giai đoạn 1915-1918 Chiến tranh giới thứ có tác động tiêu cực đến sản xuất gelatin Châu Âu nhập nguyên liệu giảm, tiện ích khan hiếm, sản xuất giảm Đức vào năm 1918 khoảng 1/3của mức bình thường Các nhà máy Bỉ ngừng sản xuất chiến tranh Nhưng Pháp, nhà máy Pháp, nhà máy CoignetIsle-sur-Sorgue mở rộng, sớm (năm 1918) lợi dụng nhu cầu thị trường Chủ yếu thị trường sản xuất gelatin ứng dụng lĩnh vực nhiếp ảnh phát triển liên quan đến tầm quan trọng việc sử dụng quân nhiếp ảnh Giai đoạn 1919-1939 Ngay sau kết thúc chiến tranh, ngành cơng nghiệp gelatine hồi phục nhanh chóng mở rộng toàn giới Giai đoạn 1940-1948 Chiến tranh giới thứ hai ảnh hưởng đến tồn ngành cơng nghiệp gelatin Châu Âu nhiều Một số nhà máy bị phá hủy hồn tồn khơng xây dựng lại Trong chiến tranh, sản xuấtđược tập trung vào gelatine để phục vụ cho mục đích chụp ảnh tầm quan trọng quân mình, hầu hết nhà máy khác lục địa châu Âu đóng cửa Giaiđoạn 1949-1972 Pháp Sau chiến tranh, Coignet Rousselot chi phối ngành công nghiệp gelatin Pháp Những năm 1960 cơng ty Weishardt phát triển Nhưng sau họ mở rộng bắt đầu xuất số lượng lớn gelatine da heo, chủ yếu Đức Giai đoạn 1973-1993 Ý Tại thời điểm này, Italy gelatine mở rộng nhà máy họ xấp xỉ.3000 / năm, lực bắt đầu sử dụng da lợn, nhiều người số xưởng thuộc da Ý bị đóng cửa quan có thẩm quyền nhiễm nước thải họ Kết là,da chia tách trở thành nguồn cung ngắn Giai đoạn 1994-2005 Pháp Trong năm 1996, Rousselot trở thành công ty để di chuyển vào Trung Quốc, thành lập liên doanh Khai Bình với nhà sản xuất địa phương để sản xuất gelatin Năm 2000, tổng sản lượng Rousselot 45000 Năm 2001, nghiên cứu mang tính quốc tế khởi xướng gme bảo trợ uỷ ban âu châu lần xác nhận gelatin sản xuất theo quy trình đưa gme đảm bảo an toàn tối đa cho người sử dụng 1.4 Cấu tạo gelatin Cấu trúc bậc : phân tử gelatin gồm có 18 amino acid khác liên kết theo trật tự xác định, tuần hoàn, tạo nên chuỗi polypeptide với khoảng 1000 acid amin Chuỗi peptide có chiều dài khác phụ thuộc nguồn nguyên liệu, chuỗi có đầu nhóm amino, đầu nhóm carboxyl Cấu trúc thường gặp gelatin Gly – X – Y (với X chủ yếu nhóm proline cịn Y chủ yếu nhóm hydroxyproline) Hình 4: Cấu trúc Gly – X – Y thường gặp gelatin Gelatin chứa nhiều nhóm glycine, proline 4-hydroxyproline Cấu trúc chuỗi gelatin là: – Ala – Gly – Pro – Arg – Gly – Glu – Hyp – Gly – Pro Hình Cấu trúc gelatin Cấu trúc bậc 2: tổ hợp chuỗi polypeptide xoắn lại theo hình xoắn ốc Cấu trúc bậc 3: chuỗi xoắn tự xoắn quanh nó, tạo nên cấu trúc phân tử dạng dây thừng, gọi proto fibril Trong phân tử gelatine có số nhóm tích điện: carboxyl, imidazole, amino, CHƯƠNG ỨNG DỤNG GELATIN TRONG CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM Trong cơng nghiệp thực phẩm, gelatin dùng nhiều với chức năng: làm khô bảo quản trái thịt, làm cà phê, bia, rượu nước ép trái cây, chế biến sữa bột loại thức ăn bột khác Gelatin dùng làm tác nhân kết dính và/ bao phủ thịt thịt đông Hãng làm bánh dùng gelatin để làm bánh trứng đường, bánh kem dài, loại bánh chọn lọc khác Gelatin thành phần để sản xuất kẹo dẻo, kẹo mềm, kẹo nuga Sản xuất kem cần gelatin để trì nhũ tương bền nguyên liệu tạo hình cho kem Hàm lượng gelatin sử dụng tráng miệng – 10% khối lượng khô, yogurt 0,3 – 0,5% với chức chất làm đặc, thịt đông – 3%, bánh mứt 1,5 – 2,5% Theo tổ chức y tế giới WHO gelatin an tồn cho sức khỏe gelatin khơng xem phụ gia thực phẩm 4.1 Ứng dụng gelatin công nghiệp sản xuất bánh kẹo Công nghiệp sản xuất bánh kẹo có lẻ lĩnh vực có nhiều ứng dụng gelatin nhiều tính Gelatin sử dụng sản phẩm bánh kẹo như: “winegums”, “gummy bears”, “fruit chews”, “marshmallow” ”licorice”, hay bánh kẹo dẻo Chức gelatin phụ thuộc vào loại sản phẩm Trong sản xuất bánh kẹo thành phần gelatin chiếm khoảng 6-9%, bloom từ 150 – 250 Trong kẹo gelatin giữ vai trị: • Chất tạo bọt: làm giảm sức căng bề mặt pha lỏng • Chất ổn định: tạo độ bền, độ dai cần thiết tránh biến dạng sản phẩm • Chất liên kết: liên kết lượng nước lớn nhằm kéo dài thời gian bảo quản Yêu cầu việc sử dụng gelatin công nghiệp sản xuất bánh kẹo: Gelatin cần phải hịa tan hồn tồn trước để phát huy tính cơng nghệ chúng Để đạt yêu cầu cần phải thỏa mãn vấn đề sau: Lượng nước thích hợp Sự khuấy đảo hợp lý: phần gelatin hydrate hóa chúng có khuynh hướng kết lại với Do khuấy đảo hợp lý cần thiết Nhiệt độ: gelatin cần gia nhiệt đến 60 oC để hịa tan hồn tồn Nó hòa tan nhanh đưa trực tiếp vào nước nóng lớn 90oC gia nhiệt gelatin làm ướt nước lạnh Thời gian: gelatin cần thời gian để hút nước Khoảng thời gian kéo dài từ 15 phút tùy thuộc vào nồng độ dung dịch cần thu, kích thước phần hịa tan phương pháp sử dụng để chuẩn bị dịch hòa tan Giá trị bloom gelatin số đo đạc độ mạnh gel gelatin Chỉ số cao độ bền gel lớn nồng độ Độ bloom cho ứng dụng tạo gel điển hình nằm khoảng từ 150 ÷ 250 Khi gelatin ứng dụng sản xuất loại kẹo “marshmallow” giá trị bloom đóng vai trị nhỏ việc hình thành cấu trúc sản phẩm Độ nhớt gelatin: Trong trình sản xuất sản phẩm “gum”: độ nhớt gelatin tác động đến trình cố định sản xuất sản phẩm “gum”, đặc biệt gelatin có hàm lượng cao Tuy nhiên vài nhà máy, quy trình việc lập cơng thức xem xét cần định độ nhớt phù hợp Trong nhiều trường hợp, độ nhớt gelatin khơng đóng vai trị quan trọng việc sản xuất sản phẩm “gum” Độ nhớt gelatin ảnh hưởng đến trình đánh trộn syrup, q trình giữ bọt khí… độ nhớt gelatin cịn đóng vai trị quan trọng kết hợp với phương pháp tạo hình sử dụng Với phương pháp tạo hình sử dụng khn tinh bột độ nhớt khối kẹo u cầu phải thấp để chảy dễ dàng vào khn, cịn phương pháp ép đùn độ nhớt khối kẹo phải cao để định hình cho sản phẩm sau đùn Gelatin chất nhạy cảm với nhiệt độ acid đặc biệt có kết hợp hai yếu tố làm hỏng khả tạo gel gelatin Nếu trình nấu diễn nhanh gelatin đưa vào từ đầu cịn trình nấu yêu cầu thời gian dài gelatin nên đưa vào q trình trộn sau cơng đoạn nấu để hạn chế phản ứng maillard phản ứng nghịch đảo đường Việc thêm acid vào nên giữ mức tối thiểu nên thêm vào trước công đoạn đánh trộn nhiệt độ nhỏ Hình Gelatin sử dụng sản xuất bánh kẹo Sơ đồ biểu diễn trình sản xuất kẹo trái có bổ sung gelatin 4.2 Ứng dụng gelatin công nghệp sản xuất sữa sản phẩm từ sữa 4.2.1 Trong công nghiệp sản xuất sữa Chức chúng là: Tạo mối liên kết với nước: gelatin có khả trương nở để tạo liên kết gấp lần khối lượng chúng với nước Nó giúp ngăn cản rỉ nước sản phẩm sữa Củng cố cấu trúc cho sản phẩm từ sữa: gelatin không tạo phản ứng với thành phần sữa phụ thuộc vào hàm lượng sử dụng, gelatin làm chặt cấu trúc cream, tạo lớp gel từ dịch lỏng Ngồi cịn giúp ổn định bọt khí sản phẩm từ sữa có bọt nhiệt độ thấp ngăn cản hỏng cấu trúc cho sản phẩm suốt trình tồn trữ Tạo bọt: giống loại protein khác, gelatin có khả tạo bọt tốt có mặt đường sữa Sự có mặt chất béo có xu hướng ngăn cản tạo bọt Vì cần phải sử dụng thêm phương pháp vật lý như: bơm khơng khí, khí CO2, khí N2 để tăng thể tích tạo bọt cho sản phẩm sữa có bọt Và gelatin tham gia vào q trình ổn định, bền chặt cho sản phẩm sữa có bọt Có khả trung hồ: gelatin khơng mùi khơng ảnh hưởng đến mùi vị sản phẩm Nó khơng chịu cơng tác nhân oxy hố, có khả ngăn cản biến tính lưu giữ mùi trái cho sản phẩm Gelatin đóng vai trị chất keo làm nhiệm vụ bảo vệ: đông tụ sữa casein hoàn toàn đồng có mặt gelatin Tạo cấu trúc mềm: có mặt lượng nhỏ gelatin sản phẩm sữa tạo cho sản phẩm cấu trúc mềm mại Cách thức sử dụng gelatin trình sản xuất sữa sản phẩm từ sữa: + Bột gelatin hòa trộn với thành phần bột khác như: đường, chất tạo hương, số chất ổn định khác đưa vào dung dịch sữa Hỗn hợp sữa nguội khuấy trộn, gelatin trương nở hấp thụ lượng nước gấp 10 lần khối lượng chúng Trong trình trùng pasteur gelatin hòa tan + Khi sữa lọc trước trình trùng pasteur tốt đưa gelatin vào dạng dung dịch khơng q trình lọc loại bỏ hạt gelatin cịn trương nở Thơng thường để chuẩn bị dịch gelatin người ta cho gelatin vào nước nóng khoảng 80 ÷ 90oC kèm theo khuấy trộn sau làm nguội giữ dung dịch 50 ÷ 60oC Dung dịch gelatin thêm vào sữa nguội kèm theo khuấy trộn liên tục + Gelatin thêm vào sữa trước cấy giống mà không ảnh hưởng đến điều kiện lên men Gelatin không phản ứng với thành phần sữa không tạo kết tủa 4.2.2 Các sản phẩm từ sữa 4.2.2.1 Yogurt Vai trò gelatin sản xuất yogurt + Gelatin giúp cải thiện cấu trúc yaourt lên men mà không làm ảnh hưởng đến vị đặc trưng sản phẩm + Gelatin sử dụng chủ yếu để tránh tượng tách lỏng whey suốt q trình xử lý bảo quản + Thích hợp sử dụng để bổ sung vào gelatin trái Hình Yaourt có (trái) khơng (phải) sử dụng chất tạo đơng 4.2.2.2 Kem Trong sản phẩm kem: gelatin đóng vai trị tác nhân ổn định có chức sau: • Điều chỉnh độ nhớt hỗn hợp • Giúp bền vững hệ nhũ tương sử dụng • Tạo điều kiện thuận lợi cho q trình nạp khí, tăng thể tích cho sản phẩm • Ngăn cản biến tính q trình bảo quản • Ngăn cản tạo thành tinh thể đá sản phẩm lưu trữ nhiệt độ thấp • Tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm: ăn tạo cảm giác kem, béo cho sản phẩm mà khơng tạo cảm giác nhớt dính sản phẩm có hàm lượng béo cao • Khi kết hợp với tác nhân ổn định khác, gelatin có khả tạo cho sản phẩm cấu trúc hương vị thích hợp, tạo độ tan chậm nhờ điều chỉnh độ nhớt hổn hợp 4.2.2.3 Các sản phẩm sữa lên men Ưu điểm + Thời gian bảo quản lâu có q trình trùng Pasteur + Có hương vị đặc trưng sản phẩm Nhược điểm + Làm tính ổn định cấu trúc sản phẩm dẫn đến tượng tách nước Việc bổ sung hổn hợp gelatin tinh bột trước trùng giúp tạo cấu trúc tốt ngăn ngừa tách lỏng Cấu trúc sản phẩm ổn định gelatin, dễ bị biến đổi nhiệt độ bảo quản nên kết hợp gelatin tinh bột (0,4 ÷ 0,6% gelatin ÷ 1,5% tinh bột biến tính) giúp đạt hiệu cao hơn, tinh bột biến tính giúp ổn định độ nhớt khoảng nhiệt độ ÷ 20oC điều giúp tránh nguy tách lỏng 4.2.2.4 Các sản phẩm tráng miệng Việc bổ xung gelatin vào sản phẩm tráng miệng chế biến từ sữa với mục đích: Là chất ổn định Ngăn cản tăng độ nhớt Tham gia tạo gel cho sản phẩm làm nguội Nó sử dụng riêng kết hợp với chất tạo gel khác carrageenan để tạo nên cấu trúc gel mềm mại 4.2.2.5 Sản phẩm cheese (phomat) Việc bổ xung gelatin vào phomat ( sản phẩm từ sữa) với mục đích: Đóng vai trị chất nhũ hóa ( giảm sức căng bề mặt pha hệ từ trì ổn định hệ nhũ tương) Khi so sánh sản phẩm “cheese” có sử dụng gelatin mức độ ẩm, cấu trúc hương vị sản phẩm tốt so với “cheese” sản xuất theo phương pháp truyền thống Và nhà nghiên cứu tìm cách sản xuất loại “cheese” chứa chất béo từ gelatin Hình Sản phẩm phomat có hàm lượng chất béo thấp (ở trên) phomat không chứa gelatin (ở dưới) 4.3 Ứng dụng gelatin công nghiệp sản xuất đồ uống Các thức uống rượu, rượu trái cây, sản phẩm nước chưa lên men có chứa thành phần khơng hịa tan làm đục sản phẩm thường không đạt hiệu cao dùng phương pháp lọc để loại bỏ Từ thời văn minh La Mã vào trước đó, gelatin sử dụng cho trình lọc rượu, bia nước trái Gelatin tác nhân tinh phổ biến trình sản xuất đồ uống Ưu điểm gelatin sử dụng làm tác nhân tinh là: Nâng cao thời gian bảo quản cho sản phẩm Quá trình sử dụng dễ dàng Khả tạo tủa nhanh Tạo cho rượu có màu sáng mà khơng biến đổi màu đặc trưng sản phẩm Tăng giá tri cảm quan cho sản phẩm không ảnh hưởng tới hương vị sản phẩm cuối Cơ chế q trình tinh + Sự có mặt gelatin đồ uống xảy phản ứng tạo phức polyphenol tanin, anthocyanogens có bia, rượu vang, nước trái với protein gelatin Các phân tử protein gelatin tích điện dương kết hợp với nhóm tích điện âm polyphenol hình thành kết tỏa phía đáy thùng chứa sản phẩm Những nhân tố ảnh hưởng đến trình tinh sạch: + Nhiệt độ: nhiệt độ nhân tố ảnh hưởng đến q trình tinh • Điều kiện lạnh thường thích hợp cho q trình keo tụ lọc Người ta chứng minh q trình bơng tụ khó xảy nhiệt độ 25 ÷ 30oC chí khơng thể đặc biệt loại rượu trắng Lượng chất kết tủa nhiều thu nhiệt độ thấp giải thích đồng lắng thành phần kết hợp polyphenol với gelatin gelatin thuỷ phân quỏ trỡnh tinh sch ã Nhit 14 ữ 16oC nhiệt độ phổ biến cho trình tinh rượu • Nhiệt độ tốt cho q trình tinh nước táo ép 10 ÷ 15oC, bia l ữ 2oC + acid ã Trong rượu, độ acid yếu q trình đơng tụ diễn nhanh • Trong nước táo ép, rượu chưa ủ chín chứa nhiều chất keo bảo vệ độ acid lại có ảnh hưởng ngược lại: độ acid mạnh trình lọc tiến hành dễ dàng • Quả có độ chua cao, hàm lượng tanin thấp lượng gelatin cần dùng để tinh nước thấp + Lượng gelatin sử dụng: lượng gelatin sử dụng nhiều dẫn đến tượng tinh Đặc điểm tượng là: • Độ acid sản phẩm tăng • Cách kiểm tra: thêm vào vài giọt dung dịch tanin vào dung dịch gelatin, không xảy tượng kết tụ chất lỏng trở nên mờ đục • Cách xử lý: sử dụng bentonite để hấp thụ lượng gelatin dư ln có q trình kiểm tra sơ để sử dụng lượng bentonite tối ưu Hình Sử dụng gelatin sản xuất bia, rượu vang, nước trái 4.4 Ứng dụng gelatin công nghiệp sản xuất thịt Việc sử dụng gelatin vào sản phẩm thịt nhằm mục đích tăng hàm lượng protein sản phẩm Vì khả tạo liên kết tốt với nước, gelatin sử dụng để gia tăng hàm lượng ẩm hạ giá thành sản phẩm Tuy nhiên thời gian gần đây, việc sử dụng gelatin lĩnh vực bị cắt giảm tổ chức bảo vệ người tiêu dùng Một số sản phẩm có sử dụng gelatin 4.4.1 Giăm bơng + Đối với giăm bơng có q trình hun khói: bột gelatin hấp thu nước thịt trình chế biến tạo lớp màng giúp hàn kín khối thịt làm nguội + Đối với giăm bơng có trải qua trình nấu: gelatin tạo gel với dịch lỏng tách trình chế biến, trình giúp giữ nước bên chung quanh sản phẩm Gelatin giúp làm cứng lớp thạch thu trực tiếp từ mô liên kết nhằm tạo vẻ hấp dẫn nhát cắt đẹp cho sản phẩm + Gelatin thủy phân thêm vào sản phẩm giăm nhằm tăng hàm lượng protein 4.4.2 Thịt hộp Gelatin tạo gel với nước thất thoát trình chế biến trùng Gelatin sử dụng sản phẩm loại gelatin có độ bền gel cao (200 ÷ 250 bloom) với lượng 0,5 ÷ 2% 4.4.3 Xúc xích Tác dụng: + Gelatin giúp liên kết nước, làm bền hệ nhũ tương + Tạo cấu trúc đồng 4.4.4 Nước thịt đông Nước thịt đông dùng rộng rãi làm lớp phủ trang trí cho sản phẩm thịt như: giăm bơng, patê, thịt hộp Các sản phẩm nước thịt đông truyền thống làm từ gelatin loại B carrageenan Sự kết hợp hai chất mang lại cho sản phẩm nước thịt đơng tính chất sau: Giảm thời gian định hình Gel tạo thành chắc, bền vững Tăng nhiệt độ tan chảy (thêm 10% carrageenan vào gelatin giúp làm tăng độ tan chảy từ 30oc lên 53oc) Hình Gelatin ứng dụng sản xuất thịt CHƯƠNG ỨNG DỤNG CỦA GELATIN TRONG CÁC LĨNH VỰC KHÁC Trong công nghiệp dược phẩm Gelatin thành phần viên ngậm, thuốc đạn, dung dịch đẳng trương chứa từ 0,5-0,77% gelatin thành phần loại thuốc sát trùng sử dụng nước mắt nhân tạo Gelatin ứng dụng làm viên bao nang dược phẩm Viên bao nang gồm loại: vỏ cứng vỏ mềm Với viên bao cứng, sử dụng gelatin có độ bloom cao độ nhớt dung dịch giúp điều chỉnh độ dày thành viên bao Viên bao nang mềm sử dụng gelatin có độ bloom thấp hơn, thơng thường từ 150-200 có bổ sung chất hóa dẻo (sorbitol, propylenglycol, saccharose thường gặp glycerine) Ngoài ra, nha khoa, gelatin cịn có thành phần bọt biển sử dụng để thấm cầm máu Trong công nghiệp nhiếp ảnh Gelatin sử dụng nhiếp ảnh với chức năng: Tác nhân liên kết Tạo nhũ tương gelatin hút nước, tạo thành dung dịch gia nhiệt chuyển thành dạng gel làm nguội, sau chiết hình thành trạng thái bền Thể tích trương nở gelatin bảo đảm cho phản ứng hóa học diễn suốt trình tráng phim Trong lĩnh vực mỹ phẩm Gelatin có chủ yếu da xương thể người động vât Càng già lượng collagen thể giảm xuống khiến tế bào da bị lão hóa khơng có tính đàn hồi lúc trẻ Vì để ngăn ngừa lão hóa da, da bị nhăn tượng tàn nhan da cho người, việc sản xuất loại mỹ phẩm chứa collagen cần thiết thời kì Gelatin lĩnh vực khác Ngoài ứng dụng nêu gelatin có tham gia vào hàng loạt ứng dụng đặc biệt khác như: Là thành phần loại màng bao sinh học ứng dụng bao gói: trái cây, thịt cá đặc điểm màng với diện gelatin là: Khả ngăn cản khí chất hịa tan tốt Có khả chống lại oxy hóa, biến màu xâm nhập vi sinh vật tốt Giảm hấp thụ dầu trình chiên Nhược điểm màng gelatin thiếu độ bền học màng dựa gelatin thường kết hợp thêm thành phần khác với tỷ lệ thích hợp để nâng cao độ bền học Là thành phần loại thức ăn cho thú kiểng: loại thức ăn gelatin đóng vai trị tác nhân liên kết đồng thời tác nhân giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm cách nâng cao hàm lượng protein Ngồi gelatin cịn giúp bảo vệ vitamin có loại thức ăn cho động vật thông qua phương pháp vi bao Là thành phần quan trọng môi trường nuôi cấy vi sinh vật thông qua khả tạo gel giá trị dinh dưỡng cao Trong loại phân bón đặc biệt gelatin đóng vai trị vi bao muối để trì hỗn q trình phân giải thành phần hoạt tính Trong sản phẩm mỹ phẩm gelatin có chức giữ ẩm cho da tóc Trong xây dựng gelatin hịa trộn với bêtơng tham gia vào trình giữ nước, làm cho bề mặt bêtơng khơng bị nứt nẻ Trong q trình sản xuất da nhân tạo: bột gelatin sử dụng để kết hợp với chất nhựa tổng hợp tạo da KẾT LUẬN Như qua việc tìm hiểu đề tài này, nhận thấy tầm quan trọng gelatin cơng nghệ thực phẩm nói chung lĩnh vực khác nói riêng Sau thời gian tìm hiểu em hồn thành xong đồ án Mặc dù tham khảo nhiều tài liệu khác tài liệu có khác số thông số TÀI LIỆU THAM KHẢO ... carrageenan vào gelatin giúp làm tăng độ tan chảy từ 30 oc lên 53oc) Hình Gelatin ứng dụng sản xuất thịt CHƯƠNG ỨNG DỤNG CỦA GELATIN TRONG CÁC LĨNH VỰC KHÁC Trong công nghiệp dược phẩm Gelatin thành... quan trọng gelatin công nghệ thực phẩm nói chung lĩnh vực khác nói riêng Sau thời gian tìm hiểu em hồn thành xong đồ án Mặc dù tham khảo nhiều tài liệu khác tài liệu có khác số thơng số TÀI LIỆU... thuộc vào nồng độ loại gelatin 3. 4.2 Gelatin dung dịch Gelatin dung dịch đường Trong công nghiệp sản xuất thực phẩm, gelatin dùng nhiều lĩnh vực kẹo nên sử dụng cần quan tâm mối tương tác gelatin