GELATIN và ỨNG DỤNG TRONG LĨNH vực THỰC PHẨM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM

MƠN HOẠT CHẤT BỀ MẶT

Đề tài: GELATIN VÀ ỨNG DỤNG TRONG
LĨNH VỰC THỰC PHẨM

GVHD: TS. PHAN NGUYỄN QUỲNH ANH
SVTH: NGUYỄN THỊ MỸ XUYÊN
MSSV: 18139230
LỚP: DH18HT

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2022


MỤC LỤC

MỤC LỤC ........................................................................................................................ i
DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................................. iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................ iv
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. v
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GELATIN .................................................................. 1
1.1

Lịch sử phát triển các ứng dụng của gelatin ...................................................... 1

1.2

Định nghĩa .......................................................................................................... 3

1.3

Cấu trúc .............................................................................................................. 4

1.4

Phân loại ............................................................................................................. 8

1.5

Lợi ích của gelatin đối với sức khỏe ................................................................ 11

1.6

Tiêu chuẩn chất lượng của gelatin ................................................................... 12

1.6.1

Chỉ tiêu cảm quan .................................................................................. 12

1.6.2

Chỉ tiêu hóa – lý ..................................................................................... 12

1.6.3

Các chỉ tiêu vi sinh vật........................................................................... 12

CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CỦA GELATIN ............................................................... 13

2.1

Tính chất vật lý ................................................................................................ 13

2.2

Tính chất hóa học ............................................................................................. 14

2.2.1

Tính chất gel - độ bền gel ...................................................................... 14

2.2.2

Độ nhớt .................................................................................................. 14

2.2.3

Tính lưỡng tính ...................................................................................... 14

2.2.4

Điểm đẳng điện ...................................................................................... 15

2.2.5

Tính hịa tan của gelatin ......................................................................... 16

2.2.6

Tính ổn định gelatin ............................................................................... 16

2.2.7

Tính trương phồng ................................................................................. 16

2.2.8

Tinh đơng đặc ........................................................................................ 17

2.2.9

Giá trị HLB của gelatin.......................................................................... 17

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA GELATIN TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM.... 18
3.1

Trong sản xuất bánh kẹo .................................................................................. 18

i


3.2

Trong sản xuất sữa và các sản phẩm từ sữa ..................................................... 19

3.3

Trong sản xuất kem .......................................................................................... 21

3.4

Trong sản xuất thịt ........................................................................................... 22

3.5

Các sản phẩm tráng miệng ............................................................................... 23

3.6

Sản phẩm rượu và nước trái cây ...................................................................... 23

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN ............................................................................................. 24
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 25

ii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. Gelatin thương mại dưới dạng bột...................................................................... 4
Hình 2. Cấu trúc hóa học phân tử của gelatin ................................................................. 5
Hình 3.Thành phần acid amin trong gelatin .................................................................... 7
Hình 4. Hình ảnh gelatin dạng lá ..................................................................................... 8
Hình 5. Hình ảnh gelatin dạng bột................................................................................... 9
Hình 6. Sản phẩm kẹo dẻo làm từ gelatin ..................................................................... 19
Hình 7. Sữa chua trái cây vinamilk chứa gelatin ........................................................... 21

iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. Các thành phần trong gelatin ............................................................................. 5
Bảng 2. Tỷ lệ các nguyên tố trong gelatin ....................................................................... 6
Bảng 3. Thành phần acid amin thu được khi thủy phân 100g mẫu gelatin ..................... 6
Bảng 4. Sự khác biệt cơ bản giữa 2 loại gelatin .............................................................. 8
Bảng 5. Chỉ tiêu hóa – lý của gelatin (theo TCVN 12099:2017) .................................. 12
Bảng 6. Chỉ tiêu vi sinh vật của gelatin (theo TCVN 12099:2017) .............................. 12
Bảng 7. Khả năng ứng dụng của gelatin vào độ Bloom ................................................ 18

iv


LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây nhu cầu về gelatin trên Thế giới nói chung cũng như
Việt Nam nói riêng ngày càng lớn bởi các ứng dụng tuyệt vời và rộng rãi của nó trong
nhiều lĩnh vực khác nhau.
Trong 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,..) 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.
Ở đề tài này, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu rõ hơn về gelatin cũng như ứng dụng
của nó trong lĩnh vực thực phẩm.
Với thời gian thực hiện cũng như vốn kiến thức còn hạn chế. Đề tài của em có lẽ
cịn nhiều thiếu sót và khuyết điểm. Rất mong nhận được sự góp ý và nhận xét từ quý
Thầy Cô ạ!

v


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GELATIN
1.1 Lịch sử phát triển các ứng dụng của gelatin[1],[8],[9]
Từ gelatin đã trở nên phổ biến từ những năm 1700, được bắt nguồn từ tiếng Latin
là “gelatus”, nghĩa là màng hay chất làm đông.
Gelatin được sử dụng như một chất điều trị và thực phẩm có từ thời cả người Trung
Quốc cổ đại và người Ai Cập cổ đại.
Ở Trung Đông 8.000 năm trước, khi người ta nấu mơ động vật, họ đã tìm thấy một
loại kẹo cao su dính.
Cách đây 5.000 năm, người Ai Cập cổ đại đã sử dụng keo động vật trộn với keo
dán gỗ làm chất kết dính đồ nội thất.
Năm 1682, nhật ký của John Evelyn, một người đàn ông Anh có đề cập đến "thạch
làm từ xương bị", ám chỉ chất gelatin được sản xuất từ xương của gia súc.
Năm 1754, bài báo đầu tiên trong lĩnh vực chất dính được đăng ở Anh về việc sản
xuất chất hồ dán tự nhiên với thành phần cơ bản là gelatin và một vài chất khác. Vương
quốc Anh nhận bằng sáng chế đầu tiên về sản xuất gelatin.
Giá trị dinh dưỡng của gelatin đã được công nhận vào năm 1800-1815 và được
nghiên cứu một cách có hệ thống như một loại protein.
Nm 1834, dc s ngi Phỏp Franỗois Mott t mt túi da nhỏ chứa đầy thủy
ngân vào gelatin cô đặc, để nguội và làm khơ, sau đó lấy một lớp màng mỏng bao bọc
túi da để tạo thành các viên nang gel ban đầu.
Năm 1845, Peter Cooper nhận được bằng sáng chế cho bột tráng miệng gelatin có
tên Portable Gelatin (Bằng sáng chế Hoa Kỳ 4084).
Sau năm 1860, gelatin bắt đầu được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác
nhau, chẳng hạn như sử dụng nó làm vật liệu cảm quang trong ngành nhiếp ảnh
-

Giai đoạn 1866-1990:

1


Ở Đức: Gelatin sản xuất trở nên rất phổ biến trong thời gian này, và tổng cộng 16
nhà máy được báo cáo 1900. Một số được dựa trên các cây keo sửa đổi, và những người
khác bắt đầu khi các xưởng thuộc da quyết định nâng cấp giá trị ẩn bởi sản phẩm của họ
chia tách và miếng thay vì bán hoặc bán phá giả.
-

Giai đoạn 1901-1914:

Đây là giai đoạn tăng trường nhanh chóng cho ngành cơng nghiệp gelatin. Tại
Pháp, cả Coignet và Rousselot phát triển doanh nghiệp của họ rất thành công.
-

Giai đoan 1915-1918:

Chiến tranh thế giới thứ nhất đã có một tác động rất tiêu cực đến sản xuất gelatin.
Châu Âu nhập khẩu nguyên liệu giảm, các tiện ích khan hiếm, và sản xuất giảm ở Đức
vào năm 1918 khoảng 1/3 của mức bình thường. Các nhà máy ở Bỉ cũng đã ngừmg sản
xuất trong chiến tranh. Nhưng ở Pháp, các nhà máy Pháp, các nhà máy Coignetlsle-surSorgue mở rộng, và rất sớm (năm 1918) đã lợi dụng nhu cầu thị trường. Chủ yếu thị
trường sản xuất gelatin ứng dụng trong lĩnh vực nhiếp ảnh đã được phát triển liên quan
đến tầm quan trọng của việc sử dụng quân sự của nhiếp ảnh.
-

Giai đoạn 1919-1939:

Ngay sau khi kết thúc chiến tranh, ngành công nghiệp gelatin hồi phục nhanh chóng
và mở rộng trên tồn thế giới.

-

Giai đoạn 1940-1948:

Chiến tranh thế giới thứ hai ảnh hưởng đến toàn bộ ngành công nghiệp gelatin ở
Châu Âu rất nhiều. Một số nhà máy đã bị phá hủy hồn tồn và khơng được xây dựng
lại. Trong chiến tranh, để phục vụ cho mục đích chụp ảnh vi tầm quan trọng qn sự của
mình, hầu hết các nhà máy khác ở lục địa châu Âu đã đóng cửa.
-

Giai đoạn 1949-1972:

2


Sau chiến tranh, Coignet và Rousselot chi phối trong ngành công nghiệp gelatin ở
Pháp. Những năm 1960 công ty Weishardt ít phát triển. Nhưng sau đó họ mở rộng và
bắt đầu xuất khẩu số lượng lớn của gelatin như da heo, chủ yếu là Đức.
-

Giai đoạn 1973-1993:

Năm 1973 WHO đã đưa tiêu chuẩn nhận biết và độ tinh sạch của gelatin thực phẩm
và xem gelatin như một loại thực phẩm chứ không phải là phụ gia.
Tại thời điểm này, Italy mở rộng nhà máy của họ xấp xỉ 3000 tấn/năm năng lực và
bắt đầu sử dụng da của lợn, như nhiều người trong số các xưởng thuộc da của Ý đã bị
đóng cửa bởi các cơ quan có thẩm quyền vì ơ nhiễm bởi nước thải của họ.
-

Giai đoạn 1994-2005:

Trong năm 1996, Rousselot đã trở thành công ty đầu tiên để di chuyển vào Trung
Quốc, thành lập một liên doanh Khai Bình với một nhà sản xuất địa phương để sản xuất
gelatin. Năm 2001, một nghiên cứu mang tính quốc tế được khởi xướng dưới sự bảo trợ
của ủy ban âu châu một lần nữa xác nhận rằng gelatin được sản xuất theo quy trình đảm
bảo an tồn tối đa cho người sử dụng.
1.2 Định nghĩa
Hiện nay có nhiều cách khác nhau để định nghĩa gelatin:[7]
-

Năm 1967, Ramachandran định nghĩa gelatin là một polypeptide có khối lượng
phân tử lớn có nguồn gốc từ collagen - một thành phần protein chỉnh của mơ
liên kết có nhiều trong xương, da và nội tạng.

-

Năm 1987, Rose định nghĩa gelatin là tử để chỉ những hợp chất protein có
nguồn gốc từ collagen.

-

Năm 1998, Bailey và Paul định nghĩa gelatin về căn bản là protein tinh sạch
dùng trong thực phẩm được thu nhận collagen đã bị thối hóa do nhiệt, có cấu
trúc như protein động vật.

3


-

Năm 1990, tổ chức Y khoa của Mỹ (USP - United States Pharmacopeia) định
nghĩa gelatin là một sản phẩm của q trình phân giải collagen có nguồn gốc từ
da, xương của động vật.

Hình 1. Gelatin thương mại dưới dạng bột
Gelatin là chất hoạt động bề mặt có nguồn gốc tự nhiên.
1.3 Cấu trúc
Gelatin là một protein tạo bởi axit amin sắp xếp trên một chuỗi đường thẳng và
được liên kết bởi sự kết hợp của hai hay nhiều axit amin, là hỗn hợp dị hệ của sợi
polypeptid sợi đơn và sợi đa, mỗi sợi có cấu hình proline xoắn ốc bên trái, chứa từ 300
- 400 amino acid[6]
Cấu trúc của Gelatin được hình thành từ sự liên kết của 18 loại amino acid khác
nhau, liên kết theo một trật tự nhất định, tuần hồn tạo nên chuỗi polypeptide có khoảng
1000 acid amin, hình thành nên cấu trúc bậc 1. Gelatin chứa một lượng lớn glycine,
proline và 4 – hydroxyproline. Độ dài chuỗi dài ngắn khác nhau phụ thuộc vào nguồn
nguyên liệu và phương pháp sản xuất. Mỗi chuỗi có một đầu là amino, cịn một đầu là
nhóm carboxyl[6]
Gelatin có cấu trúc thường gặp là Gly – X – Y (với X chủ yếu là nhóm proline cịn
Y chủ yếu là nhóm hydroxyroline) [7]
Cứ 3 chuỗi polypeptide xoắn lại theo hình xoắn ốc tạo nên cấu trúc bậc 2. Ở cấu
trúc bậc 3, chuỗi xoắn đó tự xoắn quanh nó, tạo nên cấu trúc phân tử dạng dây thừng,
gọi là proto fibril[7]

4


Cấu trúc hóa học cơ bản là – Ala - Gly- Pro - Arg - Glu - 4Hyp - Gly - Pro [4]

Hình 2. Cấu trúc hóa học phân tử của gelatin
Hầu hết Gelatin thương mại có khối lượng phân tử từ 15000 đến 250000 đvc,

thường thì Gelatin có khối lượng phân tử từ 50000 đến 70000 dvc[6]
Gelatin cũng giống như những phân tử protein khác, thành cấu trúc chỉnh của
Gelatin là chuỗi polypeptid lớn và phức tạp với thành phần amino acid giống như
Collagen. [6]
Có 18 loại amino acid khác nhau: Glycine, Alanine, Valine, Leucine, Isoleucine,
Serine, Threaonine, Methionine, Aspartic acid, Glutamic acid, Lysine, Huydroxylysine,
Arginine, Histidine, Phenylalanne, Tytrosine, Prolin, Hydroxylproline[6]
Phân tử Gelatin hướng các nhóm hoạt động ra ngồi mơi trường. Các nhóm như:
Carboxyl, Imidazol, Amino, Guadino có thể ion hóa trong nước.[6]
Các nhóm khơng mang điện là các nhóm Hydroxyl (Serine, Threonin,
hydroxyproline, hydroxylysine, tyrosine) và các nhóm peptide (-CO-NH-) quy định khả
năng tạo liên kết hydro, quy định cấu trúc phân tử.[6]
Bảng 1. Các thành phần trong gelatin[6]
Độ ẩm (%)

Protein(%)

Béo (%)

Cacbohydrat (%)

Fiber (%) Tro (%)

8 - 16

85 - 90

0

0

0

5

≤ 20


Bảng 2. Tỷ lệ các nguyên tố trong gelatin[6]
Nguyên tố

Tỷ lệ (%)

C

48,7 – 51,5

N

6,5 – 7,2

N

17,5 – 18,8

O

24,2 – 26,2

S

0,3 – 0,7

Thủy phân hoàn toàn gelatin sẽ thu được hỗn hợp 18 amino acid với tỷ lệ các loại
acid amin này có thể thay đổi tùy theo nguyên liệu tách chiết gelatin và quá trình chế
biến gelatin.
Bảng 3. Thành phần acid min thu được khi thủy phân 100g mẫu gelatin[7]
Khối lượng (gam)

Acid amin
Glycine

26 – 31

Alanine

8 – 11

Valine

2,6 – 3,4

Leucine

3,0 – 3,5
1,4 – 2

Isoleucine
Phenylalanne

2–3

Tryptophane

-

Serine

2,9 – 4,2

Threaonine

2,2 – 4,4

Tytrosine

0,2 – 1

Proline

15 – 18

6


Hydroxylproline

13 – 15

Methionine

0,7 – 1

Cysteine

-

Cystine

Vết

Lysine

4–5

Arginine

8–9

Histidine

0,7 – 1

Aspartic acid

6–7

Glutamic acid

11 – 12

Huydroxylysine

0,8 – 1,2

Tuy nhiên, ta vẫn có giá trị tương đối chính xác như sau: Aspartic acid (6%),
Arginine (7,8%), Alanine (9%), Glutamic acid (10%), Proline và Hydroproline (24,3%),
Glycine (21,4%), các amino acid khác (21,5%)

Hình 3.Thành phần acid amin trong gelatin
Nguồn nguyên liệu sản xuất gelatin dồi dào nhất là da lợn (46%), da bò (29.4%) và
xương lợn, gia cầm (23.1%). Gelatin từ da cá chiếm rất ít 1.5% tổng sản phẩm gelatin
trong năm 2007.

7


1.4 Phân loại
 Phân loại theo cách sản xuất:
Gelatin bao gồm hai loại là gelatin loại A và gelatin loại B, cụ thể như sau: Dựa
vào nguồn gốc và phương thức sản xuất người ta phân gelatin thành 2 loại chính[2]:gelatin
A và gelatin B. Gelatin loại A được điều chế từ da lợn bằng cách thủy phân trong môi
trường axit. Gelatin loại B được điều chế từ da và xương các động vật khác bằng cách
thủy phân trong môi trường kiềm.
Bảng 4. Sự khác biệt cơ bản giữa 2 loại gelatin
Loại A

Loại B

pH

3,8 – 5,5

5,0 – 7,5

Điểm đẳng điện

7,0 – 7,9

4,7 – 6,0

Độ tro (%)

0,3 – 2,0

0,5 – 2,0

 Phân loại theo đặc điểm hình thái:
Gelatin được chia làm 2 loại là:
 Gelatin dạng lá

Hình 4. Hình ảnh gelatin dạng lá

8


 Gelatin dạng bột

Hình 5. Hình ảnh gelatin dạng bột
 Dựa vào độ “Bloom”:

Có thể phân thành 3 loại: gelatin độ bloom cao, gelatin độ bloom trung bình và
gelatin độ bloom thấp.
Độ bền của gel, còn được gọi là giá trị “bloom”, là thước đo độ bền và độ cứng của
gelatin, thể hiện trọng lượng phân tử trung bình của các thành phần của nó và thường là
nằm trong khoảng 30-300 bloom. Gelatin có độ bloom < 150 có độ bền thấp, 150 - 220
có độ bền trung bình và 220 - 300 có độ bền cao. Giá trị độ bền (độ đơng đặc) càng cao
thì độ bền gel càng mạnh. Dựa trên các loại sản phẩm được yêu cầu và chức năng của
nó để áp dụng các giá trị độ bền khác nhau của gelatin.
 Một số loại gelatine khác:[7]
 Gelatin tan trong nước lạnh
Các loại gelatin thông thường được sản xuất bằng cách tạo gel sau đó đem sấy nên
gelatin thành phẩm ở dạng hạt thơ có cấu trúc gel chặt chẽ. Khi muốn hòa tan tạo dung
dịch gelatin ta phải gia nhiệt để tạo điều kiện cho nước xâm nhập vào hạt gel vì khi gia
nhiệt các liên kết trong hạt gelatin sẽ yếu đi và nước sẽ dễ dàng xâm nhập vào hạt gelatin.

9


Để bỏ qua giai đoạn gia nhiệt giúp việc hòa tan gelatin nhanh và dễ dàng, người ta
đã tạo ra gelatin có khả năng tan trong nước lạnh.
Đây là loại gelatin được tạo ra khi sấy mà không qua quá trình tạo gel, do đó mà
sản phẩm có cấu trúc vơ định hình. Cấu trúc này cho phép gelatin trương nở rất nhanh
và rất mạnh trong nước lạnh. Mạng phân tử ba chiều của nó liên kết lỏng lẻo, sự sắp xếp
của các phân tử là hoàn toàn ngẫu nhiên, lực liên kết giữa các phân tử cũng như lực liên
kết nội phân tử rất yếu nên nước có thể dễ dàng xâm nhập vào cấu trúc phân tử với một
lượng lớn nhất có thể và tạo thành cấu trúc tương tự gel.
Loại gelatin này hút ẩm mạnh, trong quá trình hịa tan gelatin rất dễ bị vón cục,
khó tạo gel khi nồng độ thấp và cấu trúc khối gel không chắc bằng gel tạo thành như
cách thông thường.
Gelatin loại này thường được dùng để làm chất ổn định trong một số thực phẩm

như bánh gatơ, các món tráng miệng.
 Gelatin thủy phân
Gelatin loại này được tạo ra do quá trình phân giải collagen sâu sắc. Gelatin thành
phẩm có khối lượng phân tử thấp khoảng 3000 – 20000, có khả năng hịa tan trong nước
lạnh và khơng có khả năng tạo gel. Dung dịch gelatin có độ nhớt thấp 20 – 50 mPas ở
nồng độ 35% tại 25 độ C. Gelatin loại này thường được sản xuất bằng cách sử dụng
enzym thực hiện q trình thủy phân, sau đó tiệt trùng, cô đặc và cuối cùng là sấy phun.
Điểm đặc biệt của gelatin loại này là khơng có vị đắng như các sản phẩm thủy phân
tử các protein khác. Do đó, gelatin thủy phân được sử dụng cho nhiều sản phẩm thực
phẩm như chất tạo cấu trúc cho các sản phẩm sữa, chất tạo nhũ trong công nghệ chế biến
các sản phẩm từ thịt, là nguồn protein trong thực phẩm ăn kiêng, chất làm trong cho một
số loại thức uống, là chất mang trong q trình tạo hạt mà khơng làm biến đổi các tính
chất vật lí, hóa học của hạt, chất tạo bọt...
 Gelatin ester hóa

10


Gelatin được ester hoá bởi các acid béo, điều này giúp cải thiện khả năng tạo nhũ
của gelatin đồng thời làm tăng khả năng ứng dụng của các acid béo mà bản thân một
mình acid béo đó khơng thể bổ sung trực tiếp vào thực phẩm do không tan được trong
nước, dễ bị oxy hóa...
1.5 Lợi ích của gelatin đối với sức khỏe
-

Là một loại protein

Gelatin chứa đến 98 đến 99% protein mặc dù đó khơng phải là một protein hồn
chỉnh, nó khơng chứa các axit amin thiết yếu. Tuy nhiên trong gelatin lại có một lượng
nhỏ các vitamin và khoáng chất.

-

Cải thiện chắc khỏe xương

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng gelatin được sử dụng như là một điều trị cho các vấn đề
về xương như viêm xương khớp. Đây là dạng phổ biến nhất của viêm khớp dẫn đến đau
đớn và cứng khớp. Việc dùng chất bổ sung gelatin sẽ làm giảm đáng kể đau đớn khớp.
-

Cải thiện chức năng về não

Gelatin có lượng glycine cao, có liên quan đến chức năng não. Các nghiên cứu cho
thấy dùng gelatin sẽ giúp cải thiện trí nhớ và sự chú ý. Ngồi ra, nó giúp cải thiện các
rối loạn tâm thần như tâm thần phân liệt.
-

Giúp giảm trọng lượng

Gelatin khơng có chất béo và ít carbohydrate. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng
gelatin giúp giảm thèm ăn và giữ cho dạ dày của bạn no đủ trong một thời gian dài. Điều
này giúp bạn giảm cân.
-

Cải thiện sức khỏe đường ruột và tiêu hóa

Gelatin có lợi cho việc ngăn ngừa tổn thương đường ruột và cải thiện lớp lót của
đường tiêu hóa. Điều này giúp ngăn ngừa hội chứng ruột bị rị rỉ. Ngồi ra, gelatin có
thể cải thiện khả năng sản xuất ra các chất tiết axit trong dạ dày đủ để tiêu hóa đúng
cách.

11


1.6 Tiêu chuẩn chất lượng của gelatin
1.6.1 Chỉ tiêu cảm quan
Dạng tấm (phiến), mảnh, mảnh vụn (vẩy) hoặc từ dạng bột thô đến mịn, màu vàng
nhạt hoặc màu hổ phách, độ màu thay đổi theo cỡ hạt và có mùi đặc trưng của nước thịt
hầm; ổn định trong khơng khí nếu ở dạng khô nhưng bị hư hỏng do vi sinh vật khi bị ẩm
hoặc trong dung dịch.
1.6.2 Chỉ tiêu hóa – lý
Bảng 5. Chỉ tiêu hóa – lý của gelatin (theo TCVN 12099:2017)
Tên chỉ tiêu

Mức

Hao hụt khối lượng sau khi sấy, % khối lượng, không lớn

18

hơn
Hàm lượng lưu huỳnh dioxit, mg/kg, không lớn hơn

40

Hàm lượng tro tổng số, % khối lượng, không lớn hơn

2

Hàm lượng asen mg/kg, không lớn hơn

1

Hàm lượng chì, mg/kg, khơng lớn hơn

1,5

Hàm lượng cadimi, mg/kg, không lớn hơn

0,5

Hàm lượng thủy ngân, mg/kg, không lớn hơn

0,15

1.6.3 Các chỉ tiêu vi sinh vật
Bảng 6. Bảng Chỉ tiêu vi sinh vật của gelatin (theo TCVN 12099:2017)
Tên chỉ tiêu

Mức

Tổng số vi sinh vật hiếu khí, CFU/g, nhỏ hơn

104

Enterobacteriaceae vi khuẩn nhóm coli-aerogens, CFU/g, nhỏ hơn

10

Streptococci nhóm Lancefield, CFU/g, nhỏ hơn

102

12


CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CỦA GELATIN
2.1 Tính chất vật lý
Gelatin là chất rắn dạng miếng, vảy, bột và hạt, không mùi, khơng vị, cứng, giịn,
màu vàng rất nhạt đến hổ phách, trong suốt, có độ ẩm từ 9-12 % và tỉ trọng 1,3-1,4. Màu
sắc của bột phụ thuộc trên nguồn gelatin. Với gelatin có nguồn gốc từ da bị, da lợn có
màu hơi vàng so với gelatin có nguồn gốc từ cá. Tuy nhiên, nói chung màu sắc khơng
ảnh hưởng đến các đặc tính của gelatin.[5]
Gelatin là một thực phẩm, khơng phải là phụ gia thực phẩm nên khơng có giới hạn
sử dụng.[6]
Tính chất gelatin phụ thuộc vào pH, nguyên liệu thu nhận, nhiệt độ, nồng độ, thời
gian và phương pháp chế biến.[6]
Gelatin là một chất keo sinh học được ứng dụng nhiều trong sản xuất keo.[6]
Trong nước nóng (< 50 độ C), gelatin sẽ hút nước, trương nở và tan tạo dung dịch
nhớt. Lượng nước gelatin hấp thụ có thể cao gấp 5 – 10 lần khối lượng của gelatin ban
đầu.[7]
Trong dung dịch acid va kiềm, gelatin thì hịa tan rất nhanh.
Gelatin có khả năng tan trong 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.[7]

13

2.2 Tính chất hóa học
2.2.1

Tính chất gel - độ bền gel

Là yếu tố quan trọng đánh giá chất lượng gelatin khi đơng. Nó được đặc trưng bằng
độ Bloom.
Theo định nghĩa, độ Bloom là khối lượng tính bằng gam cần thiết tác dụng lên bề
mặt gel tạo bởi ống có đường kính 14,7mm để khối gel lún xuống 4mm. Khối gel có
hàm lượng gelatin là 6,67 %, được giữ ở 10 độ C trong 16-18h.[6]
Độ bền gel phụ thuộc vào nồng độ gelatin và khả năng hình thành gel. Gelatin có
khả năng hình thành và ổn định liên kết hydro với phần tử nước để hình thành dạng cấu
trúc gel ổn định 3 chiều. Gelatin thu từ động vật có Bloom cao hơn và ổn định hơn từ
cá.[6]
Gelatin có khả năng tạo gel mà không cần dùng phối hợp với chất khác, đó là tính
chất quan trọng của gelatin.
2.2.2

Độ nhớt

Độ nhớt cũng quan trọng như khả năng tạo gel và cũng phụ thuộc vào nhiệt độ, lẫn
nồng độ. Độ nhớt tỉ lệ thuận với nồng độ dung dịch và tỉ lệ nghịch với nhiệt độ. Dưới 20
độ C, dung dịch sẽ tồn tại ở dạng gel (ngoại trừ nồng độ quá thấp). Trong khoảng 20-35
độ C, dung dịch vừa tồn tại ở dạng gel vừa tổn tại ở dạng dung dịch nhớt hoặc ở dạng
chất lỏng có độ nhớt khơng ổn định. Trên 35 độ C, các phân tử gelatin trở nên rời rạc,
cho dù có tăng nồng độ gelatin trong dung dịch thì chúng vẫn khơng liên kết với nhau.[6]
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.

2.2.3

Tính lưỡng tính [6]

Gelatin là một protein điển hình, có khả năng hoạt động như một acid hay một
base. Tính chất lưỡng tính là do các nhóm cacboxyl (- COOH) thể hiện tính acid, và
nhóm amin (-NH2) thể hiện tính kiểm được tạo ra trong suốt quá trình thủy phân. Một

14


cách tổng quát gelatin tổn tại trong dung dịch dưới dạng lưỡng cực +NH3 - CH2 - COOthường được gọi là ion “Zwitter "
Do vậy, gelatin là một protein điện ly lưỡng tính:
-

Trong mơi trường acid, sự phân ly của nhóm acid bị kìm hãm, gelatin tác dụng
như một bazơ, tích điện “+” (Cation), chuyển về cực “-” trong diện trường.

-

Ngược lại trong môi trường kiểm sự phân ly của nhóm bazơ bị kìm hãm, gelatin
tác dụng như một acid, tích điện “-” (Anion) và chuyển về cực “+” trong điện
trường

Tính lưỡng tính được xác định dễ dàng khi cho phản ứng với acid hay bazơ
2.2.4

Điểm đẳng điện [6]

Phân tử gelatin tích điện trong dung dịch kiềm hay acid, chúng sẽ di chuyển trong

điện trường.
Ở pH = 2 tất cả các nhóm cacboxyl khơng tích điện, phân tử gelatin mang điện tích
dương cực đại (do điện tích nhóm amino và guanidino).
Khi pH tăng các nhóm cacboxyl bắt đầu tích điện và ở pH = 6,5 tất cả các caboxyl
tích điện âm. Điện tích của phân tử ảnh hưởng đến tinh chất của gelatin.
Ở pH mà khơng có sự di chuyển xảy ra gọi là điểm đẳng điện và tại pH này, dung
dịch gelatin kém bền nhất, dễ tủa, có hàm lượng tối đa các phân tử protein khơng tích
điện.
Nó được xác định một cách dễ dàng bởi hỗn hợp trao đổi ion resin và được biểu
hiện bởi đơn vị pH.
Tính lưỡng tính và điểm đẳng điện của gelatin loại A năm trong khoảng pH = 8-9
và phụ thuộc vào thời gian xử lý
Trong khi đó, gelatin loại B có điểm đẳng điện là 5,2 sau 4 tuần ngâm với nước vôi
giá trị này sẽ được giảm dần xuống 4,8 nếu thời gian ngâm kéo hơn 4 tuần. Ngoài ra,

15


điểm đẳng điện còn phụ thuộc vào nồng độ muối trong dung dịch. Điểm đẳng điện có
thể xác định ở giả trị pH mà tại đó gelatin có độ cực đại
2.2.5

Tính hịa tan của gelatin[6]

Gelatin tan một phần trong nước. Gelatin khô sẽ phồng lên hay ngậm nước khi
khuấy ở trong nước (hỗn hợp không chứa quả 34 % gelatin). Ở nhiệt độ 40 độ C gelatin
và với thời gian là 30 phút, gelatin sẽ hịa tan hồn tồn tạo thành dung dịch đồng nhất.
Mức độ hòa tan của gelatin phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ và kích thước phân tử.
Gelatin tan trong các dung môi polyhydric alcohols như: glycerol, propylene,
glycol, sorbitol... những dung môi này sử dụng để làm giảm độ cứng của các tấm gelatin

phim. Gelatin không tan trong alcohols, acetone, cacbon tetrachloride, benzen,
petroleum và hầu hết trong các dung mơi hữu cơ khơng phân cực.
2.2.6

Tính ổn định gelatin [6]

Gelatin khô được bảo quản trong điều kiện kín ở nhiệt độ phịng có thể bảo quản
trong nhiều năm.
Tính ổn định của gelatin phụ thuộc vào nhiệt độ và pH. Sự giảm độ bền gel và độ
nhớt theo thời gian có thể hạn chế nếu giữ gelatin trong giới hạn pH từ 5-7 và nhiệt độ
thấp.
Duy trì tính ổn định là chức năng của pH và các chất điện giải trong dung dịch
gelatin và nó sẽ giảm khi nhiệt độ tăng.
Dung dịch hoặc gel gelatin có tinh mẫn cảm với vi khuẩn và các enzyme phân hủy
protein.
2.2.7

Tính trương phồng [6]

Đặc tính trương phồng của gelatin khơng những quan trọng trong sự savon hóa mà
cịn trong q trình sản xuất phim ảnh và sự hòa tan của bao con nhộng trong dược phẩm.

16


Trong gelatin, những liên kết ngang được cho rằng có liên quan đến sự ảnh hưởng
đến nhau giữa các chuỗi và điều này làm giảm sự trương phồng. Sự ổn định những liên
kết ngang phụ thuộc vào pH, nhiệt độ, thời gian và chất điện giải.
Sự ảnh hưởng của pH và chất điện giải đến sự trương phồng được giải thích bởi
thuyết cân bằng của Donnan khi xử lý gelatin như một mảng bán thẩm. Điều này đã giải

thích tại sao gelatin biểu hiện độ trương phồng thấp nhất ở điểm đẳng điện của chúng.
Các chất điện giải ảnh hưởng đến sự trương phồng của gelatin được sắp xếp theo trật tự
của Hofmeister như sau: Ba2+, Ca2+, Mg2+, Cs2+, Rb2+, NH4+, K+, Na+, Li+, SO4-,
CH3COO-, Cl-, Br-, NO3-, I-, SCNTại pH thấp hơn điểm đẳng điện, các anion sẽ ảnh hưởng đến sự phồng, trong khi
ở pH cao hơn pH của điển đẳng điện, thì cation đóng vai trị làm giảm sự phồng. Các
anion sẽ phá vỡ sự liên kết hydro vốn là nhân tố làm gia tăng sự phổng.
2.2.8

Tinh đơng đặc [6]

Gelatin có tính chất hình thành gel-dung dịch thuận nghịch. Nhiệt độ đông đặc phụ
thuộc vào hàm lượng proline và hydroproline.
Gelatin có nguồn gốc từ gia súc có nhiệt độ tạo gel cao 30-35°C.
Gelatin da cá, hàm lượng proline và hydroproline thấp có nhiệt độ tạo gel thấp 810°C.
2.2.9

Giá trị HLB của gelatin

Hydrophile-Lipophile-HLB: Mối tương quan ái nước – ái dầu
Thang đo: 1 – 20
Giá trị HLB của gelatin là 9,8.

17


CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA GELATIN TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM
Gelatin được coi là một thực phẩm an toàn và dễ sử dụng. Do đó, nguyên liệu này
được sử dụng trong nhiều sản phẩm thực phẩm do có tính linh hoạt của thành phần, có
các chức năng như: tạo gel, kết dính, liên kết nước, nhũ hóa, tạo bọt, tạo màng và tạo độ
nhớt.

 Khả năng ứng dụng của gelatin trong thực phẩm tùy theo độ Bloom được minh họa
như sau:
Bảng 7.Bảng Khả năng ứng dụng của gelatin vào độ Bloom[6]
Loại thực phẩm

Mức độ sử dụng (%)

Bloom

Sản phẩm từ sữa

0,2 – 1,0

150 – 250

Thực phẩm đông lạnh

0,1 – 0,5

225 – 250

Kẹo dẻo

1,7 – 2,5

225 – 275

Vỏ kẹo

0,5 – 1,0

50 – 100

Bánh xốp

0,5 – 1,0

50 – 100

Sản phẩm từ thịt

1,0 – 5,0

175 – 275

0,02 – 0,15

100 – 200

Rượu, bia và nước trái cây

3.1 Trong sản xuất bánh kẹo
Đây là lĩnh vực được ứng dụng nhiều nhất. Gelatin được sử dụng trong các sản
phẩm bánh kẹo chiếm tỷ lệ 6 – 9%.[11]
Gelatin được xem như một chất ổn định và có thể duy trì cấu trúc tinh thể của
đường cho các sản phẩm bánh như: đông đặc, lên men, nhân bánh và kẹo dẻo. Ngồi ra,
vì đặc tính đánh bơng và ổn định. Gelatin được sử dụng trong kẹo dẻo vì đặc tính dẻo
của nó, như kẹo dẻo gấu, kẹo cao su,… Gelatin cịn tương thích với các chất tạo dẻo
khác như tinh bột pectin và gum Arabic. Do đó, chúng có thể kết hợp với nhau để tạo ra

18


nhiều sản phẩm cấu trúc khác nhau. Các sản phẩm có sử dụng gelatin như: kẹo bơng
đường, viên nén, kẹo hạnh nhân nougat…
Trong kẹo, gelatin giữ vai trò:
 Chất tạo bọt: làm giảm sức căng bề mặt của pha lỏng.
 Chất ổn định: tạo độ bền cơ học cần thiết tránh biến dạng sản phẩm.
 Chất liên kết: liên kết một lượng nước lớn kéo dài thời gian bảo quản sản
phẩm.[11]

Hình 6. Sản phẩm kẹo dẻo làm từ gelatin
Trong kẹo dẻo, gelatin cung cấp cho sản phẩm độ dẻo và dai. Trong thống kê, nếu
kẹo dẻo có chứa 1,7 – 2,5% gelatin giúp ngăn chặn sự kết tinh đường, vì vậy có thể giữ
cho kẹo mềm và dẻo hơn. Các sản phẩm như vỏ kẹo có chứa 0,5 – 1% gelatin với vai trị
làm giảm sự tan chảy.[6]
Trong cơng nghiệp sản xuất kẹo mứt, gelatin sử dụng làm chất tạo gel, tạo xốp,
làm chậm quá trình tan kẹo trong miệng với tỷ lệ 2 – 7%.[6]
3.2 Trong sản xuất sữa và các sản phẩm từ sữa
Trong các sản phẩm sữa, gelatin được sử dụng rộng rãi do tính tương thích của nó
với các protein sữa. Nó hoạt động như một chất ổn định, tạo bọt và liên kết với nước,
đặc biệt là đối với sữa chua (bao gồm cả sữa chua ít béo và khơng béo). Nó giúp cải

19