Gelatin từ da cá

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA-ĐHQG TpHCM
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
BÁO CÁO CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT – THỦY SẢN
ĐỀ TÀI:
GELATIN TỪ DA CÁ
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hiền
SVTH: HC07TP
CHƯƠNG I: GELATIN
1.1 Giới thiệu chung
Gelatin là sản phẩm thu được từ collagen. Sản phẩm gelatin thương mại đầu tiên xuất hiện ở
Hà Lan vào khoảng năm 1685, sau đó xuất hiện ở Anh vào khoảng năm 1700. Cuối thế kỷ 19,
ngành công nghiệp sản xuất gelatin xuất hiện, làm tăng thêm ứng dụng và ổn định tính chất sản
phẩm. Năm 1850, công nghiệp sản xuất gelatin xuất hiện tại Mỹ. Nguồn nguyên liệu chính lúc này
là da chưa thuộc và xương. Đến năm 1930, ngành sản xuất này phát triển mạnh mẽ khi da heo
được xem như một nguồn nguyên liệu.
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.
1.2 Định nghĩa
Gelatin là polypeptit cao phân tử thu nhận từ collagen - thành phần protein chủ yếu của mô
liên kết động vật - bao gồm xương, da và gân. Tên “gelatin” được sử dụng phổ biến từ khoảng
năm 1700 có nguồn gốc từ chữ Latin “gelatus”. Thuật ngữ gelatin mặc dù đôi khi được dùng để đề
cập đến các tác nhân tạo gel nói chung nhưng lại riêng dùng để nói đến vật liệu protein tạo ra từ
collagen đã bị thoái hoá do nhiệt.
1.3 Cấu tạo
Cấu trúc phân tử gelatin gồm có 18 amino acid khác nhau liên kết với nhau theo một trật tự

xác định, tuần hoàn, tạo nên chuỗi polypeptide với khoảng 1000 acid amin, hình thành nên cấu
trúc bậc 1. Chuỗi peptide có chiều dài khác nhau phụ thuộc nguồn nguyên liệu, chuỗi có một đầu
là nhóm amino, một đầu là nhóm carboxyl. Cấu trúc thường gặp của gelatin là Gly – X – Y (với X
chủ yếu là nhóm proline còn Y chủ yếu là nhóm hydroxyproline).
Hình 1.1 Cấu trúc Gly – X – Y thường gặp của gelatin.
Gelatin chứa nhiều nhóm glycine, proline và 4-hydroxyproline. Cấu trúc cơ bản của chuỗi
gelatin là: – Ala – Gly – Pro – Arg – Gly – Glu – Hyp – Gly – Pro.
Hình 1.2 Cấu trúc cơ bản của gelatin.
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.
Trong phân tử gelatine có một số nhóm tích điện: carboxyl, imidazole, amino, guanidino. Tỷ
lệ các nhóm này ảnh hưởng đến pH và pI của gelatin. Ngoài ra còn các nhóm không mang điện
tích là các nhóm hydroxyl (serine, threonine, hydroxyproline, hydroxylysine, tyrosine) và các
nhóm peptide (-CO-NH-) quy định khả năng tạo liên kết hydro, quy định cấu trúc phân tử.
1.4 Thành phần
Tất cả các acid amin có mặt trong protein đều hiện diện ở gelatin ngoại trừ tryptophane và
cystine mặc dù cũng phát hiện ra vết của chúng.
Bảng 1.1. Thành phần acid amin thu được khi thủy phân 100g mẫu gelatin.
Acid amin Khối lượng (gam)
Glycine
Alanine
Valine
Leucine
Isoleucine
Phenylalanine
Trytophane
Serine
Threonine
Tyrosine
Proline

Hydroxyproline
Methionine
Cysteine
Cystine
Lysine
Arginine
Histidine
Acid aspartic
26 – 31
8 – 11
2,6 – 3,4
3,0 – 3,5
1,4 – 2
2 – 3
-
2,9 – 4,2
2,2 – 4,4
0,2 – 1
15 – 18
13 – 15
0,7 – 1
-
vết
4 – 5
8 – 9
0,7 – 1
6 – 7
Acid glutamic
Hydroxylysine
11 – 12

0,8 – 1,2
Hình 1.3. Thành phần phần trăm acid amin của gelatin.
1.5 Phân loại
Có rất nhiều cách để phân loại gelatin tùy thuộc vào phương pháp sản xuất, nguyên liệu, đặc
tính sản phẩm… Sau đây là vài cách phân loại cơ bản:
1.5.1 Phân loại dựa theo nguồn gốc nguyên liệu
Có các loại như:
- Gelatin có nguồn gốc động vật: là gelatin sản xuất từ da, xương, gân động vật có vú.
- Gelatin cá: gelatin sản xuất từ da các loại cá như cá tuyết, cá trắm cỏ… Gelatin từ cá có
hàm lượng proline và hydroxyproline thấp nên có nhiệt độ tạo gel thấp (vì số liên kết
hidro hình thành thấp).
1.5.2 Phân loại dựa theo phương pháp sản xuất
Có 2 loại:
- Gelatin loại A: Quá trình sản xuất xử lý bằng acid, dùng khi sản xuất gelatin từ da heo.
- Gelatin loại B: Quá trình sản xuất xử lý bằng kiềm, dùng khi sản xuất gelatin từ da và
xương gia súc.
1.5.3 Phân loại dựa theo cấu trúc phân tử
Có 3 loại:
- Gelatin thuỷ phân: là gelatin mất khả năng tạo gel khi bị thủy phân thành các polypeptit
mạch ngắn. Các sản phẩm thủy phân này được tạo ra bằng cách sử dụng enzym thực
hiện quá trình thủy phân, sau đó tiệt trùng, cô đặc và cuối cùng là sấy phun. Không giống
như các protein khác, các sản phẩm thủy phân từ gelatin không có vị đắng nên có thể sử
dụng cho nhiều sản phẩm thực phẩm: 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 mang trong quá trình tạo hạt mà không làm biến đổi các tính chất vật lí, hóa
học của hạt, chất tạo bọt…
- Gelatin ester hoá: gelatin ester hoá bởi các acid béo, giúp cải thiện khả năng tạo nhũ, mở
rộng chức năng sinh học của acid béo (một số acid béo không thể bổ sung trực tiếp vào
thực phẩm do mùi vị kém, dễ bị oxy hoá, không tan trong nước… Quá trình ester hoá
gelatin giúp bổ sung acid béo vào thực phẩm).

- Gelatin tan trong nước lạnh (gelatin sử dụng liền – instant gelatins): đây là loại gelatin
khi sấy không qua pha tạo gel, có cấu trúc vô định hình, không tạo tinh thể. Cấu trúc vô
định hình của gelatin loại này cho phép nó trương nở rất nhanh và rất mạnh. 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 và khó tạo gel khi nồng độ thấp.
1.6 Tính chất
Gelatin là chất rắn dạng miếng, vảy, bột hoặc hạt, không mùi, không vị, trong suốt, có màu
từ vàng nhạt đến màu trắng. Ở nhiệt độ thường và độ ẩm thường, gelatin chứa từ 9-12% ẩm và có
tỉ trọng riêng từ 1,3-1,4.
Các hạt gelatin rắn khi ngâm trong nước sẽ hút nước và trương nở. Gelatin có thể hấp thu
một lượng nước gấp 5-10 lần khối lượng của nó. Khi gia nhiệt, gelatin đã hydrat hóa sẽ nhanh
chóng chuyển thành dạng dung dịch.
Gelatin tan trong các polyol như glycerin, propylen glycol, sorbitol, manitol, không tan trong
cồn, aceton, CCl4, benzen, ether và các dung môi hữu cơ khác.
Các muối phosphat, citrat, sulfat ở nồng độ thấp cũng làm gelatin trong dung dịch nồng độ
cao kết tủa.
Gelatin là một thực phẩm, có chứa 9 loại amino acid cần thiết cho con người.Gelatin không
phải là phụ gia thực phẩm nên không có giới hạn sử dụng.
Bảng 1.2. Tỷ lệ và thành phần các acid amin trong gelatin sản xuất từ da và xương
Thành phần amino acid Từ da (%) Từ xương (%)
Aspartate 5,2 5,3
Glutamate 7,1 7,3
Hydroxyproline 5,6 5,6
Serine 6,3 6,3
Glycine 35,8 35,8
Histidine 1,2 1,1
Arginine 5,3 5,4
Threonine 2,3 2,4

Alanine 10,3 10,3
Proline 9,8 9,5
Tyrosine 0,5 0,5
Valine 1,7 1,8
Methionine 1,7 1,6
Isoleucine 1,1 1,2
Leucine 2,0 2,1
Phenylalanine 1,2 1,2
Lysine 2,7 2,5
1.6.1 Độ nhớt và khả năng tạo gel
Độ nhớt và khả năng tạo gel của gelatin phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ.Ở nhiệt độ < 200C, dù
hàm lượng gelatin rất thấp vẫn có khả năng tạo gel.Ở nhiệt độ trong khoảng 20 ÷ 300C, dung dịch
gelatin vừa tồn tại dạng gel, vừa dạng dịch nhớt, vừa dịch lỏng, phụ thuộc nhiệt độ và hàm lượng
gelatin.Ở nhiệt độ > 350C, phân tử gelatin rời rạc.Dù hàm lượng gelatin cao chúng vẫn không liên
kết với nhau, không tạo gel bền mà chỉ tăng độ nhớt.
Khả năng tạo gel là một trong những tính chất chức năng quan trọng nhất của gelatin, là một