PHỤ GIA THỰC PHẨM GELATIN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN
MÔN:

PHỤ GIA THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI:

GELATIN

GVHD:
MÃ LỚP
HỌC PHẦN:
NHÓM:

Th.S LÊ VĂN NHẤT HOÀI
210502603
13

Tp. Hồ Chí Minh, 29/10/2013


DANH SÁCH NHÓM:

ĐOÀN ANH TÚ
TRẦN VĂN QUÍ
TRẦN MINH THUẬN
PHẠM THANH THỦY
HỒ TRẦN HOÀNG UYÊN

10270801
10212711
10274011
10224151
10287121


MỤC LỤC
1

Tổng quan......................................................................................................................................1

2

Định nghĩa......................................................................................................................................1

3

Phân loại gelatin.............................................................................................................................1
3.1

Dựa theo nguồn gốc nguyên liệu...........................................................................................2

3.2

Dựa theo cấu trúc phân tử.....................................................................................................2

3.3

Dựa theo phương thức sản xuất.............................................................................................3

3.4

Dựa vào hình dáng bên ngoài................................................................................................3

4

Cấu tạo...........................................................................................................................................4


5

6

7

Thành phần..............................................................................................................................5
Tính chất........................................................................................................................................7

5.1

Khối lượng phân tử và sự phân bố khối lượng phân tử........................................................7

5.2

Điểm đẳng điện......................................................................................................................8

5.3

Khả năng hòa tan trong nước................................................................................................8

Khả năng tạo gel............................................................................................................................8
6.1

Gelatin trong nước...............................................................................................................10

6.2

Gelatin tan trong dung dịch.................................................................................................12

Ứng dụng.....................................................................................................................................17
7.1

Gelatin trong công nghiệp thực phẩm.................................................................................17

7.2

Ứng dụng gelatin trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo....................................................17

7.3

Ứng dụng gelatin trong công nghiệp sản xuất sữa và các sản phẩm từ sữa.......................26

7.4

Cách thức sử dụng gelatin trong quá trình sản xuất sữa và các sản phẩm từ sữa..............27

7.4.1
Một số lĩnh vực có ứng dụng gelatin trong công nghiệp sản xuất sữa và các sản
phẩm từ sữa..................................................................................................................................28

8

7.5

Ứng dụng gelatin trong công nghiệp sản xuất đồ uống......................................................31

7.6

Ứng dụng gelatin trong công nghiệp sản xuất thịt..............................................................34

7.7

Ứng dụng gelatin trong sản xuất các sản phẩm thực phẩm chức năng..............................35

7.8

Qui trình điển hình : qui trình sản xuất yogurt ca cao........................................................39

Nguồn khai thác và phương pháp sản xuất.................................................................................41
8.1

Nguồn khai thác...................................................................................................................41

8.2

Phương pháp sản xuất..........................................................................................................41

8.2.1

Quy trình sản xuất gelatin từ FDA.............................................................................41

8.2.2

Phương pháp sản xuất gelatin từ “GMIA Hand Book”..............................................44

TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................................48


1

Tổng quan
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 polisaccharide (như carrageenan, pectin, agar,
…) thì gelatin lại là một loại protein chứa tất cả các acid amin thiết yếu ngoại trừ
trytophane. 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.
2

Định nghĩa

Gelatin là polipeptit 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”, có nghĩa
là màng hay chất làm đông. Thuật ngữ gelatin mặc dù đôi khi được dùng để đề cập
các tác nhân tạo gel nói chung nhưng lại dùng để nói riêng đến vật liệu protein tạo
từ collagen đã bị thoái hóa do nhiệt. Hiện nay, có nhiều cách khác nhau để định
nghĩa gelatin:






Theo dược điển của Mỹ (American Pharmacopoeia-USP 29-NF 24, 2006):
gelatin là sản phẩm thu được bởi sự thủy phân một phần collagen có nguồn
gốc từ da, mô liên kết hoặc xương của động vật.
Theo dược điển châu Âu (European Pharmacopoeia 5, 2005): gelatin là một
loại protein tinh chế, thu được bởi sự thủy phân một phần collagen bằng
phương pháp acid (gelatin loại A), kiềm (gelatin loại B) hoặc enzyme.
Theo “Food Chemical Codex 5th, 2003”: gelatin là sản phẩm thu được bằng
phương pháp thủy phân kiềm, acid hoặc enzyme collagen – thành phần chính
của da, xương và mô liên kết ở động vật.

3 Phân loại gelatin
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.
Page 1


3.1 Dựa theo nguồn gốc nguyên liệu

 Gelatin động vật: là gelatin sản xuất từ da, xương, gân động vật có vú.
 Gelatin cá: là 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 hydro hình thành thấp).
3.2 Dựa theo cấu trúc phân tử

Gelatin thuỷ phân: là gelatin mất khả năng tạo gel khi bị thủy phân thành
các polypeptide mạch ngắn. Các sản phẩm thủy phân này được tạo ra bằng cách
sử dụng enzyme thực hiện quá trình thủy phân, sau đó tiệt trùng, cô đặc và cuối
cùng là sấy. Không giống như các protein khác, các sản phẩm thủy phân từ
gellatin 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; nguồn protein trong thực phẩm ăn kiêng; chất mang trong
quá trình tạo hạt mà không làm biến đổi các tính chất vật lý, hóa học của hạt;
chất tạo bọt,…
 Gelatin ester hóa: là gelatin ester hóa 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 hóa, không tan trong
nước. Quá trình ester hóa gellatin giúp bổ sung acid béo vào thực phẩm).
 Gelatin tan trong nước lạnh (gelatin sử dụng liền – instant gelatins): 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.
Loại gel này được sản xuất bằng cách sử dụng công đoạn sấy phun hoặc sấy thùng
quay. Theo cách này gelatin có thể được sấy có kèm theo phụ gia hoặc không. Cấu
trúc vô định hình thu được khi quá trình tạo gel diễn ra trong lúc sấy.

Về tính chất lưu biến học, gel của gelatin dạng này tương tự như gel của các dạng
gelatin khác nhưng động học của quá trình tạo gel lại khác biệt. Trong khi gel của
gelatin loại này đạt được 90% độ chắc của nó sau 30 phút thì gel của gelatin thông
thường yêu cầu nhiều thời gian hơn. Thêm vào đó, gel của gelatin thông thường có
độ chắc cao hơn ngay cả khi tương tự về nồng độ và chất lượng gelatin sử dụng. Để
tránh sự tạo tảng và đảm bảo sự đồng nhất thì tỉ lệ hòa tan nên dùng là 1:5 ÷ 1:7.
 Gelatin biến tính bằng phương pháp hóa học: các nhóm amino-,
carboxyl-, hydroxyl- trong các amino acid của gelatin có thể phản ứng với các chất
hóa học để làm biến đổi các đặc tính hóa học và vật lý của gelatin. Gelatin biến tính
Page 2


loại này được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực nhiếp ảnh và mỹ phẩm, việc sử dụng
chúng trong lĩnh vực thực phẩm và y dược hiện đang bị cấm.
3.3 Dựa theo phương thức sản xuất
 Loại A: có pH = 3.8-5.5. Gelatin loại A là gelatin được chế biến theo phương
pháp thủy phân bằng acid. Loại này chế biến từ da heo đông lạnh hoặc xương sau
khi đã rửa sạch.
 Loại B: có pH =7.5-10.5. Gelatin loại B là gelatin được chế biến theo
phương pháp thủy phân bằng kiềm. Loại này chế biến từ da thú.
3.4 Dựa vào hình dáng bên ngoài
Dựa vào hình dáng bên ngoài, người ta chia gelatin thành 2 loại:


Gelatin dạng hạt: có màu vàng nhạt tới trong suốt.

Hình 1 – Gelatin dạng hạt
 Gelatin dạng tấm: có dạng lá mỏng, không có mùi tanh, nặng khoảng 2-3g/lá,
mềm khi ngâm trong trong nước lạnh.

Page 3


Hình 2 – Gelatin dạng tấm
4 Cấu tạo
Cấu trúc bậc 1: Phân tử gelatin gồm 18 amino acid khác nhau liên kết theo một trật
tự xác định, tuần hoàn, tạo nên chuỗi polypeptide với khoảng 1000 acid amin.
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 3 – 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.

Page 4


Hình 4 – Cấu trúc cơ bản của gelatin
Cấu trúc bậc 2: tổ hợp của 3 chuỗi polypeptide xoắn lại theo hình xoắn ốc.
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.
 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 – Thành phần acid amin có mặt khi thủy phân 100g mẫu Gelatin
Acid amin

Khối lượng (gam)

Glycine

26 – 31

Alanine

8 – 11

Valine

2,6 – 3,4

Leucine

3,0 – 3,5

Isoleucine

1,4 – 2

Phenylalanine

2–3

Trytophane

-

Serine

2,9 – 4,2

Threonine

2,2 – 4,4

Tyrosine

0,2 – 1

Proline

15 – 18
Page 5


Hydroxyproline

13 – 15

Methionine

0,7 – 1

Cysteine

-

Cystine

vết

Lysine

4–5

Arginine

8–9

Histidine

0,7 – 1

Acid aspartic

6–7

Acid glutamic

11 – 12

Hydroxylysine

0,8 – 1,2

Hình 5 – Thành phần phần trăm acid amin của Gelatin

Bảng 2 – Tỷ lệ và thành phần các acid amin trong Gelatin sản xuất từ da cá 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

Page 6


5

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

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.
5.1 Khối lượng phân tử và sự phân bố khối lượng phân tử
Gelatin có bloom cao thường chứa một tỉ lệ lớn (30 – 35%) các phân tử có
kích thước giống nhau dưới dạng các chuỗi -và -. Phần lớn các Gelatin cũng
chứa các tổ hợp với phân tử có khối lượng trên 10 triệu và các polypeptit với các
phân tử có khối lượng ít hơn 80.000.
Sự phân bố khối lượng phân tử: các dạng Gelatin thường gặp bao gồm các
chuỗi  với khối lượng phân tử 230.000-340.000, chuỗi  với khối lượng phân tử
123.000 – 230.000, chuỗi  với khối lượng phân tử 80.000 – 125.000 và các chuỗi
 nhỏ 10.000 – 80.000.
Page 7


5.2 Điểm đẳng điện
Cũng giống như các protein khác, Gelatin có thể hoạt động như một acid hoặc
một base, 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 p I
hoặc điểm đẳng điện.

Sự thay đổi trong tỉ lệ của các nhóm carboxyl, amin có liên quan đến sự khác
nhau trong điểm đẳng điện của gelatin. Ở collagen, 35% 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 lí bằng acid hoặc base sẽ thủy phân nhóm
amid trong phạm vi lớn hoặc nhỏ hơn.
Điểm đẳng điện của gelatin có thể thay đổi từ 9,4 (không thay đổi nhóm
amid) đến 4,8 (90 – 95% các nhóm acid carboxylic tự do).
Gelatin được điều chế bằng phương pháp acid có điểm đẳng điện cao vì điều
kiện thao tác công nghệ duy trì được giá trị gần với điểm đẳng điện của collagen.
Gelatin được điều chế bằng phương pháp kiềm qua quá trình xử lí bằng kiềm
dài hơn và chỉ có một phần nhỏ các nhóm amin còn lại nên gelatin này có pH đẳng
điện acid và thường nằm trong khoảng 4,8 – 5,2.
5.3 Khả năng hòa tan trong nước
Gelatin chỉ hòa tan một phần trong nước lạnh, tuy nhiên khô nở gelatin hoặc
hydrat khi khuấy vào nước. Hỗn hợp đó nên thường không vượt quá 34%
gelatin. Về sự nóng lên đến khoảng 40 ° C gelatin đã được cho phép để làm ẩm
trong khoảng 30 phút tan chảy để cung cấp cho một giải pháp thống nhất. Ngoài ra,
khô gelatin có thể được hòa tan bằng cách khuấy vào nước nóng, nhưng khuấy phải
được tiếp tục cho đến khi giải pháp hoàn tất. Phương pháp này thường chỉ được sử
dụng để pha loãng các giải pháp của gelatin.
6

Khả năng tạo gel
Quá trình tạo gel của gelatin liên quan đến hai quy luật cơ bản sau : đầu tiên là

các mối nối bên trong mạng phân tử nên sắp xếp có trật tự hơn, chắc hơn và hế đến
là mạng phân tử được làm dày thêm. Khi gel gelatin được hình thành thì có sự tái
tạo một phần collagen (hình 6.1 và hình 6.2 ).
Độ mạnh của gel chủ yếu phụ thuộc vào nồng độ, sự phân bố các phần
pyrolidine và hình dạnh, kích thước chung của phân tử. Độ mạnh của gel hầu như

không phụ thuộc vào giá trị pH trong khoảng 4- 10. Ngoài khoãng giá trị pH này,
quá trình tạo gel trở nên chậm đi đáng kể, điều này có thể là do sự ảnh hưởng của
Page 8


thay đổi hệ thống điện tích, ngăn cản khả năng các chuỗi tiến đến các vị trí thích
hợp để hình thành nên vùng chuyển tiếp.

Hình 6 – Tương tác phân tử xảy ra trong giai đoạn đầu của quá trình tạo gel của
gelatin

Hình 7 – Sự biến đổi sang dạng cấu trúc giống collagen trong quá trình tạo gel của
gelatin
Khả năng tạo gel của gelatin trong các dung môi khác nhau là khác nhau. Vì
vậy, khi đánh giá khả năng tạo gel của gelatin cần chú ý tới điểm này.

Page 9


6.1 Gelatin trong nước
Gelatin trương nở khi được cho vào nước, hấp thụ một thể tích nước bằng 510 lần thể tích của bản thân nó, khi được gia nhiệt cao hơn điểm tan chảy, gelatin đã
trương nở hoà tan và tạo thành gel khi được làm nguội. Quá trình chuyển đổi giữa
dạng dung dịch và dạng gel có tính thuận nghịch. Ngoài ra, gel của gelatin bắt đầu
tan chảy ở 27-34 độ C và có xu hướng tan trọng miệng. Các tính chất này được sử
dụng trong nhiều quá trình chế biến thực phẩm.
Quá trình tạo gel của gelatin trải qua 2 giai đoạn:


Giai đoạn 1: hấp thụ và trương nở trong nước để tạo dung dịch,

topt = 45-500C.
 Giai đoạn 2: Tạo các liên kết ngang nối các phân tử gelatin với nhau.
T = 8-120C.
Khả năng hấp thụ nước của gelatin phụ thuộc vào đặc điểm nguyên liệu, yếu tố
công nghệ khi tạo gel như pH, nhiệt độ, nồng độ các chất khác trong dung dịch.

 pH của dung dịch gelatin
Điểm đẳng điện của dung dịch gelatin trong thí nghiệm khoảng 5,2 nên giá trị pH
nào càng gần thì khả năng khuếch tán nước càng cao.
Như vậy, tại điểm đẳng điện thì khả năng khuếch tán là cao nhất.

Page 10


Hình 8 - Ảnh hưởng của pH lên khả năng khuếch tán của nước vào gelatin
 Nhiệt độ của dung dịch gelatin
Nhiệt độ càng cao => khả năng khuếch tán của nước vào gelatin càng cao. Thông
thường, nhiệt độ hoà tan của gelatin không vượt quá 900C.

Hình 9 - Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng khuếch tán của nước vapf gelatin
 Độ bền gel của dung dịch

Page 11


Độ bền gel của dung dịch phụ thuộc vào khả năng hấp thụ nước của gelatin và khả
năng hình thành liên kết ngang giữa các phân tử gelatin. Thời gian ổn định dung
dịch gel hình thành liên kết ngang càng dài => độ bền gel càng lớn cho đến khi đạt
giá trị bão hoà.

Hình 10 - Ảnh hưởng của thời gian lên độ bền gel ở nồng độ 6,66% ở 10oC
 Nồng độ và loại gelatin
 Nồng độ gelatin của dung dịch càng cao thì gel tạo thành càng chắc, độ
bền gel càng lớn và ngược lại.
 Dung dịch nào có gelatin độ Bloom càng lón thì gel tạo thành càng chắc,
độ bền gel càng lớn và ngược lại.

Page 12


Hình 11 – Độ bền gel phụ thuộc vào nồng độ và loại gelatin
6.2 Gelatin tan trong dung dịch
Gelatin trong dung dịch đường
Trong công nghiệp sản xuất thực phẩm, gelatin dùng nhiều nhất trong lĩnh
vực kẹo nên cần quan tâm mối tương tác của gelatin đối với các loại đường sử
dụng. Sau đó là xét đến ảnh hưởng của phụ gia khác thường dùng kết hợp trong sản
phẩm với gelatin.

Page 13


Hình 12 - Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa ln và lnG’ ( ) , ln G’’ (o) đối với
đường sucrose ở các nồng độ khác nhau (a) 10% , (b) 30 %, (c) 50 %
Khi nghiên cứu các tính chất lưu biến học của hỗn hợp gelatin / đường người
ta nhận thấy rằng khi nồng độ đường trong hỗn hợp nhỏ hơn 30% thì hỗn hợp có
khả năng tạo gel yếu thể hiện qua giá trị G’ ( môđun đàn hồi ) lớn hơn G’’ ( mô đun
nhớt) và khi nồng độ đường trong hỗn hợp lớn hơn 30% thì hỗn hợp có tính chất
của một chất lỏng thể hiện qua giá trị G’’ >G’.

Page 14

Hình 13 – Sự thay đổi giá trị G’ của các mẫu gelatin / đường ở 5oC trong vòng 10h
phụ thuộc vào nồng độ đường (a) sucrose , (b) glucose , (c) xylose
Khi xem xét hỗn hợp gelatin /đường thì các nhà nghiên cứu nhận thấy giá trị
“pseudoplateau” ( giá trị cân bằng ) của G’ giảm cùng với sự tăng nồng độ dung
dịch đường (Hình 2).Điều này chứng tỏ mối tương tác nội phân tử của hỗn hợp
gelatin/ đường yếu hơn dung dịch chỉ có gelatin .Sự giảm giá trị G’ khi có sự hiện
diện của đường có thể là kết quả của sự tăng khoàng cách các điểm nút mạng giữa
các đoạn của chuỗi phân tử do đó làm giảm các điểm rối trong nút mạng.Sự phụ
thuộc vào nồng độ đường còn có thể giải thích bằng sự di chuyển chậm chạp của
protein kết tụ do sự tăng độ nhớt khi có mặt của đường.

Page 15


Giá trị “pseudoplateau “ của G’ trong hỗn hợp gelatin với 10% các loại
đường khác nhau được biễu diễn theo thứ tự sau : mẫu đối chứng ( mẫu không có sự
hiện diện của đường ) > surcose >glucose >xylose ( Hình 3 ) .Và nhân tố quan trọng
ảnh hưởng tới độ bền của dung dịch gelatin – đường là nhóm e-OH của đường và
giá trị G’ trong suốt quá trình phát triển của dung dịch đường – gelatin tăng theo sự
tăng của nhóm e-OH theo thứ tự surcose>glucose>xylose

Hình 13 – Sự thay đổi giá trị G’ trong các mẫu gelatin /đường với nồng độ đường là
10% ở 5oC trong 10h
Sự kết hợp giữa gelatin và tinh bột
Khi các hạt tinh bột được đưa vào nước và được đun nóng ở nhiệt độ dưới
nhiệt độ tạo gel thì các hạt tinh bột sẽ trương nở do amylose và amylopectin được
giải phóng và trở nên hoà tan. Nếu nồng độ đủ lớn và quá trình xử lí nhiệt tạo ra độ
nhớt ở pha “paste” thì hỗn hợp sẽ tạo thành gel khi được làm nguội.

Amylose được hoà tan trong suốt quá trình tạo gel sẽ có thể hình thành nên
mạng gel sau quá trình thoái hoá của amylose. Và quá trình thoái hoá này tạo
khuynh hướng cho các phần tinh bột trở nên tăng sự không hoà tan khi được làm
nguội. Amylose nhạy cảm với sự thoái hoá hơn là amylopectin. Gel hình thành từ
amylose và các hạt tinh bột sẽ có độ mạnh gấp 3 lần so với gel amylose không có
các hạt tinh bột. Trong khi đó thành phần amylosepectin lại có chức năng của một
chất độn vào mạng gel amylose và độ chắc của gel có liên quan tới mối tương tác
của các chuỗi amylopectin.

Page 16


Bảng 3 – Giá trị G’ đo được cho các mẫu gel khác nhau
Mẫu

Vai trò G’(Pa)

5% Gelatin.

79,6

5% Gelatin/1% Tinh bột bắp

104,6

5% Gelatin/ 3% Tinh bột bắp

299,4

5% Gelatin/ 5% Tinh bột bắp

467,5

5% Gelatin/ 1% Tinh bột bắp nếp

128,4

5% Gelatin/ 3% Tinh bột bắp nếp

116,8

5% Gelatin/5% Tinh bột bắp nếp
 Gelatin kết hợp giữa tinh bột/ đường/ gelatin:

72,5

Hình 14 - Cấu trúc mạng gel tinh bột/ đường/ gelatin
Phần màu đên trong hình 4.2.1 là khu vực giàu gelatin và pha màu xám nhạt là
khu vực giàu hỗn hợp tinh bột/ đường. kích thước và hình dạng của khu vực
giàu gelatin này phụ thuộc vào quy trình hoà trộn gelatin vào tinh bột/ đường đã
được keo hoá trước.
Gelatin kết hợp với pectin:
Việc kết hợp pectin sẽ làm giảm biến dạng tải điểm gảy và ảnh hưởng lên
ứng suất tại điểm gãy của mạng gel gelatin/ pectin tuỳ vào nồng độ pectin
thêm vào. Về phương diện cảm quan, mạng gel gelatin / protein giòn hơn, ít
dai và bóng hơn so với mạng gel chỉ có gelatin không có pectin.
Gelatin kết hợp với agar:

Page 17

Agar đóng vai trò như là chất hỗ trợ, chất nền cho quá trình hoà tan gelatin. Tuy
nhiên khi nồng độ quá cao, cao hơn 2,5% thì vai trò này sẽ đảo ngược lại.
Kết hợp hai chuỗi polymer lại đả hình thành nhiều liên kết nên tính chất của gel
cũng thay đổi, hôn hợp gel này có tính cứng và bền hơn so với gel tạo thành tư
gelatin nhưng lại mềm hơn gel tạo từ agar.
7

Ứng dụng

7.1 Gelatin trong công nghiệp thực phẩm
Trong công nghiệp thực phẩm, gelatin là một trong những loại chất keo ưa nước,
được sử dụng như tác nhân tạo gel, tạo độ đặc hoặc tác nhân ổn định cấu trúc.
Gelatin khác với các loại chất keo khác ở chỗ: trong khi hầu hết các loại chất keo
khác là polyssacharide (như carrageenan, pectin, agar, …) thì gelatin là một loại
protein chứa tất cả các acid amin thiết yếu, ngoại trừ trytophane. Hiện nay, lượng
gelatin đươc sản xuất hàng năm trên thế giới ước tính khoảng trên 315.000 tấn và
lượng gelatin được sử dụng trong công nghệ thực phẩm chiếm khoảng trên 60%,
chủ yếu trong lĩnh vực công nghiệp sản xuất bánh kẹo.
Theo tổ chức y tế thế giới WHO thì gelatin là an toàn cho sức khỏe và gelatin
không được xem như là một phụ gia thực phẩm.
7.2 Ứng dụng gelatin trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo
Công nghiệp sản xuất bánh kẹo có lẻ là lĩnh vực có nhiều ứng dụng của gelatin
nhất tính cho đến hiện nay. Gelatin được sử dụng trong các sản phẩm bánh kẹo ngọt
như: “winegums”, “gummy bears”, “fruit chews”, “marshmallow” và ”licorice”.
Chức năng của gelatin phụ thuộc vào loại sản phẩm. Trong “marshmallows”, gelatin
đóng vai trò làm bền bọt. Trong “fruit chews” và “licorice”, gelatin tham gia tạo cấu
trúc, độ dai cho sản phẩm. Trong “winegums” và “gummy bears”, đặc tính tạo gel
của gelatin đóng vai trò quan trọng và độ Bloom yêu cầu từ 260 280. Loại gelatin
được sử dụng phụ thuộc vào đặc tính của sản phẩm cuối cùng.

Yêu cầu về việc sử dụng gelatin trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo:
 Gelatin cần phải được hòa tan hoàn toàn trước để có thể phát huy các tính
năng công nghệ của chúng. Để đạt được yêu cầu này thì cần phải thỏa mãn
các vấn đề sau:
o Lượng nước thích hợp.
o Sự khuấy đảo hợp lý: khi phần gelatin được hydrate hóa chúng có khuynh
hướng kết lại với nhau do vậy sự khuấy đảo hợp lý là cần thiết.
o Nhiệt độ: gelatin cần được gia nhiệt đến 60oC để có thể hòa tan hoàn
toàn. Nó có thể hòa tan rất nhanh khi được đưa trực tiếp vào nước nóng
lớn hơn 90oC hoặc gia nhiệt gelatin đã được làm ướt trong nước lạnh.
Page 18


o Thời gian: gelatin cần thời gian để có thể hút nước. Khoảng thời gian này
có thể kéo dài từ 15 phút cho đến 1 giờ tùy thuộc vào nồng độ dung dịch
cần thu, kích thước các phần hòa tan và phương pháp sử dụng để chuẩn bị
dịch hòa tan. Dung dịch gelatin này không tạo gel được cho đến khi nó
được làm nguội đến nhiệt độ thích hợp và nó không giống như các chất
tạo gel khác cần muối hoặc acid để tạo gel. Gel gelatin có tính thuận
nghịch với nhiệt độ do vậy nó có thể tan chảy ra sau khi thể gel được tạo
thành. Nhiệt độ tan chảy của chúng thấp hơn nhiệt độ thân nhiệt (khoảng
35 36oC).
 Giá trị Bloom của gelatin là chỉ số đo đạc độ mạnh của gel gelatin. Chỉ số
này càng cao thì độ bền của gel càng lớn ở cùng một nồng độ.
o Độ Bloom cho các ứng dụng tạo gel điển hình nằm trong khoảng từ 100
280 tuy nhiên gelatin có độ Bloom trung bình và cao hơn được ưa chuộng
trong lĩnh vực “gummy” bởi vì chúng tạo ra một cấu trúc đặc trưng và cải
thiện khả năng định hình. Những thành phần khác như glucose, surcose
và hàm lượng ẩm cũng là những nhân tố quan trọng trong việc hình thành
nên cấu trúc của sản phẩm “gum” .Vì vậy việc xem xét ảnh hưởng của

gelatin cũng gắn liền với những nhân tố này.
o Khi gelatin được ứng dụng trong sản xuất loại kẹo “chewy” thì độ Bloom
thấp được ưa chuộng (độ Bloom nằm trong khoảng từ 70 140). Mức độ
sử dụng từ 0,2% trong kẹo “caramel” và “toffee” đến 2,5% trong kẹo
“grained chew”. Nếu gelatin có độ Bloom cao được sử dụng thì lượng
dùng có thể giảm đi một nửa.
o Khi gelatin được ứng dụng trong sản xuất loại kẹo “marshmallow” thì giá
trị Bloom chỉ đóng vai trò nhỏ trong việc hình thành cấu trúc sản phẩm.
 Độ nhớt của gelatin:
o Trong quá trình sản xuất các sản phẩm “gum”: độ nhớt của gelatin có thể
tác động đến quá trình cố định trong sản xuất sản phẩm “gum”, đặc biệt
là khi gelatin có hàm lượng cao. Tuy nhiên trong một vài nhà máy, cả quy
trình và việc lập công thức được xem xét khi cần định ra độ nhớt phù
hợp. Trong nhiều trường hợp, độ nhớt của gelatin không đóng vai trò
quan trọng trong việc sản xuất các sản phẩm “gum”.
o Trong sản xuất các sản phẩm “chewy” thì độ nhớt của gelatin có thể có
tác dụng thứ yếu trong quá trình đánh trộn tuy nhiên chúng có thể được
điều chỉnh dễ dàng bằng sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình này.
o Trong quá trình sản xuất các sản phẩm “marshmallow” thì độ nhớt của
gelatin đóng vai trò quan trọng hơn trong những ứng dụng khác của
gelatin trong công nghệ sản xuất bánh kẹo. Độ nhớt của gelatin ảnh
hưởng đến quá trình đánh trộn syrup, quá trình giữ các bọt khí… .Độ
nhớt của gelatin còn đóng vai trò quan trọng khi kết hợp với các phương
pháp tạo hình được sử dụng. Với phương pháp tạo hình sử dụng các
khuôn tinh bột thì độ nhớt của khối kẹo yêu cầu phải thấp để nó có thể
Page 19


chảy dễ dàng vào các khuôn, còn trong phương pháp ép đùn thì độ nhớt
của khối kẹo phải cao để định hình cho sản phẩm sau khi đùn.

 Gelatin là chất nhạy cảm với nhiệt độ và acid và đặc biệt là khi có sự kết hợp
giữa hai yếu tố này có thể làm hỏng khả năng tạo gel của gelatin. Nếu quá
trình nấu diễn ra nhanh thì gelatin có thể được đưa vào ngay từ đầu còn nếu
quá trình nấu yêu cầu thời gian dài thì gelatin nên đưa vào quá trình trộn sau
công đoạn nấu để hạn chế phản ứng Maillard và phản ứng nghịch đảo đường.
Việc thêm acid vào nên giữ ở mức tối thiểu có thể được và nên thêm chỉ vào
trước công đoạn đánh trộn tại nhiệt độ nhỏ nhất có thể.
Bảng 4 - Ứng dụng của gelatin trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo
Loại sản phẩm

Độ
Bloom

Chức năng

Gum gelatin

Tạo gel, tạo cấu
180 �26
trúc, xây dựng
0
tính đàn hồi

Gum rượu

Tạo gel, tạo cấu
100 �18
trúc, xây dựng
0
tính đàn hồi

Kẹo “chewy”

Tạo khí, tạo độ
đàn dẻo, đàn
hồi

100 �15
0

Kẹo
Tạo khí, tạo gel,
200 �26
“marshmallows
tác nhân bền
0
”
vững
Kẹo “nuga”

Kẹo “liquorice”

100 �15
0

Tạo tính dai,
đàn hồi

Tạo gel, tạo cấu
120 �22

trúc, tính dẻo,
0
đàn hồi

Loại
gelati
n

Độ
nhớt

Lượn
g sử
dụng

A/B

Thấp,
cao

6 �10
%

A/B

Thấp,
trung
bình

2 �6%

A/B

Trung
bình,
cao

0,5 �3
%

A/B

Trung
bình,
cao

2 �5%

A/B

Trung
bình,
cao

0,2 �1,
5%

A/B

Thấp,

trung
bình

3 �8%

Trung
0,2 �1
A/B
bình,
%
cao
Những vấn đề thường gặp trong quá trình sản xuất một số loại kẹo thông dụng
có sử dụng gelatin.
Lớp màng phủ
ngoài

Tạo lớp màng,
tạo liên kết

120 �15
0

Page 20


Bảng 5 – Những vấn đề thường gặp trong sản xuất kẹo gum
Vấn đề

Nguyên nhân
Sự hỏng gelatin.

Gum không
được tạo
thành.

Gum bị
mờ, đục.

Sự kết tinh
lại đường.

Gum có
màu vàng,
nâu.
Gum quá
mềm.

Cách khắc phục
Cắt giảm sự có mặt của nhiệt
và acid.

Gelatin không hoà tan.

Đảm bảo rằng quá trình hoà
tan được tiến hành đúng: hai
phần nước một phần gelatin,
có khuấy trộn và nhiệt độ tối
thiểu là 60oC.

Có thể do sự tương tác

giữa các thành phần trong
công thức.

Xem xét lại công thức sử
dụng.

Có thể do sự tương tác
giữa các thành phần trong
công thức.

Xem xét lại công thức sử
dụng.

Gelatin không hòa tan
hoàn toàn.

Tuân thủ hướng dẫn về sự
hòa tan gelatin.

Các bong bóng khí được
giữ lại.

Xem xét lại quá trình hòa tan
gelatin và công đoạn loại khí
trong quy trình sản xuất.

Sử dụng quá nhiều sucrose.

Tăng việc sử dụng glucose
hoặc các DE của glucose

Sử dụng quá ít gelatin.

Tăng mức độ sử dụng gelatin
sẽ giúp ngăn cản quá trình kết
tinh.

Lượng ẩm nhiều.

Tăng nhiệt độ nấu để làm
tăng khả năng hoà tan, tăng
độ đồng nhất; xem xét lại
công thức sử dụng.

Nhiệt độ nấu cao.

Giảm nhiệt, thời gian nấu nên
ngắn lại, thêm gelatin sau khi
nấu.

Lượng gelatin sử dụng ít.

Tăng lượng gelatin sử dụng.

Độ “Bloom” không hợp lý.

Tăng độ “Bloom”.

Page 21

Sự hỏng gelatin.

Cắt giảm sự có mặt của nhiệt
và acid.

Việc sử dụng chất tạo ngọt
không thích hợp.

Xem xét lại các chất tạo ngọt
về hàm lượng ẩm.

Lượng gelatin sử dụng
nhiều.

Giảm lượng gelatin sử dụng.

Độ “Bloom” không hợp lý.

Giảm độ “Bloom”.

Việc sử dụng chất tạo ngọt
không thích hợp.

Xem xét lại các chất tạo ngọt
về hàm lượng ẩm.

Bề mặt sản
phẩm có
hình dạng

không được
ưa chuộng.

Điều kiện hồ hóa không
hợp lý.

Xem xét lại các điều kiện lý
tưởng cho quá trình tạo hình
và chất lượng bột đưa vào sản
xuất.

Sự lồi lõm
ở mặt sau
của sản
phẩm.

Sự đồng nhất trong quá
trình định hình còn thấp.

Tăng nhiệt độ nấu để tăng sự
đồng nhất.

Sử dụng thành phần kém
phẩm chất.

Xem xét lại chất lượng của
vật liệu sử dụng.

Tinh bột bị nhiễm mốc.

Đảm bảo tinh bột được sử
dụng hợp lý và độ ẩm 5 �8%.

Độ ẩm quá cao.

Nấu ở nhiệt độ cao hơn để
giảm ẩm; xem lại công thức
sử dụng.

Lượng nước thấp hơn độ
ẩm cân bằng.

Điều chỉnh lại chất tạo ngọt
cho thích hợp với độ ẩm cân
bằng của môi trường.

Acid được đưa vào quá
sớm.

Việc thêm acid chỉ trước quá
trình định dạng để tránh làm
hư hỏng gelatin và quá trình
chuyển đổi sucrose; xem lại
công thức sử dụng.

Gum quá
cứng

Sản phẩm
có mùi lạ.

Sản phẩm
có tính
dính, nhớt

Sự khô
cứng.

Hoạt tính nước quá cao.

Page 22

Điều chỉnh lại chất tạo ngọt
cho thích hợp với độ ẩm cân