Желатин

редактировать
Смесь пептидов и белков, полученных из соединительных тканей животных

Листовой (или листовой) желатин для приготовления пищи

Желатин или желатин (от латинского : gelatus, что означает «жесткий» или «замороженный») представляет собой полупрозрачный, бесцветный, безвкусный пищевой ингредиент, полученный из коллагена, взятого из части тела животных. Он хрупкий в сухом виде и липкий во влажном состоянии. Его также можно называть гидролизованным коллагеном, гидролизатом коллагена, гидролизатом желатина, гидролизованным желатином и пептидами коллагена после того, как он подвергся гидролизу. Он обычно используется в качестве желирующего агента в продуктах питания, лекарствах, лекарствах и витаминах , капсулах, фотопленках и бумаге, а также косметике.

Вещества, содержащие желатин или функционирующие аналогичным образом, называются гелеобразными веществами . Желатин представляет собой необратимо гидролизованную форму коллагена, в которой гидролиз восстанавливает белковые фибриллы на более мелкие пептиды ; в зависимости от физических и химических методов денатурации молекулярная масса пептидов находится в широком диапазоне. Желатин содержится в желатиновых десертах ; самые мармеладные конфеты и зефир ; и мороженое, соусы и йогурты. Желатин для приготовления пищи бывает в виде порошка, гранул и листов. Мгновенные виды можно добавлять в еду как есть; другие должны предварительно замочить в воде.

Содержание

  • 1 Характеристики
    • 1.1 Свойства
    • 1.2 Состав
  • 2 Исследования
    • 2.1 Усвояемость
    • 2.2 Воздействие на кожу
    • 2.3 Воздействие на суставы и кости
    • 2.4 Проблемы безопасности
  • 3 Производство
    • 3.1 Предварительная обработка
    • 3.2 Гидролиз
    • 3.3 Экстракция
    • 3.4 Восстановление
  • 4 Использование
    • 4.1 Ранняя история пищевых продуктов
    • 4.2 Использование в кулинарии
    • 4.3 Косметика
    • 4.4 Другое техническое использование
  • 5 Диетические ограничения и заменители желатина
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки

Характеристики

Свойства

Желатин представляет собой смесь пептидов и белков, полученных путем частичного гидролиза коллагена, извлеченного из кожи, костей и соединительных тканей животных, таких как домашний скот, курица, свиньи и рыба. Во время гидролиза естественные молекулярные связи между отдельными цепями коллагена разрушаются до формы, которая легче перестраивается. Его химический состав во многих аспектах очень похож на исходный коллаген. Фотографические и фармацевтические сорта желатина обычно получают из костей крупного рогатого скота и кожи свиней.

Аминокислотный состав

Желатин почти без вкуса и запаха, имеет бесцветный или слегка желтоватый оттенок. Он прозрачный и хрупкий, может быть в виде листов, хлопьев или порошка. Полярные растворители, такие как горячая вода, глицерин и уксусная кислота, могут растворять желатин, но он не растворяется в органических растворителях, таких как спирт.. Желатин впитывает воду в 5-10 раз больше своего веса, образуя гель. Гель, образованный желатином, можно расплавить при повторном нагревании, и он имеет увеличивающуюся вязкость при нагрузке (тиксотропный ). Верхняя точка плавления желатина ниже температуры человеческого тела, фактора, который важен для ощущения во рту пищевых продуктов, произведенных с желатином. вязкость смеси желатин-вода является максимальной, когда концентрация желатина высока и смесь поддерживается прохладной при температуре около 4 ° C (39 ° F). Промышленный желатин будет иметь прочность геля примерно от 90 до 300 граммов по Блуму, используя тест Блума на прочность геля. Прочность (но не вязкость) желатина снижается, если он подвергается воздействию температур выше 100 ° C (212 ° F) или если он выдерживается при температуре около 100 ° C в течение длительного периода времени.

В зависимости от По происхождению желатин может иметь разные точки плавления и температуры гелеобразования. Например, желатин, полученный из рыбы, имеет более низкую температуру плавления и гелеобразования, чем желатин, полученный из говядины или свинины.

Состав

В сухом виде желатин состоит из 98-99% белка, но это не является полноценным белком, так как в нем отсутствует триптофан и недостаточен изолейцин, треонин и метионин. Содержание аминокислот в гидролизованном коллагене такое же, как и в коллагене. Гидролизованный коллаген содержит 19 аминокислот, преимущественно глицин (Gly) 26-34%, пролин (Pro) 10-18% и гидроксипролин (Hyp) 7. -15%, что вместе составляет около 50% от общего содержания аминокислот. Глицин отвечает за плотную упаковку цепей. Наличие пролина ограничивает конформацию. Это важно для желатиновых свойств желатина. Другие аминокислоты, которые вносят большой вклад, включают: аланин (Ala) 8-11%; аргинин (Arg) 8-9%; аспарагиновая кислота (Asp) 6-7%; и глутаминовая кислота (Glu) 10-12%.

Исследования

Усвояемость

биодоступность гидролизованного коллагена у мышей. было продемонстрировано в исследовании 1999 года; При пероральном введении гидролизованный C коллаген расщеплялся и более 90% абсорбировался в течение 6 часов с измеримым накоплением в хряще и коже. Исследование, проведенное в 2005 году на людях, показало, что гидролизованный коллаген всасывается в кровь в виде небольших пептидов.

Воздействие на кожу

Проглатывание гидролизованного коллагена может повлиять на кожу за счет увеличения плотности коллагеновые фибриллы и фибробласты, тем самым стимулируя выработку коллагена. На основании исследований на мышах и in vitro было высказано предположение, что гидролизованные коллагеновые пептиды обладают хемотаксическими свойствами в отношении фибробластов или влияют на рост фибробластов.

Сустав и эффекты костей

Некоторые клинические исследования сообщают, что пероральный прием гидролизованного коллагена уменьшает боль в суставах, причем наиболее сильные симптомы проявляются в наибольшей степени. Благоприятное действие, вероятно, связано с накоплением гидролизованного коллагена в хряще и стимулированием выработки коллагена хондроцитами, клетками хряща. Несколько исследований показали, что ежедневное потребление гидролизованного коллагена увеличивает плотность костной массы у крыс.

Однако другие клинические испытания дали неоднозначные результаты. В 2011 году группа Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов по диетическим продуктам, питанию и аллергии пришла к выводу, что «причинно-следственная связь не установлена ​​между потреблением гидролизата коллагена и поддержанием суставов». В четырех других исследованиях сообщалось об отсутствии побочных эффектов; однако исследования не были обширными, и все рекомендовали дальнейшее контролируемое исследование. Одно исследование показало, что пероральный коллаген улучшил симптомы только у меньшинства пациентов и сообщил о тошноте как о побочном эффекте. В другом исследовании не сообщалось об улучшении активности заболевания у пациентов с ревматоидным артритом. Другое исследование показало, что лечение коллагеном может на самом деле вызвать обострение симптомов ревматоидного артрита.

Проблемы безопасности

Гидролизованный коллаген, как и желатин, получают из животных с помощью -продукты мясной промышленности или иногда туши животных, удаленные и очищенные мясорубами, включая кожу, кости и соединительную ткань.

В 1997 г. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) при поддержке Консультативного комитета TSE (трансмиссивная губчатая энцефалопатия ) начало мониторинг потенциального риска переносчики болезней животных, особенно губчатой ​​энцефалопатии крупного рогатого скота (BSE), широко известной как коровье бешенство. В исследовании FDA, проведенном в том же году, говорится: «... такие шаги, как нагревание, щелочная обработка и фильтрация, могут быть эффективными для снижения уровня загрязняющих агентов TSE; однако в настоящее время научных данных недостаточно, чтобы продемонстрировать эффективность этих методов лечения. удалить инфекционный агент BSE, если он присутствует в исходном материале ». 18 марта 2016 года FDA доработало три ранее выпущенных промежуточных окончательных правила, направленных на дальнейшее снижение потенциального риска BSE в продуктах питания человека. В окончательном правиле уточнялось, что «желатин не считается запрещенным материалом для крупного рогатого скота, если он производится с использованием указанных обычных промышленных процессов».

Научный руководящий комитет (SSC) Европейского Союза в 2003 году заявил, что связанный с этим риск с бычьим костным желатином очень низка или равна нулю.

В 2006 году Европейское управление по безопасности пищевых продуктов заявило, что мнение SSC подтвердилось, что риск BSE костного желатина был небольшим, и рекомендовал отменить запрос 2003 года об исключении черепа, мозга и позвонков бычьего происхождения старше 12 месяцев из материала, используемого при производстве желатина.

Производство

Желатин. производство по географическим регионам

Мировой спрос на желатин в 2019 году составил около 620 000 тонн (1,400 × 10 ^фунтов). В промышленных масштабах желатин производится из побочные продукты мясной и кожевенной промышленности. Большую часть желатина получают из свиных шкур, свиных костей и костей крупного рогатого скота или из колотых шкур крупного рогатого скота. Желатин, приготовленный из рыбных субпродуктов, позволяет избежать некоторых религиозных возражений против потребления желатина. Сырье готовят с помощью различных процессов отверждения, кислотных и щелочных процессов, которые используются для экстракции высушенного гидролизата коллагена. Эти процессы могут занять несколько недель, и различия в таких процессах сильно влияют на свойства конечных желатиновых продуктов.

Желатин также можно приготовить дома. При кипячении некоторых хрящевых кусков мяса или костей желатин растворяется в воде. В зависимости от концентрации полученный бульон (при охлаждении) естественным образом образует желе или гель. Этот процесс используется для заливного.

. Хотя существует множество процессов, посредством которых коллаген может быть преобразован в желатин, все они имеют несколько общих факторов. Межмолекулярные и внутримолекулярные связи, которые стабилизируют нерастворимый коллаген, должны быть разорваны, а также водородные связи, которые стабилизируют коллаген спираль. Процессы производства желатина состоят из нескольких основных этапов:

  1. Предварительная обработка для подготовки сырья к основному этапу экстракции и удаления примесей, которые могут отрицательно влиять на физико-химические свойства конечного желатинового продукта.
  2. Гидролиз из коллагена в желатин.
  3. Экстракция желатина из гидролизной смеси, которая обычно проводится с помощью горячей воды или разбавленных кислотных растворов в виде многостадийного процесса.
  4. Очистка и восстановление, включая фильтрацию, осветление, выпаривание, стерилизация, сушка, колейность, измельчение и просеивание для удаления воды из раствора желатина, смешивания экстрагированного желатина и получения высушенного, смешанного, измельченного конечного продукта.

Предварительная обработка

Если сырье, используемое для производства желатина, происходит из костей, используются разбавленные растворы кислоты для удаления кальция и других солей. Для снижения содержания жира можно использовать горячую воду или несколько растворителей, которое не должно превышать 1% перед основным этапом экстракции. Если сырье состоит из шкур, и кожи; уменьшение размера, мытье, удаление волос со шкуры и обезжиривание необходимы для подготовки шкур и кож для стадии гидролиза.

Гидролиз

После подготовки сырья, т.е. удаления некоторых примесей, таких как жир и соли, частично очищенный коллаген превращается в желатин путем гидролиза. Гидролиз коллагена выполняется одним из трех различных методов: кислотным -, щелочным - и ферментативным гидролизом. Кислотная обработка особенно подходит для менее полностью сшитых материалов, таких как коллаген кожи свиньи, и обычно требует от 10 до 48 часов. Щелочная обработка подходит для более сложного коллагена, такого как коллаген крупного рогатого скота, и требует больше времени, обычно несколько недель. Цель обработки щелочью - разрушить определенные химические сшивки, все еще присутствующие в коллагене. В желатиновой промышленности желатин, полученный из обработанного кислотой сырья, называется желатином типа A, а желатин, полученный из обработанного щелочью сырья, называется желатином типа B.

Достигнуты успехи в области оптимизировать выход желатина с помощью ферментативного гидролиза коллагена. Время обработки короче, чем время, необходимое для обработки щелочью, и приводит к почти полному превращению в чистый продукт. Физические свойства конечного желатинового продукта считаются лучшими.

Экстракция

Экстракцию проводят либо водой, либо растворами кислоты при соответствующих температурах. Все промышленные процессы основаны на нейтральных или кислых значениях pH, потому что, хотя обработка щелочью ускоряет конверсию, она также способствует процессам разложения. Условия кислотной экстракции широко используются в промышленности, но степень кислотности зависит от различных процессов. Эта стадия экстракции представляет собой многоступенчатый процесс, и температура экстракции обычно повышается на более поздних стадиях экстракции, что обеспечивает минимальное термическое разложение экстрагированного желатина.

Извлечение

Этот процесс включает несколько этапов, таких как фильтрация, выпаривание, сушка, измельчение и просеивание. Эти операции зависят от концентрации, а также от конкретного используемого желатина. Следует избегать и сводить к минимуму разложение желатина, поэтому для процесса восстановления используется самая низкая возможная температура. В большинстве случаев восстановление происходит быстро, все процессы выполняются в несколько этапов, чтобы избежать значительного ухудшения структуры пептида. Ухудшение структуры пептида может привести к низкой прочности геля, что обычно нежелательно.

Использование

Ранняя история пищевых продуктов

Первое использование желатина в продуктах питания задокументировано в 15 веке в средневековой Британии, где копыта крупного рогатого скота кипятили в течение продолжительных периодов времени для получения геля. Этот процесс был трудоемким и занимал много времени и касался в основном более богатых домохозяйств. Первый зарегистрированный английский патент на производство желатина был выдан в 1754 году. К концу 17 века французский изобретатель Дени Папен открыл другой метод экстракции желатина путем кипячения костей. В 1812 году химик (fr) продолжил эксперименты с использованием соляной кислоты для извлечения желатина из костей, а затем с экстракцией паром, которая была намного более эффективной. Французское правительство рассматривало желатин как потенциальный источник дешевого и доступного белка для бедных, особенно в Париже. Применение пищевых продуктов во Франции и Соединенных Штатах в течение 19 века, по-видимому, установило универсальность желатина, в том числе его популярность в США как Jell-O. С середины 1800-х годов Чарльз и Роуз Нокс из Нью-Йорка производили и продавали желатиновый порошок, диверсифицируя привлекательность и возможности применения желатина.

Кулинарное применение

Яйца в заливное

Вероятно, наиболее известный как желирующий агент в кулинарии, различные типы и сорта желатина используются в широком спектре пищевых и непищевых продуктов. Типичными примерами продуктов, содержащих желатин, являются десерты из желатина, мелочи, заливное, зефир, сладкая кукуруза, и кондитерские изделия, такие как Peeps, мармелад, фруктовые закуски и мармелад. Желатин можно использовать в качестве стабилизатора, загустителя или текстуризатора в таких пищевых продуктах, как йогурт, сливочный сыр и маргарин ; он также используется в продуктах с пониженным содержанием жира для имитации ощущения во рту жира и для создания объема. Он также используется при производстве нескольких видов китайских пельменей, в частности пельменей для супа из Шанхая, или сяолунбао, а также шэнцзянь мантоу, типа жареных и приготовленных на пару пельменей. Начинки для обоих продуктов изготавливаются из свиного фарша с кубиками желатина, и в процессе приготовления желатин плавится, создавая жидкую внутреннюю часть с характерной студенистой липкостью.

Желатин используется для осветления соков, таких как яблочный сок, и уксуса.

Isinglass получают из плавательных пузырей рыб. Используется в качестве осветлителя для вина и пива. Помимо хартсхорн желе из оленьих рогов (отсюда и название «хартсхорн»), изинглас был одним из древнейших источников желатина.

Косметика

В косметике гидролизованный коллаген может быть найден в кремах для местного применения, действующих как кондиционер текстуры продукта и увлажняющий крем. Коллагеновые имплантаты или кожные наполнители также используются для устранения морщин, дефектов контуров и шрамов от угревой сыпи, среди прочего. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило его использование и определяет клетки коровы (быка) и человека как источники этих наполнителей. Согласно FDA, желаемый эффект может длиться 3–4 месяца, что является относительно самым коротким сроком действия по сравнению с другими материалами, используемыми для той же цели.

Другое техническое применение

Капсулы из желатина
  • Определенное профессиональное и театральное осветительное оборудование использует цветные гели для изменения цвета луча. Исторически их готовили из желатина, отсюда и термин «цветной гель».
  • Первоначально желатин составлял оболочки всех капсул с лекарствами и витаминами, чтобы их было легче глотать. Хотя, как правило, гипромеллоза является вегетарианской -приемлемой альтернативой желатину, но ее производство более дорогое.
  • Некоторые клеи животного происхождения например, клей для кожи может быть нерафинированным желатином.
  • Он используется для удерживания кристаллов галогенида серебра в эмульсии практически во всех фотопленках и фотобумага. Несмотря на значительные усилия, не было найдено подходящих заменителей желатина со стабильностью и низкой стоимостью.
  • Используется в качестве носителя, покрытия или разделяющего агента для других веществ, например, он производит β-каротин водорастворим, что придает желтый цвет любым безалкогольным напиткам, содержащим β-каротин.
  • Баллистический желатин используется для испытания и измерения характеристик пуль выстрел из огнестрельного оружия.
  • Желатин используется в качестве связующего в матчевых головах, а наждачная бумага.
  • Косметика может содержать негелеобразующий вариант желатина под названием гидролизованный коллаген (гидролизат).
  • Желатин был впервые использован в качестве внешней поверхности проклейки для бумаги в 1337 году и продолжал оставаться доминирующим проклеивающим агентом для всех европейских бумаг до середины -девятнадцатый век. В наше время он в основном встречается в акварельной бумаге, а иногда и в глянцевой бумаге для печати, художественной бумаге и игральных картах. Он сохраняет морщины на креповой бумаге.
  • Биотехнология : Желатин также используется при синтезе гидрогелей для тканевой инженерии. Желатин также используется в качестве насыщающего агента в иммуноанализах и в качестве покрытия. Анализ деградации желатина позволяет визуализировать и количественно оценить инвазию на субклеточном уровне вместо анализа инвазивного поведения целых клеток для изучения клеточных выступов, называемых инвадоподиями и подосомами, которые являются выступающими структурами в раковых клетках и играют важную роль в прикреплении и ремоделировании клеток. внеклеточного матрикса (ЕСМ).

Диетические ограничения и заменители желатина

Потребление желатина от определенных животных может быть запрещено религиозными правилами или культурными табу. Например, исламские халяльные и еврейские кошерные обычаи требуют желатина из источников, отличных от свиней, таких как крупный рогатый скот (которые были забиты в соответствии с согласно религиозным предписаниям) или рыбу (которую им разрешено есть). Цыгане осторожно относятся к желатиновым продуктам, которые могли быть сделаны из лошадей, поскольку их культура запрещает употребление лошадей. Некоторые компании указывают источник используемого желатина.

Веганы и вегетарианцы не едят продукты, содержащие желатин, приготовленные из животных. Аналогичным образом, сикхский, индуистский и джайнский обычаи могут требовать альтернативы желатину из источников, отличных от животных, поскольку многие индуисты, большинство джайнов и некоторые сикхи являются вегетарианцами. Частичные альтернативы желатинам, полученным от животных, включают экстракты морских водорослей агар и каррагинан, а также экстракты растений пектин и конжак.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Среда, относящаяся к желатину в Wikimedia Commons

Последняя правка сделана 2021-05-21 13:58:10
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте