CC BY
253п
И
Щ
Е В А Я
ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
УДК: 664
М.А. Сафонова, Д.С. Антонова
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЖЕЛАТИНА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Желатин - белковый продукт, основным компонентом которого является денатурированный или гидролизованный коллаген соединительной ткани животных. Его используют для придания необходимой консистенции конечному продукту. Пищевая промышленность обращается к желатину практически постоянно, поэтому выпускаются разные виды желатина с разными характеристиками. В данной статье детально разбираются все этапы производства желатина. Подробно описываются производственные процессы такие как: предварительная обработка, экстракция, рафинация, гидролиз и фильтрация. В статье отражаются показатели качества желатина, рассказывается о преимуществах и недостатках использования желатина среди других струк-турообразователей. Произведен анализ пищевой ценности, включая процентное содержание в продукте витаминов, минеральных веществ. Для визуализации данные представлены в виде таблицы. С помощью иллюстрации, представлены данные о количественном соотношении аминокислот. В конце статьи подведены итоги о физиологической пользе желатина для здоровья человека.
Ключевые слова: желатин, производство желатина, этапы производства, виды желатина, показатели качества, пищевая ценность, полезные свойства желатина.
Желатин - белок пищевого ингредиента, основным компонентом которого является денатурированный или гидролизованный коллаген, который состоит из соединительной ткани животных[3]. Как пищевая добавка обозначается Е441.
Во всем мире объем производства желатина составляет около 375-400 тыс. тонн в год. В последнее время в производстве желатина стали популярные рыбные продукты, поскольку они устраняют некоторые религиозные препятствия потребление желатина.
Производственные процессы желатина состоит из трех основных этапов [4]:
1. Предварительная обработка - подготовительный этап к основной стадии экстракции. Он необходим для удаления примесей, которые могут оказывать отрицательное воздействие на физико-химические свойства конечного продукта желатина
© Сафонова М.А., Антонова Д.С., 2017.
Научный руководитель: Молчанова Елена Николаевна - профессор, кандидат биологических наук, Московский государственный университет пищевых производств, Россия
2. Основная стадия - экстракция. Желатин экстрагируется из предварительно обработанного сырья в результате многостадийного процесса подачи тёплой воды. В частично экстрагированный продукт постоянно добавляется вода более высокой температуры, и процесс повторяется до тех пор, пока весь желатин не будет экстрагирован из исходного сырья. Концентрация полученных растворов приблизительно 5%. Желатин первой фракции, полученный при наиболее низкой температуре (примерно 55°С), обладает наибольшей способностью к студне-образованию, по другим свойствам он также представляет собой большую ценность. При непрерывном процессе экстракции в экстратор подаётся горячая вода от 60 до 85 С, и желатин, имеющий постоянную желирующую способность, экстрагируется.
3. Рафинация и другие выздоравливающие процедуры, включая фильтрацию, осветление, испарение, стерилизацию, размол и просеивание, необходимы для улучшения показателей качества в конечном продукте. Полученный вязкий раствор подвергается полировочной фильтрации в пластинчатом фильтре.
Раствор желатина, полученный в результате процесса экстракции, подвергается очистке от остатков жира и волокон соединительной ткани в сепараторах высокой мощности. На первом этапе предварительной очистки используются самоочищающийся намывной и пластинчатый фильтры, подобно фильтрации при производстве напитков. Для того чтобы желатин приобрёл оптимальные свойства для применения в сферах промышленности, а также отвечал всем требованиям и показателям качества, гранулированный желатин на завершающем этапе производства измельчается до порошкообразного состояния, затем просеивается и перемешивается.
Если сырье, используемое в производстве желатина, получают из костей, используют специальные растворы для удаления кальция и других солей. Могут быть использованы горячая вода или несколько растворителей, чтобы снизить содержание жира, которое не должно превышать 1% до основной стадии экстракции.
Гидролиз коллагена всегда осуществляется одним из трех известных способов: кислотного, щелочного и ферментативного гидролиза. Кислотная обработка особенно хорошо подходит для сшитых материалов, таких как коллаген кожи свиньи, и требует от 10 до 48 часов. Такой желатин называется тип А.
Щелочная обработка чаще всего подходит для коллагена, который содержится в бычьих шкурах и требует больше времени, обычно в течение нескольких недель. Целью щелочной обработки является уничтожение определенных химических сшивок. Данный вид желатина относится к типу В.
Ферментативный гидролиз коллагена для экстракции желатина является относительно новым способом. Одним из плюсов является то, чтовремя обработки короче, чем это требуется для обработки щелочью, и приводит к практически полному превращению исходного чистого продукта. Деградацию желатина необходимо избегать или свести к минимуму, так как ухудшение структуры пептидной связи может привести к низкой прочности геля [5].
Все производители желатина сегодня следуют системе менеджмента качества в соответствии с ISO 9001. Согласно этой системе все этапы производства желатина должны документироваться и иметь определенные стандарты качества.
Желатин хорошего качества светло-желтого цвета, не имеет вкуса и запаха. К основным показателям качества относят продолжительность растворения, прочность, температуру плавления и прозрачность студня. Растворимость и желирующие свойства желатина зависит от исходного сырья, степени чистоты, концентрации, рН продукта, взаимодействия с другими ингредиентами [1].
В кулинарии желатин является самым известным и популярным желирующим веществом. Желатин может быть использован в качестве стабилизатора, загустителя или текстурообразователя в пищевых продуктах, таких как йогурт, сливочный сыр. Он также используется в пищевых продуктах с пониженным содержанием жира, чтобы имитировать консистенцию жира и создать объем. Иногда применяется для осветления соков, например, яблочный сок [6].
В кондитерском производстве обычно используют желатин для желе с прочностью 180-220 ед [7]. Доля желатина в этом случае варьирует от 4 до 12% в зависимости от требуемой текстуры. Для получения желе и муссов, не расплавляющихся при комнатной температуре, в рецептуру вводят 2,5-4% желатина. Продукты, содержащие кислоты - фруктовые соки, вино с рН ниже 4 уменьшают плотность желе, поэтому количество желирующего вещества увеличивают. Молоко и сахар укрепляют процесс гелеобра-зования. Ананас, киви, папайя, дыня содержат ферменты, расщепляющие белковые вещества, что препятствует застыванию желатина. Поэтому предварительно плоды должны пройти тепловую обработку -сок, пюре, кусочки плодов следует довести до кипения.
Преимуществами этого желирующего вещества являются прозрачность студней, их эластичность, допускающая взбивание, слабовыраженный вкус. К недостаткам относятся более низкая желирующая способность по сравнению с другими студнеобразователями, медленное образование студня, кроме того,
застывание желатиновых студней в очень сильной степени зависит от температуры, поэтому их приходится длительное время выдерживать в холодильнике.
Несмотря на то, желатин состоит на 98-99% из белка в расчете на сухую массу, он имеет немного иную питательную ценность. Анализ пищевой ценности представлен в таблице 1.
Таблица 1
Пищевая ценность желатина на 100 г [8]
Энергетическая ценность 335 кДж (80 ккал)
Жиры
насыщенные жирные кислоты 0,070 г
мононенасыщенные жирные кислоты 0,060 г
полиненасыщенные жирные кислоты 0,010 г
Аминокислоты 85,60 г
Витамины
тиамин (В 1 ) 0.025 мг
рибофлавин (В 2 ) 0.230 мг
ниацин (В 3 ) 0,085 мг
пантотеновая кислота (В 5 ) 0,125 мг
витамин В 6 0.007 мг
фолиевая кислота (В 9 ) 30 мкг
колин 38,5 мг
минеральные вещества
натрий 196 мг
калий 16 мг
кальций 55 мг
магниевый 22 мг
фосфор 39 мг
железо 1.11 мг
марганца 0,105 мг
селен 39.5 мкг
Цинк 0,14 мг
Белки желатина и белок коллаген, из которого он получен, желатин отличается уникальностью аминокислотного состава: примерно 18-30 % приходится на аминокислоту глицин, 12-16 - на пролин, 14 - на оксипролин. Из-за отсутствия эссенциальной аминокислоты триптофана собственная пищевая ценность желатина низкая, однако, он может увеличивать пищевую ценность изделий, содержащих другие белки. [2]
Подробный анализ количественного состава аминокислот в желатине представлен на рисунке 1.
пролин глутамин аланин аргинин тирозин цистин рицин изолейцин триптофан
I количество, г
10
15
20
Рис. 1. Количественный состав аминокислот в желатине [7]
5
Таким образом, из данного анализа видно, что желатин содержит в себе вещества, способствующие развитию и укреплению хрящей и соединительных тканей в организме человека. Особенно он полезен при остеохондрозе, травмах суставов и переломах костей, поскольку способствует более быстрому заживлению и восстановлению травмированных частей. Помимо этого желатин придает эластичности и прочности волосам и ногтям. Глицин, которого в желатине содержится в большом количестве, наполняет организм энергией и улучшает умственную деятельность. Желатин также улучшает обменные процессы в организме человека, укрепляет сердечную мышцу, желудок и кишечник, а также нервную систему. [9]
Библиографический список
1. ГОСТ 11293-89 Желатин. Технические условия (с Изменением N 1)- М.: 1989 - 3- 5 с
2. Коул, Гелатин, Фредерик Дж. Желатин // Энциклопедия пищевых наук и технологий, 2-е издание. 4 Vols. New York: John Wiley & Sons, 2000. 1183-1188
3. Фредерик Ф. Желатин. Энциклопедия пищевой науки и технологии (2 - е изд.) / Фредерик Ф. - М.: 2000. -164 - 171 с.
4. Райнхард Г. Желатин Справочник: Теория и производственная практика / Райнхард Г. - М.: 2012. - 158 с.
5. Игнатьев М.А. Практические основы кулинарного искусства / Александрова-Игнатьева П.М., Игнатьев М.А. М.: Издательство ACT, 2013 - 234 - 241 с.
6. Соколова О. Общая технология отрасли / Догарева Н., Стадникова С,А. Богатов, Е.Ф. Мирошникова. -Оренгубр: 2007 - 190- 192 с
7. Желейные изделия на агаре и желатине [электронный ресурс] URL: http://baker-group.net/frozen-food/765.html (дата обращения: 20.09.17)
8. Gelatin production in America [электронный ресурс] URL: http://www.gelatin-gmia.com/images/GMIA_Gelatin_Manual_2012.pdf (дата обращения: 22.09.17)
9. Желатин для суставов: как пить, отзывы врачей, особенности применения и противопоказания [электронный ресурс] URL: http://fb.ru/artide/243321/jelatin-dlya-sustavov-kak-pit-otzyivyi-vrachey-osobennosti-primeneniya-i-protivopokazaniya (дата обращения: 20.09.17)
САФОНОВА МАРИЯ АЛЕКСЕЕВНА - магистрант, Московский государственный университет пищевых производств, Россия.
АНТОНОВА ДАРЬЯ СЕРГЕЕВНА - магистрант, Московский государственный университет пищевых производств, Россия.
