Tìm Hiểu Về Gelatin: Cấu Tạo, Đặc Tính, Phân Loại Và Ứng Dụng

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[1]. Bài viết này, chúng ta cùng tìm hiểu về định nghĩa, cấu tạo, đặc tính, phân loại và ứng dụng của gelatin nhé!

Định nghĩa gelatin

Hiện nay có nhiều cách khác nhau để định nghĩa gelatin, định nghĩa được nhiều người sử dụng là định nghĩa của Bailey và Paul (1998): “gelatin về căn bản là protein tinh sạch dùng trong thực phẩm, thu nhận từ collagen đã bị thoái hóa do nhiệt, có cấu trúc như protein động vật”.

Gelatin có thành phần chủ yếu là 50.5% cacbon, 6.8 % hidro, 17% nitơ và 25.2% oxy. 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.

Ngoài ra, ta còn biết gelatin là một polypeptid cao phân tử, là sản phẩm thu được bằng cách thủy phân một phần collagen có nguồn gốc từ da, gân và xương động vật. Trong công nghiệp sản xuất gelatin theo 2 phương pháp sau: tiền xử lý bằng acid để sản xuất gelatin loại A và tiềm xử lý kiềm tạo ra gelatin loại B.[2]

Cấu tạo của gelatin

Cấu trúc phân tử của gelatin gồm 18 acid amin khác nhau liên kết theo một trật tự xác định, tuần hoàn, tạo nên chuỗi polypeptide với khoảng 1000 acid amin, hình thành nên cấu trúc bậc 1. Giống như collagen, gelatin cũng là một hỗn hợp các chuỗi đơn và chuỗi kép có đặc tính ưa nước, cấu trúc thường gặp của gelatin: Ala-Gly-Pro-Arg-Glu-4Hyp-Gly-Pro.[4]

Đặc tính của gelatin

Tính chất vật lý

Gelatin trong suốt, gần như không mùi, không vị, giòn, dễ tiêu hóa và là một loại protein không gây dị ứng. Ở nhiệt độ thường và độ ẩm thường, gelatin chứa từ 9-12% độ ẩm và có tỉ trọng riêng 1.3-1.4. Gelatin là chất rắn dạng miếng, vảy, bột và hạt. Màu sắc của bột phụ thuộc trên nguồn gelatin. Với gelatin có nguồn gốc từ da bò, da lợn có màu hơi vàng so với gelatin có nguồn gốc từ cá. Tuy nhiên, nói chung màu sắc không ảnh hưởng đến các đặc tính của gelatin.[5]

Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính của gelatin[5]

Các đặc tính của gelatin phụ thuộc vào một số các yếu tố như:

• Loại collagen, nguồn gelatin, tuổi tác của động vật khi giết mổ, và các quy trình xử lý tạo gelatin.
• Sự khác biệt về thành phần axit amin, chẳng hạn như hàm lượng của các thành phần chuỗi α-, β- hoặc γ- và trọng lượng phân tử.

Cơ chế tạo gel

Ở nhiệt độ thường không tan, hút nước, trương nở lượng nước hấp thu gấp 5-10 lần khối lượng.

Khi gia nhiệt 50-55°C: hóa lỏng, nhiệt độ nóng chảy thấp (27-34°C) khi hóa lỏng khối lượng và thể tích tăng.

Hạ nhiệt độ 10-15°C: thì đông tụ tạo thành dung dịch keo mềm, độ nhớt cao.

Độ bền gel[5]

Gelatin có khả năng tạo gel mà không cần dùng phối hợp với chất khác, đó là tính chất quan trọng của gelatin.

Mức độ hòa tan của gelatin bị ảnh hưởng của các yếu tố như: nhiệt độ, nồng độ và kích thước hạt gelatin. Gelatin tan trong các polyol như glycerin, propylrn glycol, sorbitol, manitol, không tan trong cồn, aceton. CCl4, benzen, ether và các dung môi khác.

Tính chất gel của gelatin phụ thuộc rất lớn vào nồng độ, nhiệt độ, pH và thời gian. Khi nồng độ càng tăng và nhiệt độ càng cao thì độ nở của gelatin càng lớn. Nồng độ của gelatin càng tăng và độ nở càng cao thì độ nhớt của gel càng lớn. Nhiệt độ và thời gian gia nhiệt càng cao thì độ cứng của gel càng giảm. pH càng thấp thì độ cứng của gel càng giảm, cùng pH nếu thời gian gia nhiệt càng dài thì độ cứng của gel giảm càng nhanh.

Phân loại và độ bền (Bloom) của gelatin [5]

Phân loại

• Dựa vào nguồn gốc và phương thức sản xuất người ta phân gelatin thành 2 loại chính: gelatin A và gelatin B. Gelatin loại A có điểm đẳng tích 6-9 thu được từ collagen được xử lý bằng acid, trong khi gelatin loại B có điểm đẳng tích là 5 thu được từ collagen được xử lý bằng kiềm. Ngoài ra, gelatin có nguồn gốc từ da heo thường được gọi là gelatin loại A và gelatin có nguồn gốc từ da bò được gọi là gelatin loại B.
• Dựa vào hình dáng bên ngoài chia gelatin thành 2 loại: dạng hạt và dạng lá/miếng.
• 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 gelatin

Độ bền và độ nhớt của gelatin là yếu tố vật lý quan trọng nhất tính chất của gelatin. 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 đông 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.

Ứng dụng của gelatin trong thực phẩm[5]

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

• Trong công nghiệp sản xuất thịt – thuỷ sản: gelatin được sử dụng làm chất kết dính và chất tạo màng trong sản phẩm thịt và giúp định hình dạng thịt trong sản phẩm thịt đóng hộp. Đối với sản xuất xúc xích, collagen / gelatin có được sử dụng làm vỏ bọc ăn được vì collagen / gelatin cung cấp tốt sự đồng đều của bề mặt và độ bền dai của sản phẩm.
• Trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo: 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. Ngoài ra, vì đặc tính đánh bông và ổn định, gelatin bổ sung thêm vào topping, mouse và chiffon các loại. Gelatin được sử dụng trong kẹo dẻo vì đặc tính dẻo của nó, như kẹo dẻo gấu, kẹo cao su,… Gelatin còn 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 nhiều sản phẩm cấu trúc khác nhau. Các sản phẩm có sử dụng gelatin như: kẹo bông đường, kẹo cao su, viên nén, kẹo hạnh nhân nougat…

• Trong công nghiệp 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 không béo). Nó giúp cải thiện cấu trúc sữa chua đặc tính mịn, mềm cảm giác ngon miệng đồng thời kéo dài thời hạn sử dụng sản phẩm. Gelatin giúp ổn định hệ nhũ tương, giúp sản phẩm bơ sữa và bơ thực vật không bị tách nước và có cấu trúc mịn. Đối với các sản phẩm pho mát như phô mai tươi và phô mai kem, gelatin hoạt động như chất kết dính nước và chất thay thế chất béo. Nó cũng hỗ trợ trong việc nâng cao kết cấu mịn và kem.
• Trong công nghiệp sản xuất kem: gelatin có vai trò tạo cấu trúc mềm mại cho sản phẩm, ngăn cản quá trình tách lỏng khi làm đông lạnh kem, làm bền hệ nhũ tương, tránh tạo tinh thể đá khi bảo quản lạnh.
• Các sản phẩm tráng miệng: Gelatin được sử dụng một trong những thành phần chính trong món tráng miệng, như bánh pudding, bánh custards, kem và sữa chua đá tạo cấu trúc tốt, chất ổn định, tạo gel tốt, khả năng tan chảy trong miệng tạo sự độc đáo cho sản phẩm.
• Sản phẩm rượu và nước trái cây: Gelatin là tác nhân tinh sạch cho các sản phẩm: rượu, nước quả chưa lên men chứa các thành phần không hòa tan làm đục sản phẩm, nâng cao thời gian bảo quản sản phẩm, không làm biến màu đặc trưng sản phẩm khi tạo tủa các chất gây đục.[3]

Nguyễn Linh RD VNO

Tài liệu tham khảo

[1] Imenson Alan. “gelatin,” Thickening and gelling Agent for Food, 1997. [2] A. Imeson AP. “Thickening and gelling agents for food.” London: Blackie, 1992. [3] Đàm Sao Mai và cộng sự. “Phụ gia tạo gel và làm đặc,” Phụ gia thực phẩm. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2012, tr.386-389. [4] M. Chaplin. “Water Structure and Science: Gelatin.”, 2012 [5] ZA Nur Hanani. “Gelatin.” Universiti Putra Malaysia, Serdang, Malaysia,2016