در حال بارگذاری...
به بـازار بزرگ صنایع غـذایـی ایـران خوش آمدید

تولید ژلاتین از منابع حلال

چکیده
ژلاتین یک مولکول حیوانی سنگین وزن(10 الی20کیلودالتن ) وقابل حل در آب است که توسط هیدرولیز ازدناتوراسیون حرارتی کلاژن به دست می آید. ژلاتین کاربردهای زیادی درصنایع مختلف مانند دارویی، فتوگرافی،غذایی و... دارد رایج ترین منابع تولید ژلاتین، پوست واستخوان حاصل از کشتارخوک، گاو وبه میزان کمترپرندگان می باشد.ژلاتین
تولید
شده ازخوک به دلیل ویژگیهای ژل حاصل به طورگسترده ای موردمصرف قرارمی گیرد اما ازآنجا که درجوامع مسلمان گوشت یاپوست خوک به دلیل حرام بودن مصرف نمی شود به تولید ژلاتین ازمنابع حلال توجه خاصی شده است.عمده ترین کنندگان ژلاتین حلال درجهان اروپا و کشورهای هند وپاکستان هستند.در
تولید
ژلاتین ازپوست واستخوان گاو توجه به این نکته مهم است که حیوان به طریق اسلامی ذبح شده باشد.باتوجه به اینکه درچندسال گذشته مصرف گوشت گاودراروپاوآمریکا کاهش یافته است؛منابع تولیدژلاتین حلال بامحدودیت مواجه گردیده است.ماده دیگری که درتولیدژلاتین حلال به کارمی رودپوست واستخوان ماهی حاصل ازصنایع شیلات می باشد.استفاده ازماهی درتولیدژلاتین اهمیت خاصی داردچراکه ماهی دارایاثر سلامتی بخش می باشد.همچنین باتوجه به مصرف زیادآن درصنایع کنسروسازی وحجم بالای ضایعات تولیدی درمقایسه باضایعات دامی می توان به منظوربازیافت ضایعات کارخانه ازآن درتولیدژلاتین حلال بهره گرفت.البته نوع ماهی(حلال یاحرام بودن)نیزبایدمد نظرقرارگیرد.یکی دیگرازمنابع حلال درتولیدژلاتین استفاده ازمنابع گیاهی مانندنشاسته ذرت تغییریافته، صمغ سلولز،پکتینموجوددردیواره سلولهای گیاهی ویاحتی گزانتان،کاراگینان وآگارمی باشد.ازآنجایی که یکی ازکاربردهای ژلاتین تولیدقرص وکپسول می باشدودرصورت استفاده ازژلاتین حیوانی خطرآلودگی وهمچنین مسئله کمبودمواداولیه حیوانی (باتوجه به کاربردهای زیادژلاتین)وجوددارد ؛تولیدژلاتین گیاهی می تواند مثمرثمرواقع شود.    رحال حاضر هیچ نوع کلاژنی درسطح تجاری ازگیاهان تولید نشده است امادانشمندان باوارد کردن ژنی به ذرت توانستندذرت راواداربه تولیدژلاتین نمایند.دراین مقاله روش استخراج ژلاتین ازمنابع حلال حیوانی(پوست واستخوان گاو وماهی)بیان می شود.
مقدمه
    ژلاتین یکی ازپرمصرف ترین موادپروتئینی کلوئیدی است که به طوروسیعی درصنایع مختلف به کارمی رود چندین نوع ژلاتین تولیدمی شودکه ترکیب هرکدام بسته به نوع منبع به کاررفته وروش تیمار آن متفاوت است به طورکلی برای استخراج ژلاتین ازکلاژن حیوانی ازدوروش اسیدی وبازی استفاده می شود.درگذشته جهت تولیدژلاتین ازماهی ،ازتیمار قلیایی استفاده می شداما با استفاده ازروش اسیدی،می توان ژلاتینی تولیدکردکه بدون نیازبه قلیا(بااستفاده ازاسیدسیتریک)فاقدبووطعم ماهی باشد.به طورکلی کلاژن ماهیان استخوانی،ژلاتینی باقدرت تشکیل ژل کمتری نسبت به پستانداران
تولید
می کند.اماماهیان غضروفی مثل کوسه ماهی،ژل مرغوب تری تولیدمی کنند.یک نوع کلاژن استخراجی،الاستوایدین است که ازباله کوسه ماهی به دست می آیدوبه طورغیرعادی،مقدارتیروزین وسیستئین بالایی دارد؛.که باتوجه به حلال نبودن،نمی توانددرتولیدژلاتین حلال به کاررود.ازآنجایی که کلاژن ماهی نسبت به پستانداران اسیدآمینه کمتری دارد،دردمای پایین تری دناتوره می شود.
                  کاربردهای ژلاتین              
درصنایع غذایی: درتصفیه آب میوه ونوشیدنی،تولیدمارمالاد،آب نبات،فرآورده های گوشتی،محیط کشت باکتری
درپزشکی:
تولید
کپسول های سخت ونرم،قرص های پوشش دار،درمان کم خونی به دلیل دارابودن هیستیدین کمک به هضم موادغذایی
درفتوگرافی:درتوسعه سینماوفتوگرافی نقش مهمی دارد؛امولسیونی ازنمکهای نقره تولیدمی کندکه دربرابرنوربسیارحساس می باشد.
درصنعت: تهیه چسب،کبریت،مرکب چاپ.
خصوصیات ژلاتین
  درهوای خشک پایداری خوبی داردامادرهوای مرطوب موردحمله ی میکروب هاقرارمی گیرد.درآب سردنامحلول است وپس ازغوطه وری درآب،متورم ونرم شده 5الی10برابروزن خودآب جذب می کند .ژلاتین درآب داغ ،الکل اتیلیک 95%،کلروفرم،اتر،روغن فراروغیرفرارمحلول است.
درجه بندی ژلاتین :  1)براساس میزان کشش ژل تولیدی که کشش راازطریق یک محلول 3/62%دردمای 10درجه سانتی گرادبه مدت 18ساعت اندازه گیری می کنند.
2)اندازه گیری ویسکوزیته:  که رنج استانداردآن برای محلول 3/62%دردمای 60درجه بین 10الی20 می باشد
3)شفافیت.
4)ارزیابیمیکروبیولوژیکی: میزان خاکسترغیرآلی،مقدار رطوبت ومقدارفلزات سنگین
این پارامترهابه نوع موادخام،مرحله استخراج وتکنیک های به کاررفته درفرایند،مخصوصا تیمارهای حرارتی بستگی دارد.کیفیت ژلاتین شدیدا به خصوصیات رئولوژیکی آن(خاصیت تغییرشکل)بستگی دارد.
موادوروش ها               
استخراج ژلاتین ازکلاژن ماهی: پوست ماهی می تواندبه صورت تازه یامنجمدباشدکه پس ازانجمادزدایی ازآن استفاده می شود.ابتدابه منظورحذف موادزائدمثل چربی وخون پوست ماهی باآب شسته می شودبه منظوررسیدن به ماده خشک 65الی75درصدپوست خشک می شودکه می توان پوست سالم راخشک کردیاپس ازخردکردن به قطعات 5الی15میلی متر این عمل راانجام داداگردرآب شستشوازترکیبات اکسیدکننده ضعیف استفاده شودعلاوه برجلوگیری ازرشدباکتری هابازده تولیدژلاتین افزایش می یابد.این ترکیبات عبارتندازهیپوکلریت ،    سدیم، پتاسیم یاپراکسیدهیدروژن که درغلظت 50الی1000 ppm (005/الی1/درصد)به کارمی روند سپس یک مرحله شستشوباآب انجام شده مواددریک محلول قلیایی ضعیف قرارمی گیرند.پس ازشستشوباآب خنثی مواددریک محلول اسیدی سردغوطه ورمی شونداسیدبه کاررفته می تواندمعدنی باشدمثل اسیدکلریدریک،اسید سولفوریک واسیدفسفریک باغلظت 05/الی3/درصدومیزان 20الی30لیتربه ازای هرتن پوست.ویاآلی باشدمثل اسیداستیک ویااسیدلاکتیک که به همان میزان استفاده می شود.استفاده ازاسیدباعث می شودتاph محلول سریعا به حدود2برسدمدت زمان فرآیند اسیدی  1الی 8 ساعت وترجیحا 4ساعت می باشدنقطه ایزویونیک بسته به شدت ومدت زمان  فرآیند بین7الی 9 است.اسیدهیدرولیزآسپاراژین و گلوتامین را به اسیدگلوتامیک واسیدآسپارتیک محدودمی کند.درمدت تیمار موادبه آرامی هم زده می شودتابووترکیبات نامطلوب ازپوست خارج شود.پس ازگذشت مدت زمان موردنظر،پوست هاباآب خنثی شسته می شوندودریک محلول رقیق اسیدسیتریک قرارمی گیرند.غلظت اسیدسیتریک 5/الی 6/% است واستفاده ازآن باعث می شودترکیبات مولدبو وطعم ماهی بدون نیازبه تیمار قلیایی حذف شوندپوست های تیمار شده ،باآب فاقدیون شسته می شودتانمکهای      باقیمانده درآن ازبین برودتمام این مراحل (ازابتدا)دردمای 15 الی 27 درجه انجام می گیرد.پوست هادرآب قرارگرفته پخته می شوندوقتیph  به حد2/3 الی 9/3  رسیدموادازآب خارج شده دریک استخراج کننده قرارمی گیرند.به منظوربازیابی حرارتی بخشی ازسیال خروجی،ازطریق یک مبدل حرارتی سیرکوله می شود.دمای استخراج بالاتراز50درجه سانتی گراد(55الی70درجه)می باشد.تعدادمراحل استخراج از3الی6مرحله متفاوت است درروش استخراج چندمرحله ای ازدمای پایین استفاده می شود.ودرنتیجه کیفیت ژلاتین مرغوب ترو افت کیفیت آن کمترمی شود.اولین مرحله استخراج دردمای50الی60درجه رخ می دهدکه مولکول های سنگین وزن باوسیکوزیه بالا،کشش ژل مطلوب ورنگ روشن تولیدمی کند.دراستخراج های بعدی دمابه اندازه5الی10درجه افزایش پیدامی کند.به دلیل دمای بالاتر،مولکول های تولیدشده کم وزن،کشش ژل کمترورنگ آن پررنگ ترخواهدبود.بیشترین مقدارژلاتین محلول دردومین مرحله بدست می آید.حین استخراج مواد درتانک به آرامی هم زده می شوندتاقابلییت بازیافت ژلاتین درمدت زمان کمترودمای پایین تر،امکان پذیرشود.هرمرحله استخراج کمتراز2ساعت به طول می انجامد.آخرین مرحله دردمای نزدیک نقطه جوش آب انجام می شود.محصولات به دست آمده ازهرمرحله باهم مخلوط می شوند.زمانی که غلظت ژلاتین درمحلول ستخراج شده ازکلاژن،به 4الی5درصدرسیدفرآینداستخراج متوقف می گردد.محلول ژلاتین وپسماندجامدازطریق دکانتاسیون ازهم جدامی شوند.محلول درحضوریک کمک فیلترمثل خاک دیاتومه ازصفحات فیلترعبورمی کند مقادیرکم چربی باقیمانده درژلاتین ،روی صفحات فیلترجداشده ژلاتین شفاف می شود. PH محلول دررنج 5الی7تنظیم می شودومحلول به منظورحذف ترکیبات مخربی چون آمین ومشتقات آن ازرزین تبادل یون عبورمی کند.محلول حاصله تحت خلا  تغلیظ می شودتابوهای فرارآن خارج شود.پس ازخنک شدن،دراثرجریان هواخشک می شود؛به این صورت که محلول تغلیظ شده به یک تسمه استیل ضدرنگ هدایت می شودکه این تسمه ازدرون یک اتاقک خشک کن عبورمی کنددرهرمنطقه ازاین اتاقک، دماورطوبت هوای خشک کن به دقت کنترل می شود.درابتدادما 30 درجه ودرانتها دمابیش از 70درجه می باشد. مدت زمان خشک کردن،بسته به کیفیت،غلظت وشرایط به کاررفته از1تا5ساعت متغیراست همچنین سرعت خشک کردن به دقت کنترل می شود تا ازسخت شدن سطحی یاذوب شدن جلوگیری شود.ژلاتین حاصله،خشک کن رابارطوبت 10%ترک می  کند و درآسیاب های خاص به اندازه دلخواه خردمی شود برروی پسماندحاصل ازاستخراج،2مرحله تیمار      در 95درجه به مدت 2 ساعت انجام می گیردکه مقادیرکمی ژلاتین بدون ژل بعنوان یک فرآورده جنبی تولید می کند.
تولیدژلاتین ازپوست واستخوان گاو
پوست ابتداشسته می شودودریک محلول آب آهک وسولفیدقرارمی گیردتاچربی وپروتئین های غیرکلاژنی آن حذف شودسپس به قطعات کوچک خردمی شود.استخوان نیزحاوی موادغیرکلاژنی یعنی موادمعدنی است که بایدبه طریقی آنهارا حذف کرد. استخوان پس ازتمیزشدن ، خشک می شودوبه قطعات 1الی2cm خردمی شود.سپس دریک محلول رقیق اسیدکلریدریک قرارمی گیردتاموادمعدنی آن حذف شده به اوسئین تبدیل شود.ازاوسئین هم به روش اسیدی وهم قلیایی می توان ژلاتین تولیدکرد.تیماراسیدی آن شبیه روش به کاررفته درموردماهی است.                                                                                                                                   تیمارقلیایی اوسئین بامحلول آب آهک انجام می شود چنانکه درمورد پوست بیان شد بسته به نوع  مواد (پوست یااستخوان)اندازه قطعات ومدت زمان تیمارقلیایی 8الی 12 هفته به طول می انجامد.اوسئین نسبت به پوست به تیمارطولانی تری نیازدارد.تیمارازطریق تنظیم میزان قلیایی بودن آب آهک کنترل می شودسپس مواد باآب سردشسته می شوندتاآب آهک حذف شود.بااستفاده ازاسید،PH تنظیم می شودومواد وارد مرحله استخراج باآب داغ می گردندتاژلاتین قابل حل ازکلاژن استخراج شود.بقیه مراحل ازقبیل استخراج چندمرحله ای ، تغلیظ،خشک کردن،خردکردن مانندروش به کاررفته درموردماهی می باشد.درتیمارقلیایی نقطه ایزویونیک 8/4الی2/ 5می باشدکه درصورت کوتاه شدن مدت زمان تیمار،به6افزایش می یابد.همچنین قلیاباعث تسریع تبدیل آسپاراژین وگلوتامین به اسیدآسپارتیک واسیدگلوتامیک می گردد.                        
جمع بندی
  منابع به کاررفته درتولیدژلاتین حلال،ضایعات دامی وشیلات است که به دلیل حجم بالای ضایعات شیلات، استفاده ازآن بیشترموردتوجه قراردارد.برای ضایعات دامی بیشترازتیمار قلیایی وبرای ماهی ازروش اسیدی استفاده می شودکه استفاده ازاسیدمیزان تبدیل آسپاراژین وگلوتامین به اسیدآسپارتیک وآسیدگلوتامیک راکاهش می دهد. زمان تولیدژلاتین برای هرنوع ماهی ودرهرغلظت اسیدبکاررفته متفاوت است.فرآیندتولیدژلاتین از ماهی ژلاتینی باکیفیت ژلی خوب تولیدمی کندبدون اینکه طعم وبوی ماهی داشته باشدهمچنین مقداری ژلاتین بدون ژل هم بعنوان یک فرآورده جانبی تولیدمی کند.PHاستخراج درتیمار اسیدی 5/2الی5/ 4ودمابالاتر از50درجه می باشد.اضافه کردن مرتب اسید،ازافتPH به کمتراز5/1جلوگیری می کندوبازده تولیدرا1%افزایش می دهددرصورتی کهPHبه کمتراز1برسدمولکول های کم وزن ژلاتین تولیدمی شودکه درطول شستشوافت وزن بیشترمی شود.باکنترل مقداراسید،ماهیت اسیدومدت زمان تیمار،می توان بازده تولیدژلاتین راافزایش دادبدون اینکه پوست ماهی دچارتخریب مکانیکی شود.به طورکلی درفرآیندهای استخراج ژلاتین،هرچه غلظت اسیدوقلیای بکاررفته بیشترباشدژلاتین تولیدی شفاف تروعطروطعم آن بهترمی شود.استفاده ازدمای پایین درمرحله استخراج،سرعت استخراج ژلاتین وکیفیت آن راافزایش می دهد.همچنین هم زدن ملایم،این امکان رافراهم می کندکه درمدت زمان کوتاه ترودمای پایین تر،ژلاتین بیشتری ازکلاژن جداشود.همچنین استفاده ازدمای پایین،ویسکوزیته وکشش ژل تولیدی راافزایش می دهد.باافزایش غلظت محلول ژلاتین،نقطه ذوب ومیزان کشش ژل،افزایش می یابد.مثلا افزایش غلظت از2به 12% نقطه ذوب رااز4/21به 24افزایش می دهد.

مطالب مرتبط:

خطوط تولید صنایع غذایی ,دستگاه های بسته بندی ,انواع دستگاه بسته بندی




دیدگاه ها


اگر تصویر خوانا نیست اینجا کلیک کنید

همزمان با تأیید انتشار دیدگاه من، به من اطلاع داده شود.
* دیدگاه هایی كه حاوي توهين است، منتشر نمی شود.
* لطفا از نوشتن دیدگاه های خود به صورت حروف لاتين (فينگليش) خودداري نماييد.


    محصولات مرتبط

قیمت: 0 ریال
تأمین کننده:

قیمت: 0 ریال
تأمین کننده:

قیمت: 0 ریال
تأمین کننده:

قیمت: 0 ریال
تأمین کننده:

قیمت: 0 ریال
تأمین کننده:

قیمت: 0 ریال
تأمین کننده:

قیمت: 0 ریال
تأمین کننده:

قیمت: 0 ریال
تأمین کننده:

قیمت: 0 ریال
تأمین کننده:

قیمت: 0 ریال
تأمین کننده:

قیمت: 0 ریال
تأمین کننده:

قیمت: 0 ریال
تأمین کننده: