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DEFINICION
La gelatina es una proteína, es decir, un polímero
compuesto por aminoácidos. Esta proteína carece de
los principales aminoácidos como valina, tirosina y
triptofano, y por lo tanto no tiene valor biológico
como alimento. Como los polisacáridos, el grado de
polimerización, la naturaleza de los monómeros y la
secuencia en la cadena proteica determinan sus
propiedades generales.
En el animal, la gelatina no existe como componente,
se la obtiene por hidrólisis parcial del colágeno, su
precursor insoluble.
La gelatina es un producto proteico de propiedades
espesantes y se obtiene por hidrólisis del colágeno.
Es un proceso de extracción sólido/líquido en etapas.
Químicamente el proceso consiste en transformar
cada molécula de colágeno en dos de gelatina.
COLAGENO
El colágeno representa aproximadamente el 30% del conjunto
proteico total en los mamíferos, siendo la característica de ésta
proteína el predominio de cuatro aminoácidos en su composición:
Glicina, alanina, prolina e hidroxiprolina, representando éste
último el 14% en peso total de aminoácidos componentes del
colágeno, además la suma de estos 4 aminoácidos representa casi
el 75% de los aminoácidos totales del colágeno.
Para obtener gelatina, es necesario transformar el
colágeno hasta obtener un producto de la mejor calidad
comercial posible, en este caso el colágeno se puede
disponer de las siguientes materias primas:
·
·
·
·
Piel fresca de cerdo
Huesos
Pieles de ternero, bobinos, búfalos, etc.
Cartílagos
Existen cuatro métodos utilizados para obtener gelatina, siendo las
más utilizadas en la actualidad el método ácido y el método básico:
·
Extracción ácida.- es el método más rápido, se aplica a
materia prima con poco grado de entrecruzamiento, por ello se
utiliza más en las pieles de cerdo, obteniendose una gelatina
denominada A.
·
Extracción enzimática.- Se han realizado investigaciones
sobre éste método, para ello se ha empleado la enzima pronasa en
presencia de cloruro de calcio, el tiempo necesario es inclusive
menor al método ácido.
·
Extracción microbiana.- Se han tratado pieles con
mycoderma y torulopsis y se ha obtenido gelatina en 21 días. Ésta
técnica y la enzimática son relativamente nuevas.
· Extracción alcalina.- es el método más lento y se
utiliza frecuentemente tiempos que van de tres a cinco
meses a temperaturas menores a 200C, éste método se
aplica de preferencia a materiales con alto grado de
entrecruzamiento tales como las pieles de bobinos y
búfalos. En este proceso, el colágeno es desorganizado en
su estructura fibrilar y solo el calentamiento en medio
acuoso sin acción química complementaria puede
completar la transformación hasta gelatina. La gelatina
obtenida por este proceso se denomina gelatina B.
Huesos
Piel
Triturado y desgrasado
Lavado y eliminación de
pelos
Desmineralizado con
HCl de 3 días-4
semanas a 200C
Trozado y desgrasado
Piel trozada y desgrasada
Oseína desgrasada y
desmineralizada
TRATAMIENTO BASICO
TRATAMIENTO
ACIDO
Piel pre-tratada
Oseína
Tratamiento con HCl o
H2SO4, 10-30 hr x 200C
Lavado y neutralizado
con base diluida
Tratamiento con oxido de
calcio, 3-5 meses x 200C
Lavado y neutralizado con
ácido diluido
Extracción, T060-800C
x 2 a 4 hr. pH neutro
Figura 1: Diagrama
de flujo para
extraer la gelatina
a partir de
huesos y de piel
Filtración
Gelatina en Suspensión
Desionización
Concentración a vacío,
500C hasta 20% sólidos.
Gelificación y trozado
Secado, 500C
Triturado y envasado
Almacenado
Figura 1: Diagrama de flujo para
extraer la gelatina a partir de
huesos y de piel
Rendimiento
En el siguiente cuadro, se muestra el rendimiento de Gelatina en
base a pieles de diferentes animales:
Materia Prima
Piel de ternero (seco)
Piel de búfalo (seco)
Tendón de ternero
Piel de cerdo (congelado)
Hueso de ternero (seco)
Rendimiento %
35 – 52
45 – 50
50 – 70
18 – 22
14 - 18
La estructura de la gelatina
La gelatina contiene 18 aminoácidos en distintas
concentraciones unidas en cadenas polipéptidas, que
contienen cada una hasta 1.000 aminoácidos. La
estructura de la gelatina forma una molécula en forma
de varilla con una estructura primaria, secundaria y
terciaria.
La gelatina es proteína
pura
obtenida
de
materias primas que
contienen colágenos.
La gelatina contiene un
total de 18 aminoácidos,
entre ellos 9 de los 10
aminoácidos
esenciales.
Composición
química
84-90% proteína
1-2% sales minerales
El resto es agua.
La
gelatina
no
contiene conservantes
ni otros aditivos y está
libre de colesterol y
purinas (compuestos
del ácidoúrico).
La propiedad física más importante de la gelatina
es el denominado valor bloom, que normalmente
se sitúa entre 50 y 300, y que define la firmeza y
el poder gelificante de la gelatina. Cuanto más
elevado es el valor bloom, mayor es el poder
gelificante de la gelatina. La gelatina es un
alimento único en cuanto a estabilización,
capacidad de gelificación y manejo fiable.
Las propiedades ligantes de la gelatina y su
capacidad de convertir los líquidos en gel al
enfriarse, y nuevamente en líquidos al
calentarse, desempeñan un papel destacado a
este respecto.
PROCESO DE FABRICACION
Los amplios controles de calidad aplicados durante
todo el proceso de fabricación aseguran la calidad y
pureza de la gelatina.
MATERIA PRIMA
FILTRADO
LIMPIEZA
CONCENTRADO
TROZADO
GELIFICACION
DESGRASADO
SECADO
< 50ºC
10 a 15% humedad
3% Ac. Sulfúrico
pH 1.8 por 24 horas
REMOJO EN MEDIO ACIDO
NEUTRALIZACION
EXTRACCION
Agua caliente a 95ºC
2 a 4 horas
TRITURADO
EMPACADO Y ALMACENADO
Figura 2: Diagrama de flujo para la
extracción de gelatina a partir de la piel
de cerdo
La gelatina se utiliza
prácticamente en todas
partes
Alrededor de un 30% de ese desperdicio consiste de piel y hueso
con alto contenido de colágeno. La desnaturalización por calor del
colágeno produce gelatina. La gelatina es un compuesto
proteínico altamente digestible que puede ser empleado en ciertos
regímenes alimenticios como suplemento. Para fines tecnológicos,
la gelatina puede ser empleada como ingrediente para
incrementar la elasticidad, la consistencia y la estabilidad de
alimentos, su capacidad de encapsulación y formación de
películas, la hace interesante en la industria farmacéutica y
fotográfica. Por lo tanto, la calidad de la gelatina para una
aplicación particular depende grandemente de sus propiedades
reológicas.
Actualmente existe un gran interés por parte del mercado europeo
de sustituir a la gelatina del ganado bovino por gelatina de otras
fuentes.
El desperdicio del procesamiento del pescado
después del fileteo puede ser hasta un 75% del
peso total. Este desperdicio es una materia prima
excelente para la preparación de alimentos con
alto contenido de proteínas, además de ayudar a
eliminar problemas de contaminación ambiental.
La fuente más abundante de gelatina son los
mamíferos, principalmente de bovino y de puerco.
Entonces, tomando en cuenta los recientes
problemas sanitarios de estas especies, la gelatina
marina pudiera representar una alternativa a la
obtenida de mamíferos terrestres.
La obtención de colágeno a partir de estas
especies pudiera solucionar dos problemas,
obtener un producto con valor agregado y
prevenir
la
contaminación
ambiental,
manteniendo nuestros mares, ríos y lagunas mas
limpios.
Objetivo General:
•
Desarrollar procesos tecnológicos para el
aprovechamiento de subproductos del pescado a
fin de hacer del fileteo de pescado una actividad
más rentable, mediante la obtención de colágeno
y su conversión a gelatina a partir de huesos y
piel de diversas especies de pescado abundantes
en aguas del Puerto Pesquero de Chimbote.
Productos Esperados:
1. Un proceso tecnológico para la obtención de gelatina a
partir de colágeno provenientes de hueso y piel de
especies de pescado dulceacuícolas y marinas
abundantes en el puerto de Chimbote.
2. Caracterización de las propiedades fisicoquímicas de la
gelatina obtenida.
3. Estudios de aplicación en productos alimenticios,
farmacéuticos u otros.
4. Formación de recursos humanos especializados a
través del desarrollo de estudiantes de licenciatura y
postgrado capaces de desarrollar tesis dirigidas a resolver
esta problemática del sector pesquero.
MATERIA PRIMA
FILTRADO
NaCl 0.05M a 1M
t = 30 min.
LAVADO CON AGUA Y SAL
DESMINERALIZACION
LAVADO CON ALCALI
NaOH 0.05N a 1N
CONCENTRACION
0.01M a 1M
t = 10 min. a 24 horas
Tº = 70ºC
H = 10%
LAVADO CON AC. ACETICO
SECADO EN ESTUFA
DRENADO DEL PRODUCTO
Figura 3: Diagrama de flujo para
la extracción de gelatina a partir
de la piel de pescado
EXTRACCION EN AGUA Tº < 100ºC
t = 1 a 48 horas
CALIENTE
TENDENCIAS EN EL USO DE LAS GELATINAS
Para evitar la
contaminación con
asbesto se utiliza una solución de
gelatina, que se pulveriza en los
interiores durante el saneamiento de
edificios contaminados con asbestos, lo
que hace que las fibras de asbestos no
queden liberadas cuando se eliminan.
La gelatina se puede utilizar como
material auxiliar importante para el
desarrollo de la terapia con células
madre.
Se prefieren cada vez más los alimentos funcionales
que ofrecen la ventaja de un abastecimiento óptimo con
vitaminas, proteínas e hidratos de carbono.
Los alimentos que contienen gelatina, ya sean dulces o
salados, ofrecen un beneficio adicional para la salud, ya
que gracias a la gelatina constituyen una fuente óptima
de proteínas, contienen los aminoácidos glicina y prolina
en una elevada concentración y, por lo tanto, ejercen un
efecto positivo sobre los huesos y las articulaciones.
Hay todavía algo más: la gelatina refuerza el tejido
conjuntivo, da brillo al cabello y firmeza a las uñas,
mejora el equilibrio hídrico de la piel y ayuda a reducir
notablemente la profundidad de las arrugas.
Con la gelatina se pueden crear nuevos productos
funcionales e innovadores, que siguen la tendencia
marcada por el consumidor.
Paracirugía
Sustituto al plasma
sanguíneo
Esponjas hemostáticas
Implantes quirúrgicos
Apósitos hidrocoloideos
Técnicas
Microcapsulación
Industria del papel
Electrólisis de metales
Farmacia
Cápsulas duras
Cápsulas blandas
Microencapsulación
Comprimidos
Grageas
Supositorios
Parafarmacia
Preparados
dermatológicos y
cosméticos
Alimenticios.
Productos basados en la carne
Productos basados en pescados y crustáceos
Margarinas y mantequillas ligeras
Productos y postres lácteos
Cremas, helados y sorbetes
Pastelería
Jaleas con agua o "jellies"
Confitería
Bebidas
Alimentos encapsulados
Preparados dietéticos
Clarificación de bebidas