Загасны желатин үйлдвэрлэх технологи
Желатин нь хүнс, эм зүй, гоо сайхан, гэрэл зургийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг байгалийн биополимер юм. Желатины хамгийн түгээмэл эх үүсвэр нь үхэр, гахайн арьс, яс юм. Гэсэн хэдий ч халал гэрчилгээ, хүнсний аюулгүй байдал, зарим амьтны өвчин, загасны аж ахуйн хаягдлыг ашиглахтай холбоотой санаа зовоосон асуудал нэмэгдэж байгаа нь загасны желатиныг чухал хувилбар болгон хөгжүүлэхэд хүргэсэн. Загасны желатиныг загасны арьс, яс, хайрс, холбогч эдэд агуулагддаг коллагенаас гаргаж авдаг. Зөв үйлдвэрлэлийн технологитой бол загасны желатины өрсөлдөх чадвартай функциональ шинж чанар нь загасны аж ахуйн дайвар бүтээгдэхүүнийг ашиглан тогтвортой байдлын зарчмуудыг дэмжиж чаддаг.
Түүхий эд ба тэдгээрийн боломж
Загасны желатиныг ерөнхийдөө арьс, яс, хайрс, толгой зэрэг загас боловсруулах хаягдлаас гаргаж авдаг. Загасны арьс нь коллагены өндөр агууламжтай, ястай харьцуулахад боловсруулахад хялбар тул ихэвчлэн илүүд үздэг. Байнга судалдаг загасны төрөл зүйлд тилапиа, пангасиус, муур загас, туна загас, хулд загас болон бусад янз бүрийн далайн загас багтдаг. Загасны төрөл зүйлийн сонголт нь желатины гарц, чанарт, ялангуяа амин хүчлийн найрлагад (жишээлбэл, пролин ба гидроксипролин) нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь гельний бат бөх байдалд нөлөөлдөг.
Загасны төрлөөс гадна түүхий эдийн нөхцөл байдал бас чухал юм. Шинэхэн түүхий эд эсвэл боловсруулсны дараа хурдан хөргөсөн нь фермент болон бичил биетний идэвхжилээс шалтгаалан уургийн задралыг бууруулдаг. Түүхий эд нь хаягдлаас гардаг тул хүйтэн гинжин хэлхээний менежмент болон ариутгал нь аюулгүй, өндөр чанартай желатин үйлдвэрлэх гол түлхүүр юм.
Желатин үйлдвэрлэлийн үндсэн зарчим
Ерөнхийдөө желатиныг коллагены хэсэгчилсэн денатурациар үүсгэдэг. Анх гурвалсан спираль бүтэцтэй байсан коллаген нь илүү энгийн полипептидийн гинж болж хувирдаг бөгөөд халуун усанд уусдаг бөгөөд хөргөхөд гель үүсгэх чадвартай болдог. Энэ үйл явцад материал бэлтгэх, урьдчилан боловсруулах, гаргаж авах, цэвэршүүлэх, хатаах, савлах зэрэг үйл явц орно.
Аж үйлдвэрт желатины хоёр үндсэн төрлийг урьдчилан боловсруулалтад үндэслэн ялгадаг: А хэлбэрийн желатин (хүчилээр боловсруулсан) ба В хэлбэрийн желатин (суурьаар боловсруулсан). Загасны желатины хувьд хүчиллэг боловсруулалтыг илүү түгээмэл хэрэглэдэг, учир нь загасны эд нь харьцангуй амархан задардаг бөгөөд боловсруулах хугацаа богино байж болно. Гэсэн хэдий ч ургац болон чанарыг сайжруулахын тулд хүчил-суурь хослол эсвэл ферментийн хэрэглээг мөн боловсруулж байна.
Загасны желатин үйлдвэрлэх технологийн үе шатууд
1. Бэлтгэл ба угаах
Түүхий эд (загасны арьс гэх мэт)-ийг цус, өөх тос, махны үлдэгдэл, шороог зайлуулахын тулд угаана. Угаалгыг хүйтэн урсгал усаар, заримдаа шингэрүүлсэн давсны уусмалаар хийж болно. Зорилго нь бичил биетний ачааллыг бууруулж, загасны үнэрийг багасгах явдал юм. Химийн болон олборлолтын процессыг илүү үр дүнтэй болгохын тулд энэ үе шатанд жижиг зүсэлт хийдэг.
2. Өөх тосыг арилгах (Өөх тосыг арилгах)
Өөх тосны агууламж нь исгэлэн мэдрэмж төрүүлж, бүтээгдэхүүний тогтвортой байдлыг бууруулдаг. Өөх тосыг арилгах ажлыг физик аргаар (бага зэргийн халаалт болон ялгах) эсвэл хүнсний зориулалттай уусгагч ашиглан хийж болно. Загасны желатин үйлдвэрлэх олон процесст аюулгүй байдал, үр ашгийн үүднээс өөх тосыг хамгийн бага хэмжээнд байлгадаг боловч энэ нь ялангуяа өөх тос ихтэй загасны хувьд зайлшгүй шаардлагатай хэвээр байна.
3. Урьдчилан эмчилгээ: Деминерализаци ба коллагены хавдар
Урьдчилан боловсруулалт нь желатин гаргаж авах ажлыг хялбаршуулахын тулд коллагены бүтцийг нээх зорилготой.
– Деминерализаци: Хэрэв түүхий эд нь яс эсвэл хайрс бол кальцийн фосфат зэрэг эрдэс бодисыг уусгахын тулд хүчиллэг уусмалд (жишээлбэл, бага агууламжтай HCl) дэвтээх шаардлагатай. Энэ үе шатанд оссейн (эрдсээ алдсан коллагены матриц) үүсдэг.
– Хүчиллэг эмчилгээ: Загасны арьсыг ихэвчлэн органик хүчилд (жишээ нь цууны хүчил эсвэл нимбэгийн хүчил) дэвтээдэг бөгөөд энэ нь эдийг хавагнах, коллагены тодорхой холбоог таслахад тусалдаг.
– Шүлтлэг боловсруулалт: Зарим тохиолдолд коллаген бус уураг болон пигментүүдийг зайлуулахын тулд шүлтлэг уусмал (жишээлбэл, шингэрүүлсэн NaOH) ашигладаг. Гэсэн хэдий ч хэт хүчтэй шүлтлэг боловсруулалт нь коллагены гинжийг гэмтээж, улмаар гельний бат бөх чанарыг бууруулдаг.
Уусмалын концентраци, найрлага ба уусмалын харьцаа, температур, дэвтээх хугацааг оновчтой болгох нь маш чухал юм. Хэтэрхий удаан урьдчилсан боловсруулалт нь желатины молекулын жинг бууруулж болох бол хэт богино урьдчилсан боловсруулалт нь оновчтой хандлалтаас бага үр дүнд хүргэж болзошгүй.
4. Желатин хандлах
Олборлолтыг ерөнхийдөө хяналттай температурт усаар гүйцэтгэдэг. Загасны желатины хувьд олборлолтыг үе шаттайгаар (олон үе шаттай олборлолт) нэмэгдсэн температурт, жишээлбэл, 40-50°C-аас эхэлж, дараа нь 60-70°C хүртэл нэмэгдүүлж болно. Олон үе шаттай олборлолт нь эхний үе шатанд илүү сайн чанартай желатины фракцуудыг (ихэвчлэн өндөр зуурамтгай чанар болон гельний бат бөх чанар) олж авахад тусалдаг бөгөөд дараагийн үе шатуудад гарцыг нэмэгдүүлдэг.
Чухал олборлолтын параметрүүдэд дараахь зүйлс орно.
– Температур: Температур өндөр байх тусам ургац нэмэгдэх боловч уургийн задралын эрсдэл нэмэгддэг.
– Хугацаа: Хэт удаан хугацаагаар олборлох нь хэт их гидролизийн улмаас чанарыг бууруулж болзошгүй.
– рН: рН нь желатины уусах чадвар болон тогтвортой байдалд нөлөөлдөг.
Олборлолтын үр дүн нь желатины уусмал (желатин шингэн) хэлбэрээр байдаг бөгөөд энэ нь нарийн ширхэгтэй тоосонцор, үлдэгдэл эрдэс бодис, үнэр үүсгэдэг дэгдэмхий бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг.
5. Шүүлтүүр ба тодруулга
Желатин уусмалыг хатуу үлдэгдлийг арилгахын тулд шүүдэг. Цэвэрлэгээг олон үе шаттай шүүлтүүр, шүүлтүүрийн дарагч эсвэл микро шүүлтүүрийн мембранаар хийж болно. Зарим процесст өнгө, үнэрийг багасгахын тулд идэвхжүүлсэн нүүрс ашигладаг боловч энэ нь гарцыг бууруулж, уургуудтай холбогддог тул үүнийг хянах шаардлагатай.
6. Төвлөрөл
Шингэрүүлсэн желатин уусмалыг хатаахаас өмнө өтгөрүүлэх шаардлагатай. Хэт өндөр биш температурыг хадгалах, уургийн чанарыг хадгалахын тулд вакуум ууршуулагч ашиглан өтгөрүүлэлтийг хийж болно. Зорилтот концентрацийг ихэвчлэн хатаах үр ашиг болон эцсийн бүтээгдэхүүний үзүүлэлтэд үндэслэн тодорхойлдог.
7. Ариутгах ба хатаах
Желатины уусмалыг бичил биетний тоог багасгахын тулд пастержуулж болно. Үүний дараа тэдгээрийг хуудас, мөхлөг эсвэл нунтаг болгон хатаана. Хатаах нийтлэг аргуудад дараахь зүйлс орно.
– Тавиур/зууханд бага-дунд температурт хатаах,
– Бөмбөр хатаах,
– Нарийн нунтаг хурдан гаргахын тулд шүршиж хатаана (илүү үнэтэй бөгөөд хатуу хяналт шаарддаг).
Дараа нь хатаасан желатиныг нунтаглаж, шигшиж, ширхэгийн хэмжээг стандартчилна.
8. Сав баглаа боодол ба хадгалалт
Желатин нь гигроскопик (усыг амархан шингээдэг) тул сав баглаа боодол нь уур нэвтрэхгүй байх ёстой. Бөглөрөх, зуурамтгай чанар өөрчлөгдөх, бичил биетний өсөлтөөс урьдчилан сэргийлэхийн тулд хуурай, сэрүүн нөхцөлд хадгалах нь хамгийн тохиромжтой.
Загасны желатины чанарын шинж чанар
Желатины чанарыг ихэвчлэн физик, химийн болон микробиологийн үзүүлэлтүүдийг ашиглан үнэлдэг. Үндсэн үзүүлэлтүүдийн зарим нь:
– Гельний бат бэх (Блумын утга): гель үүсгэх чадварыг илтгэнэ. Загасны желатин нь амин хүчлийн өвөрмөц найрлагаасаа шалтгаалан хөхтөн амьтдын желатинаас, ялангуяа халуун орны загасны желатинаас бага Блумын чанартай байдаг.
– Зуурамтгай чанар: уургийн гинжин хэлхээний урт болон хүнсний хэрэглээний үйл ажиллагааны чадвартай холбоотой.
– Хайлах цэг болон гель цэг: загасны желатин нь гель цэг багатай байдаг тул аманд хурдан хайлахыг хүсдэг бүтээгдэхүүнд тохиромжтой боловч өрөөний өндөр температурт тогтворгүй байдаг.
– Ус ба үнсний агууламж: эрдэсгүйжүүлэлт үр дүнгүй байснаас үнс их гарч болзошгүй; усны агууламж хэт өндөр байх нь элэгдлийг хурдасгадаг.
– Өнгө ба үнэр: Загасны желатины нийтлэг бэрхшээл бол шинэхэн түүхий эд, өөх тосыг арилгах, цэвэршүүлэх замаар дарах ёстой загасны үнэр юм.
Инноваци ба технологийн сорилтууд
Загасны желатин боловсруулах нь хэд хэдэн бэрхшээлтэй тулгардаг, ялангуяа чанарын тогтвортой байдалтай холбоотой. Загасны төрөл зүйл, улирал, тэжээл, нас, хаягдлын менежментийн аргын ялгаа нь коллагены шинж чанарын ялгааг бий болгодог. Цаашилбал, загасны желатин нь үнэрт илүү мэдрэмтгий бөгөөд гельний температур багатай байдаг.
Үүнийг даван туулахын тулд хэд хэдэн инноваци боловсруулагдсан:
1. Ферментийн аргаар гаргаж авах: хяналттай протеазын ферментийг ашиглах нь гарцыг нэмэгдүүлэх боломжтой боловч хэт бага молекул жинтэй желатин үйлдвэрлэхгүй байхыг анхаарах хэрэгтэй.
2. Мембран технологи (ультра шүүлтүүр): молекулын хэмжээнээс хамааран уургийг цэвэршүүлэх, фракцлах үйл явцад тусалдаг.
3. Үнэргүйжүүлэх ба шингээгч: үнэр үүсгэгч нэгдлүүдийг багасгахын тулд идэвхжүүлсэн нүүрс эсвэл тодорхой давирхайг ашиглах.
4. Холих: загасны желатиныг бүтэц болон тогтвортой байдлыг сайжруулахын тулд полисахарид (жишээ нь каррагенан эсвэл пектин)-тэй хольж болно.
Загасны желатин хэрэглээ
Загасны желатин нь ялангуяа халал гэрчилгээ шаарддаг бүтээгдэхүүн болон хөхтөн амьтдын бус эх үүсвэрт өргөн боломжтой. Хүнсний салбарт загасны желатиныг вазелин чихэр, зефир, амттан, зөөлөн капсул, сүүн бүтээгдэхүүнд, мөн тогтворжуулагч эсвэл хүнсний хальс үүсгэгч болгон ашигладаг. Эмийн болон гоо сайхны бүтээгдэхүүнд загасны желатиныг капсул, нүүрний маск, идэвхтэй найрлага хүргэх системд тээвэрлэгч болгон ашиглах боломжтой.
Хаах
Загасны желатин үйлдвэрлэх технологи нь загасны аж ахуйн хаягдлыг өндөр үнэ цэнэтэй бүтээгдэхүүн болгон ашиглахын зэрэгцээ халал, аюулгүй, тогтвортой желатины зах зээлийн эрэлтийг хангах стратегийн хүчин чармайлт юм. Түүхий эдийг сонгох, урьдчилан боловсруулах, олборлохоос эхлээд цэвэршүүлэх, хатаах хүртэлх үйл явцыг өндөр ургацтай, сайн ажиллагаатай желатин үйлдвэрлэхийн тулд оновчтой болгох ёстой. Олон үе шаттай олборлолт, мембран технологи, үнэрийн хяналт зэрэг инновацийн дэмжлэгтэйгээр загасны желатин нь ирээдүйд янз бүрийн салбарын чухал түүхий эд болох боломжтой бөгөөд загасны аж ахуйн салбарын нэмүү өртгийг нэмэгдүүлэх боломжтой.
