Все о желатине: технология производства, состав и аналоги

Желатин широко используется в самых разных сферах пищепрома – впрочем, это больше, чем пищевой ингредиент. А изначально он был вообще пищей королей! Давайте разберемся во всех желатиновых тонкостях вместе.

Основное предназначение желатина отражено в его названии – это классический ингредиент-загуститель, который в пищевой отрасли используется для приготовления самых разных блюд. Одинаковый желатин добавляется в холодец и заливное, во фруктовые желе, мармелады и пудинги. В исходном состоянии он имеет вязкую пастообразную консистенцию, практически бесцветный, изредка с легкой желтизной, и ничем не пахнет. Затем он высушивается, нарезается и измельчается до состояния твердого порошка.

Основой натурального желатина, вернее, его единственным компонентом является коллаген – белок соединительной ткани, так как желатин делают из животного сырья. Он извлекается методом частичного гидролиза, что обеспечивает больший выход продукта и высокую степень его сохранности. Ценность коллаген представляет за счет способности желировать жидкости, в которые он добавляется.

Вопреки распространенному мнению желатин – отнюдь не недавнее изобретение. Его высокую практичность и, что особо важно, пользу для организма человек оценил достаточно давно. Причем за прошедшие столетия технология его получения не претерпела кардинальных изменений.

История желатина

Первые упоминания о желатине относятся к концу позднего средневековья. В то время, разумеется, технологии приготовления были куда более примитивны, поэтому получать чистый белковый компонент едва ли удавалось. Однако доподлинно известно, что продукт вываривания костей и тканей животных в тот период считался пищей высшего общества и широко использовался как ингредиент для различных блюд – прежде всего, различных желе.

Следующий виток развития желатинового мастерства начался с изобретением в Европе первых скороварок (XVII-XVIII вв.). Термообработка под высоким давлением позволяла “вытапливать” из костной массы полезные протеиновые соединения и готовить не только наваристые бульоны, но и непосредственно желатин. Последний широко использовался как альтернатива мясу, которое было в Европе в дефиците.

Коммерческая история желатина началась в конце XIX в., когда Чарльз Нокс из Нью-Йорка начал производить его в промышленных масштабах. Более того, он разработал технологию гранулирования желатиновой массы, что существенно расширило возможности ее применения:

• Увеличился срок годности.
• Упростилась фасовка – сухой порошок можно было рассыпать и в дешевые бумажные пакетики.
• Появились возможности поставки на дальние расстояния.

Совместно со своей женой Роуз Чарльз основал компанию Knox – под этой маркой желатин продается и сейчас.

В 1897 году изобретение Нокса получило дальнейшее развитие. Другой американец, Питер Купер, взял за основу гранулированный желатин Knox, модифицировал его свойства – и приспособил для массового производства желированных десертов. Для их изготовления Купер основал компания Jell-O, которая тоже активно работает и сегодня.

Из чего изготавливают желатин

Качество готовой продукции, да и сама возможность получить желатин зависят, прежде всего, от правильности выбора сырья и его последующей подготовки. Ключевым условием отбора является достаточное содержание коллагена. Идеальным источником легкодоступного коллагена являются части животных, которые обычно становятся отходами мясопереработки:

– кости;
– кожа;
– подкожная клетчатка;
– хрящи и сухожилия.

Внутри сырьевых категорий могут быть более узкие группы. Например, кости могут быть столовыми (уже вываренные, получаются преимущественно на предприятях общепита), колбасными (сырые, ключевые поставщики – консервные и колбасные производства), сборными (смесь костей разного типа и происхождения, возможно присутствие загрязнений и различных примесей).

Важно: наличие на костных остатках мяса здесь не только не ценно, но даже, наоборот, является недостатком. В частности, среди костей колбасной категории выше ценятся те, на которых следов мяса практически нет.

Делать желатин можно не из любых костей – в приоритете следующие части животного скелета:

• челюсти;
• лобный сегмент либо цельная головная;
• кости таза;
• ребра (обязательно отделенные от позвонков);
• лопатки.

Могут добавляться и другие кости, но основная масса должна состоять из вышеперечисленных вариантов.

Большой плюс использования костей – легкость его хранения. Технология изготовления желатина допускает их складирование на открытых площадях с асфальтобетонным покрытием. При закрытом хранении такому сырью нужно обеспечить проветривание и изолированность от других продуктов.

Главное правило здесь: чем быстрее костная ткань пускается в производство, тем больше желатина из нее получается.

Мягкие некостные компоненты закупаются преимущественно на мясоперерабатывающих фабриках. Качественное сырье должно иметь минимум следов мышц и жира, кровяных подтеков и т.д. Поскольку такие мягкие ткани имеют куда меньший срок хранения, их до пуска в производство хранят в бочках/бункерах, обильно пересыпав солью, высушив либо заморозив. Кроме того, здесь куда строже требования к соблюдению температурного режима.

Независимо от типа все поступающее сырье должно иметь действительные разрешения Федеральной службы по ветеринарному и фитосанитарному надзору.

Из каких животных можно получать желатин

Помимо того, что для экстрагирования коллагена подходят только некоторые кости и ткани туш, нужно упомянуть и о том, что не каждое животное может быть здесь источником сырья. И дело не только в анатомических и физиологических особенностях того или иного вида, но и в экономической целесообразности.

Подавляющий объем пищевого желатина делают из частей, остающихся после переработки свинины и крупного рогатого скота. Слишком большие фрагменты, например, шкуры КРС, предварительно могут измельчаться до удобной фракции. Аналогично могут дробиться кости.

Из птичьих костей и хрящей желатин также можно вырабатывать – однако выход продукта здесь будет намного меньше. Кроме того, куриный коллаген отличается от свиного или коровьего своими физико-химическими свойствами. Прежде всего, он не столь крепкий.

Особняком стоит т.н. рыбный желатин. Он изготавливается преимущественно из чешуи и кожи – основных отходов рыбоперерабатывающих производств. Чтобы выделить из них коллаген, применяются различные методы термического и химического воздействия. Наиболее ценен желатин, полученный из рыб морских пород, – в нем помимо коллагена содержатся хондроитин и глюкозамин, необходимые для здоровья суставов.

Общая производственная технология получения желатина

В зависимости от производителя, используемого оборудования и сырья процедура выработки желатина может включать различные этапы и их последовательность. Поэтому предлагаем рассмотреть общую, своего рода каноническую технологию.

Этап 1: сортировка сырья

Костные и мягкие компоненты выгружаются на транспортную ленту и подаются в зону ручной сортировки:

• кости делят по виду и состоянию – вываренное сырье всегда должно идти отдельно от сырого;
• мягкие ткани по свежести и использованным способам консервирования.

В обязательном порядке удаляются все сторонние примеси.

Этап 2: обезжиривание

Для получения качественного желатина кости должны содержать как можно меньше жира. Для его удаления сырье помещают в барабан моечной машины и заливают почти кипящей (90-95 градусов) водой так, чтобы она закрывала кости на 15-20 см. Далее включается мотор, вращающий барабан, и жир буквально выполаскивается из костей, а последние при этом полируются. В среднем такая обработка обеспечивает выход жира на уровне 5-6% от массы костного сырья.

Важно: технология желатинового производства допускает 2-3-кратное использование воды, что снижает производственные затраты на саму воду и ее нагрев.

Этап 3: дробление

Очищенная от жира кость передается в дробилку для измельчения до нужной фракции. Это обеспечивает сразу несколько положительных эффектов:

• повышается плотность загрузки резервуаров на следующих этапах;
• упрощается извлечение коллагена из всей структуры костей;
• увеличивается площадь костной поверхности, что упрощает и ускоряет экстракцию коллагена.

Этап 4: калибровка

Измельченную кость необходимо рассортировать с помощью специальных сит по фракциям:

• 8-12 мм;
• 12-20 мм;
• 20-25 мм.

Если остаются более крупные фрагменты, их возвращают на стадию дробления. Когда вся загруженная партия измельчена до требуемых размеров частиц, ее передают на следующую стадию.

Этап 5: мецерация

Для эффективного выделения коллагена необходимо по максимуму удалить из костной массы минеральные компоненты. Для этого используется 3-7-процентный раствор соляной кислоты:

• костные фрагменты высыпают в мецерационные резервуары;
• сюда же заливают кислоту;
• смесь оставляется в закрытом чане на определенное время, различающееся в зависимости от вида и происхождения костей;
• кислота растворяет минеральное содержимое костной ткани.

Деминерализованный материал нейтрализуется с помощью щелочи, после чего тщательно промывается водой.

Этап 6: подготовка мягкого сырья

Все бескостное, из чего изготавливают желатин, требует куда меньшего количества подготовительных действий:

• если для консервации использовалась соль, мягкие ткани промываются в воде температурой 4-6 градусов;
• высушенное сырье размягчается в воде и/или соевом молоке;
• замороженные фрагменты туш плавно размораживают под проточной водой, температура которой должна составлять не более 20 градусов.

Далее рассортированный по свежести и способу консервации поток сырья хорошо промывается в воде температурой 10-80 градусов в течение 40 минут. По завершении мойки мягкие животные ткани готовы к дальнейшей переработке.

Этап 7: золение

Это наиболее длительный из всех этапов. Сущность золения заключается в очистке коллагенового сырья от всех прочих белков. Выполняется эта процедура следующим образом:

• кости и мягкие ткани загружают в специальные чаны, сюда же наливается известковое молоко, повышающее pH до 12-13;
• чаны закрывают и оставляют на срок до 25-40 суток;
• в это время известковое молоко несколько раз меняют, постепенно понижая pH до 8-9.

Полностью золированный продукт должен выпариваться при температуре около 60 градусов им иметь однородную прозрачную структуру, отдаленно напоминающую стекло.

Когда эти качества получены, будущий желатин можно переводить на следующую стадию.

Этап 8: обеззоливание

Коллагеновую массу загружают в специальные чаны, где:

• в течение 12-18 часов промывают водой;
• 4-6 часов обрабатывают 5-7-процентной соляной кислотой, которая нейтрализует известь;
• повторно отправляют на промывку, которая занимает еще 3-4 часа.

В совокупности на обеззоливание уходит еще до 28 часов. На выходе получается продукт, полностью очищенный от следов извести, следов сторонних белков, кислотных остатков и т.д.

Этап 9: варка

Сырье вываривается в 6-7 заходов, каждый из которых длится 24-36 часов. Первая варка проходит при температуре 50-55 градусов, при каждом последующем цикле она повышается на 5 градусов. В результате последняя варка выполняется при температуре порядка 80-90 градусов.

Важно: требуемый объем воды определяется в зависимости от того, какое именно сырье используется для получения желатина

Далее полученный отвар консервируют серной кислотой, фильтруют через фильтр-прессы различных типов, выпаривают в условиях вакуума, повторно консервируют – но на этот раз уже не серной, а сернистой кислотой.

Этап 10: желатинизация

После всех этих манипуляций рабочая масса переливается в специальный аппарат желатинизатор. Здесь из нее формируются листы большой площади, они высушиваются тоннельным способом с постепенным повышением температуры с 25-30 до 45-50 градусов. Время сушки зависит от назначения продукта:

• пищевому желатину достаточно для высыхания 12-15 часов;
• сырью для технических нужд требуется 20-25 часов.

Итого на весь технологический процесс уходит порядка 60 суток.

Полностью сухие листы перемалываются, просеиваются, смешиваются и отправляются на фасовку – либо просто нарезаются на листы меньшего размера.

Для оптовой фасовки желатинового порошка могут использоваться следующие форматы:

– бумажные мешки и пакеты;
– картонно-навивные барабаны;
– фанерные бочки.

Для розничной фасовки, как правило, в ход идут комбинированные пакетики: бумажная основа с пластиковым внутренним покрытием.

Для хранения желатина нужны температура до 25 градусов, влажность воздуха не выше 70 % и изолированность от посторонних запахов.

Практически чистый белок

С тем, из чего и как делают пищевой желатин, мы разобрались – теперь посмотрим, что в составе готового продукта:

• Коллаген – 87%
• Вода – 10%
• Зола – 1.7%
• Углеводы – 0.7%
• Жиры – 0.4%
• Минералы – 2%

Также желатин может содержать незначительные (до 0.002%) концентрации аминокислот и витаминов.

Существуют ли альтернативы желатину?

Для получения желирующего эффекта могут использоваться и продукты растительного происхождения. Вот наиболее распространенные и практичные заменители животного желатина:

• Агар-агар. Выделяется из некоторых видов морских водорослей с применением методов выщелачивания и последующей экстракции. Наиболее качественный агар-агар научились получать в Китае: местный продукт может образовывать плотную студнеобразную массу при смешивании с водой в соотношении 1:300.

• Пектины. Классический вариант – яблочный пектин, используемый, в частности, в зефирах. Однако извлекать такие вещества можно и из апельсиновой цедры, и из вегетативной части подсолнечника, и из корнеплодов свеклы. Плотность желирования у пектина лишь немногим ниже, чем у агар-агара: добавлять его нужно в пропорции 1:200. Для более активной реакции в продукт подсыпают лимонную кислоту – достаточно всего нескольких частиц.

• Каррагинан – широко применяемый в пищевой промышленности стабилизатор-загуститель. Добывается из водорослей, известных под названием “Ирландский мох”. Каррагинан изготавливают из сырья непосредственно перед использованием, вымачивая водоросли в течение 2-3 часов, после кипятя их и фильтруя отвар. Для получения 100 г выварки требуется примерно 15 г сухих водорослей.

• Экстракт корня Кудзу. Это растение Пуэрария дольчатая, произрастающая в Японии. Вытяжка из ее корня имеет густую тягучую консистенцию, для желирующего эффекта нужна пропорция 2 ст.л на 1 стакан воды.

Независимо от того, из чего производят пищевой растительный желатин, технология его изготовления примерно одинакова. Собранное сырье перебирается и измельчается, далее его ощелачивают, замачивают в воде. Желеобразующие вещества экстрагируют, фильтруют, отделяют от избытка воды и отправляют сохнуть. Затвердевшую массу прессуют, измельчают, опять сушат – и после этого расфасовывают.

Бывает ли синтетический желатин

Да, такая альтернатива тоже есть. Ее получают в результате органического синтеза. Вот наиболее известные искусственные желатин-заменители:

• различные виды камеди – ксантановая, гуаровая, аравийская, плодов рожкового дерева;
• карбоксиметилцеллюлоза – анионное производное целлюлозы, используемое в пищепроме в качестве стабилизатора (Е466).

Из всех приведенных вариантов лучшим считается ксантановая камедь. Не имеющая ни вкуса, ни цвета, ни запаха, она прекрасно растворяется в любых жидкостях – и потому имеет широчайшие практические возможности.

Сфера применения пищевого желатина

Универсальные способности к загущению обеспечили желатину широчайшие возможности использования:

– В пищевой промышленности – для производства мясных продуктов (от студней до консервов), многих колбас, кондитерских изделий (желе, карамель, различные виды глазурей), молочные продукты (йогурты, мягкие сыры, творожные десерты). Используется желатин и при производстве напитков. Главная задача: придание требуемой консистенции и формы. Кроме того, желатин действует как натуральный усилитель вкуса.

– Домашняя кулинария, общепит – входит в рецепты самых разных блюд, практичен, доступен по цене.

– Фармацевтика – из желатина изготавливается подавляющее большинство капсул для лекарств и БАДов. Кроме того, он может приниматься как самостоятельная добавка-источник коллагена для поддержания здоровья связок и суставов.

– Косметическая индустрия – используется для загущения различных уходовых и декоративных средств.

Помимо пищевого желатина производится еще и технический. Он входит в состав различных клеев и лакокрасочных материалов, находит применение в полиграфии, в легкой и текстильной промышленности. Добавляют его и в типографские краски, и в различные отделочные материалы. Более того, используется такой желатин и при печати денежных знаков! При этом “технический” – это скорее характеристика чистоты продукта. В основе же его лежит то же самое костное и мягкотканное животное сырье.