ژلاتین چیست؟

ژلاتین کلمه ای انگلیسی (gelatin or Gelatin) است که از لاتین gelatus به معنی سفت یا یخ زده گرفته شده است. همچنین ممکن است با عناوین دیگری از جمله: کلاژن هیدرولیز شده، هیدرولیزات ژلاتین، ژلاتین هیدرولیز شده، هیدرولیزات کلاژن شناخته شود. ژلاتین یک ترکیب استخراج شده از بافت های همبند مانند: پوست، استخوان های حیواناتی از جمله حیوانات اهلی، مرغ، خوک ها و ماهی ها است. ژلاتین یک ماده ی غذایی نیمه شفاف و بدون طعم بوده که عموما از کلاژن موجود در اجزای بدن حیوانات استخراج می شود. این ماده در حالت خشک، ترد و شکننده و در حالت مرطوب، به شکل آدامس است. ژلاتین معمولا به عنوان عاملی جهت افزایش غلظت در غذا، مایعات، داروها و کپسول های ویتامین، فیلم های عکاسی، کاغذها و لوازم آرایشی مورد استفاده قرار می گیرد.
مواد حاوی ژلاتین یا موادی که عملکردی مشابه دارند به عنوان مواد ژلاتینی شناخته می شوند. در واقع ژلاتین از واکنش برگشت ناپذیر هیدرولیز کلاژن بدست می آید؛ که در آن، فیبرهای پروتئین با هیدرولیز به پپتیدهای کوچکتری تبدیل می گردد.
ژلاتین در حوزه ی وسیعی از خوراکی ها مانند دسرهای ژله ای، اغلب آبنبات های آدامسی، پاستیل ها، مارشمالو، بستنی، سس و ماست ها مورد استفاده قرار می گیرد. ژلاتین در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی به صورت های مختلفی از جمله پودر، گرانول و ورقه ای به کار می رود.

خواص پودر ژلاتین

این ماده ی بدون بو و مزه با رنگ نسبتا زرد، قابلیت انحلال در حلال های قطبی مانند: آب داغ، گلیسیرول و اسید استیک را دارد اما در حلال های آلی مانند الکل حل نمی شود. ژلاتین میتواند 5 تا 10 برابر وزن خود آب را جذب کند و به صورت ژل در آید. ژل ایجاد شده از ژلاتین می توانداز طریق گرما، مجددا ذوب شود و تحت فشار، ویسکوزیته ی آن افزایش یابد. بالاترین نقطه ی ذوب ژلاتین کمتر از دمای بدن انسان است این دما یک فاکتور مهم برای ایجاد احساس مطلوب از مصرف خوراکی های تولیده شده با ژلاتین است. البته بسته به منشا ژلاتین ها، نقاط ذوب مختلفی خواهند داشت. به عنوان مثال ژلاتین تهیه شده از ماهی، نقطه ی ذوب و نقطه ی ژلاتینی پایین تری نسبت به ژلاتین تهیه شده از خوک دارند.

تاثیرات پودر ژلاتین روی بدن

نتیجه ی مطالعات روی انسان ها در سال 2005 نشان می دهدکه کلاژن های هیدرولیز شده به عنوان پپتید های کوچک در خون جذب می شوند. همچنین بررسی اثر این ماده روی پوست، حاکی از آن است که بلع کلاژن های هیدرولیز شده از طریق افزایش چگالی فیبریل های کلاژن روی پوست اثر می گذارد.
از سوی دیگر انجام مطالعات پزشکی روی کلاژن های هیدرولیز شده که توسط خوردن وارد بدن شدند، تاثیر شگرف این ماده در کاهش دردهای مفصلی و افزایش تراکم استخوانی است. با این وجود در سال 2011 ارتباط بین مصرف کلاژن های هیدرولیز شده و محافظت از مفاصل مورد تایید قرار نگرفت.

روش تولید پودر ژلاتین

تقاضای جهانی برای ژلاتین حدودا 620000 تن است. در مقیاس تجاری، ژلاتین از محصولات جانبی صنایع گوشت و چرم ساخته می شود. اغلب ژلاتین ها از پوست و استخوان خوک یا استخوان های گاو حاصل می شود. از سوی دیگر ژلاتین ساخته شده از محصولات جانبی ماهی از برخی اعتراض های مذهبی در مورد مصرف ژلاتین جلوگیری می کند.
همچنین ژلاتین از جوشاندن استخوان ها و بخشی از قسمت های غضروفی گوشت گاو تهیه می شود که در آب محلول است. بعد از فرآیند سرد شدن بسته به غلظت مواد مصرفی به صورت ژل طبیعی در می آید.
در حالی که روش های متعددی برای تبدیل کلاژن به ژلاتین وجود دارد اما فاکتورهای متعددی در آن دخیل است. یکی از این فاکتورها این است که پیوندهای بین مولکولی که منجر به تثبیت کلاژن های نامحلول و پیوندهای هیدروژنی که باعث پایدار شدن رشته های کلاژن می شوند، باید شکسته شوند. بنابراین می توان گفت که فرآیند تولید ژلاتین شامل جندین مرحله ی اصلی زیر است:
1. عملیات آماده سازی جهت ایجاد مواد اولیه خام و از بین بردن ناخالصی ها که اثرات منفی روی خواص فیزیکی شیمیایی محصول نهایی ژلاتین دارد.
2. هیدرولیز کلاژن به ژلاتین
3. استخراج ژلاتین از بافت هیدرولیزشده، که معمولا با آب داغ یا محلول های رقیق اسیدی طی فرآیند چند مرحله ای انجام می شود.
4. عملیات تصفیه و فرآوری که شامل فیلتراسیون، شفاف سازی، تبخیر، استریل کردن، خشک کردن، آسیاب و الک برای حذف آب از محلول ژلاتین، و در نهایت مخلوط کردن ژلاتین استخراج شده و تولید ژلاتین نهایی است.

موارد استفاده پودر ژلاتین

پودر ژلاتین و ورق ژلاتین در حوزه های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد. اولین استفاده از ژلاتین در غذا به قرون وسطای انگلیسی(قرن 15) بر می گردد به جایی که سم های گاو برای مدت زمان طولانی برای تولید ژل جوشانده می شدند. این فرآیند خیلی سخت و زمان بر بود و تنها به خانواده های ثروتمند محدود می شد. در اواخر قرن 17 مخترع فرانسوی دنیس پاپین روش دیگری برای استخراج ژلاتین از جوشاندن استخوانها کشف کرد. تحقیقات پیرامون این ماده در جاهای مختلف ادامه یافت تا در اواسط سال 1800 دو نفر به نام های چارلز و رز نوکس (Charles and Rose Knox) در نیویورک پودر ژلاتین را تولید و به بازار عرضه کردند که همین امر جذابیت ها و کاربردهای ژلاتین را گسترش داد.

• کاربرد پودر ژلاتین در آشپزی
این ماده بیشتر به عنوان عامل ژل ای شدن در پخت و پز شناخته می شود. انواع و گریدهای مختلف ژلاتین در طیف وسیعی از محصولات غذایی و غیر غذایی استفاده می شود. مثال رایجی از غذاها که در آن از ژلاتین استفاده شده است عبارتند از: دسرهای ژله ای، ترافل ها، مارشمالو و انواع پاستیل ها.
همچنین از ژلاتین به عنوان تثبیت کننده، تغلیظ کننده و یا به عنوان بهبود دهنده ی بافت در مواد غذایی مانند: ماست، پنیرهای کرمی و مارگارین ها نیز به کار می رود. همچنین درغذاهای حاوی مقادیر کم چربی، جهت ایجاد احساس مطلوب هنگام خوردن و همین طور حجم دادن به مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. در کنار تمامی کاربردهای ذکر شده برای ژلاتین در مواد غذایی، از آن برای شفاف سازی یک سری از آبمیوه ها مانند آب سیب و سرکه نیز مصرف می شود.

• کاربرد ژلاتین در مواد آرایشی و بهداشتی
در مواد آرایشی و بهداشتی کلاژن های هیدرولیز شده به طور وسیعی در کرم ها، به عنوان نرم کننده و مرطوب کننده استفاده می شود. از ایمپلنت های کلاژنی یا پرکننده های پوستی(فیلرها) برای رفع چین و چروک ها و زخم های آکنه نیز به کار می رود. سازمان غذا و داروی امریکا (FDA) استفاده از این فیلرها را تایید و سلول های انسانی و گاوی را به عنوان منشا این فیلرها شناخته اند. براساس سازمان (FDA) اثرات مطلوب در اثر استفاده از این مواد می تواند 3 تا 4 ماه ماندگاری داشته باشد که در مقایسه با سایر مواد مورد استفاده برای این منظور، زمان کوتاهتری دارد.

از جمله دیگر حوزه هایی که ژلاتین کاربرد دارد، عبارتند از:
• برخی تجهیزات روشنایی حرفه ای و نمایشی از ژل های رنگی برای تغییر رنگ پرتو استفاده می کنند. در طول تاریخ ، اینها با ژلاتین ساخته می شدند ، از این رو اصطلاحاً ژل رنگی نامیده می شوند.
• ژلاتین در روکش بسیاری از داروها و مولتی ویتامین ها به منظور تسهیل عمل بلع مورد استفاده قرار می گیرد. در حالیکه هنوز از ژلاتین استفاده می شود، هیپرملوز به عنوان یک جایگزین گیاهی مورد قبول برای ژلاتین در نظر گرفته می شود؛ اما هزینه تولید آن بسیار بالاست.
• چسب های پایه حیوانی که در صنعت به کار می رود نیز ممکن است از ژلاتین تصفیه نشده در تولید آن استفاده گردد.
• جهت پایدار سازی کریستال های هالید نقره برای تولید امولسیون به کار می رود. این امولسیون ها برای تولید فیلم ها و کاغذهای عکاسی کاربرد دارند. تاکنون علارغم تلاش های بسیار نتوانسته اند جایگزین مناسبی برای ژلاتین پیدا کنند.
• به عنوان حامل، پوشش یا عامل جداکننده مواد دیگر استفاده می شود، به عنوان مثال: باعث محلول شدن بتاکاروتن در آب و ایجاد رنگ زرد در نوشیدنی های دیگر می گردد.
• نوع دیگری از ژلاتین ها، ژلاتین بالستیک بوده که به منظور تست تیرها در صنایع نظامی به کار می رود.
• به عنوان چسب در سر کبریت ها و کاغذهای سنباده نیز به کار می رود.
• به منظور ساخت هیدروژل ها در مهندسی بافت بسیار کاربرد دارد.

محدودیت های غذایی و جایگزین های ژلاتین

استفاده از ژلاتین تهیه شده از حیوانات در بعضی از فرهنگ ها و مذهب ها ممنوع است به عنوان مثال در اسلام استفاده از ژلاتین خوکی یا ژلاتین گاوی ذبح شده به صورت غیر حلال، مجاز نیست. همچنین گیاه خواران مواد خوراکی حاوی ژلاتین حاصل از حیوانات را مصرف نکرده و تنها از ژلاتین گیاهی تهیه شده از جلبک های دریایی استفاده می کنند.