Želatina je čista in brezbarvna ali rahlo rumena snov, izdelana iz podaljšanega vrenja živalskih kož, vezivnega tkiva ali kosti. Skoraj nima okusa in vonja, uporabna pa je predvsem v živilski industriji, medicini in znanosti. Je pogosto uporabljena sestavina v različnih prehrambenih in neživilskih izdelkih ter beljakovina, pridobljena iz živalskega kolagena, predvsem iz kože in kosti krav, prašičev in rib. Želatina ima širok spekter uporabe, tudi v industriji hrane in pijač, farmaciji, kozmetiki, fotografiji in celo v nekaterih industrijskih procesih.
Kaj je želatina?
Želatina je beljakovinski proizvod delne hidrolize kolagena, pridobljenega iz kože, kosti, hrustanca, veziv in podobno. Pomembno je omeniti, da želatina ni prisotna v živalskih telesih; je stranski produkt, ki nastane pri predelavi telesnih delov, bogatih s kolagenom, v industriji.
Osnovne lastnosti in sestava
Želatina nastane z razgradnjo delov telesa, bogatih s kolagenom. Na primer, živalske kosti, vezi, kite in koža, ki so bogate s kolagenom, se bodisi kuhajo v vodi bodisi se skuhajo, da se kolagen pretvori v želatino. Vsebuje govejo želatino, ribjo želatino in svinjsko želatino, odvisno od različnih virov surovin. Jedilna želatina je bele ali svetlo rumeno rjave barve, polprozorna, brez okusa in vonja.
Voda in anorganske soli v želatini predstavljajo približno 16%, vsebnost beljakovin pa več kot 82%. Podobno kot materin kolagen je tudi želatina sestavljena iz 18 vrst aminokislin, od katerih je vsebnost imino kislin Pro in Hyp višja. Striktura, podobna trojni vijačnici, v želatinastem gelu v glavnem vzdržuje intramolekularne vodikove vezi in hidratacijo vodikove vezi. Pro' s -NH in Hyp' s -OH lahko tvorita vodikove vezi z drugimi skupinami aminokislinskih stranskih verig in molekulami vode, kar je koristno za strukturno stabilnost. Želatina je hidroliziran produkt, pridobljen z visokotemperaturno hidrolizo kolagena, kar pomeni, da je beljakovina, ki vsebuje aminokisline, potrebne za človeško telo.
V nasprotju z prepričanjem številnih ljudi beljakovine v želatini niso biološko zelo kvalitetne. Kvaliteta izdelka se ocenjuje na podlagi drugačnih dejavnikov in je zelo odvisna od proizvajalca do proizvajalca.
Fizikalne lastnosti
Želatina se pri segrevanju topi, pri ponovnem ohlajanju pa se strdi. Skupaj z vodo tvori poltrd koloidni gel. Raztopina želatine lahko tvori gel z določeno trdoto in ne teče. Ko želatinski gel stimulira okolje, se bo ustrezno odzval, torej ko se spremeni sestava raztopine, pH vrednost, ionska jakost in temperatura, jakost svetlobe, električno polje in drugi stimulacijski signali ali ko jo stimulira posebne kemične snovi, bo žele ali lepilo mutiralo in pokazalo vedenje faznega prehoda.
Njihove številne lastnosti vključujejo:
- Zgoščevanje (glavni razlog)
- Želatinasta narava (glavni razlog)
- Finiranje
- Penjenje
- Adhezija
- Stabilizacija
- Emulgator
- Filmotvornost
- Vezava vode
- Taljenje pri telesni temperaturi: Želatina se topi na telesni temperaturi in zagotavlja prijeten občutek v ustih.
- Naravno in združljivo: Kot naravna beljakovina z nizko alergenostjo je želatina v prahu popolnoma združljiva s človeškim telesom.
- Sestavina Clean Label: Želatina je naravna beljakovina, ki velja za varno in ne potrebuje E-številke.
- Termo-reverzibilnost: Želatina je termoreverzibilna, kar pomeni, da jo je mogoče večkrat segreti do tekočega stanja in ohladiti, da nastane gel, ne da bi pri tem izgubila svoje lastnosti.
Proizvodnja želatine
Proizvodnja želatine je kompleksen proces, ki vključuje več stopenj. Naravne molekulske vezi med dvema kolagenskima deloma se pretrgajo v obliko, ki se lažje nanovo prerasporedi.
Priprava surovin
Proizvodnja želatine se začne z živalskimi stranskimi proizvodi, kot so kože, kosti in kite, ki se očistijo, razmastijo in zdrobijo. Svinjske kože (30-50 % kolagena) in kravje kosti so najpogostejše surovine. Surovine so pregledane, da se zagotovi, da niso prisotne bolezni ali onesnaževalci, kar je ključni korak za želatino živilske in farmacevtske kakovosti. V tem prvem koraku se živalski deli, kot so koža, kosti itd., razdrobijo na majhne koščke, nato se namočijo v kisli/alkalni raztopini in nato sperejo z vodo.
Metode hidrolize
Po pripravi se izvede hidroliza, ki razgradi kolagen v želatino. Obstajajo različne metode:
- Kisla hidroliza (želatina tipa A): Obdela materiale s klorovodikovo kislino 24-48 ur.
- Alkalna hidroliza (želatina tipa B): Uporablja apneno vodo 3-8 tednov.
- Encimska hidroliza: Kot novejša metoda, uporablja proteaze za razgradnjo kolagenskih vezi, kar skrajša čas obdelave in vpliv na okolje.
Vsaka metoda proizvaja želatino z različnimi jakostmi cvetenja in aminokislinskimi profili. V drugem koraku ekstrakcije se razdrobljene kosti in koža kuhajo v vodi, dokler se ves kolagen v njih ne pretvori v želatino in postane topen v vodi. Nato se odstranijo vse kosti, koža in maščobe, tako da ostane raztopina želatine.
Čiščenje in sušenje
Po hidrolizi se raztopina želatine filtrira, da se odstranijo nečistoče, deionizira, da se prilagodi pH, in koncentrira v vakuumu. Želatinska raztopina še vedno vsebuje veliko sledi maščob in mineralov (kalcij, natrij, klorid itd.), ki se odstranijo s filtri in drugimi postopki. Čista raztopina, bogata z želatino, se segreva, dokler se ne koncentrira in postane viskozna tekočina. S tem postopkom segrevanja se raztopina tudi sterilizira. Kasneje se viskozna raztopina ohladi, da se želatina pretvori v trdno obliko.
S sušenjem z razprševanjem (vroč zrak) ali liofilizacijo (nizka temperatura) se tekočina pretvori v prah ali liste. Končni izdelek se pred pakiranjem za določene panoge preizkusi glede trdnosti blooma, viskoznosti in mikrobiološke varnosti. Nazadnje trdna želatina prehaja skozi filter s perforiranimi luknjami, ki ji da obliko rezancev. Nato se ti želatinski rezanci zdrobijo v končni izdelek v obliki prahu, ki ga številne druge industrije uporabljajo kot surovino.
Vrste in uporaba želatine
Želatina je vsestranska sestavina s širokim spektrom uporabe v različnih industrijah. Želatina je razdeljena na užitno želatino, zdravilno želatino, industrijsko želatino, fotografsko želatino, kožno lepilo in kostno lepilo glede na različne proizvodne materiale, proizvodne metode, kakovost izdelkov in uporabo izdelka.
Uporaba v živilski industriji
Ena najpogostejših uporab želatine je v hrani in pijači. Uporablja se kot želirno sredstvo, zgoščevalec in stabilizator v različnih izdelkih. Želatina se pogosto najde v sladicah, kot so želeji, gumijevi gumiji, marshmallows in jogurt. Uporablja se tudi pri izdelavi sladoleda, kremnega sira in nekaterih vrst omak. Želatina ustvari gladko, kremasto strukturo in se pogosto uporablja za zagotavljanje želenega občutka v ustih različnih živil.
Njihove zgostitvene in želirne lastnosti so glavni razlog za njeno neprimerljivo priljubljenost v vsakdanji hrani, kot so:
- Torte: Želatina omogoča kremasto in penasto prevleko na tortah.
- Kremni sir: Mehka in žametna tekstura kremnega sira se doseže z dodajanjem želatine.
- Aspik (mesni žele): Jed, narejena tako, da se meso in druge sestavine v kalupu zaprejo v želatino.
- Žvečilni gumiji: Žvečljiva narava žvečilnih gumijev je posledica želatine v njih.
- Juhe in omake: Večina kuharjev po vsem svetu uporablja želatino kot zgoščevalec za nadzor konsistence svojih jedi.
- Gumijasti medvedki in druge sladkarije: Vse vrste sladkarij, vključno z znamenitimi gumijastimi medvedki, vsebujejo želatino, ki jim daje žvečljive lastnosti.
- Peperminti: Vsa njihova zračna in mehka narava gre želatini.
Medtem ko večina ljudi prepozna želatino kot ključno sestavino v bonbonih, kot so marshmallows, gumijasti bomboni in sadni prigrizki, se mlečna industrija močno zanaša na želatino za proizvodnjo kisle smetane, jogurta, sladoleda, sira in posebnih sladic. Podobno so v mesnopredelovalni industriji adhezivne lastnosti želatine bistvene za ustvarjanje značilnih mesnih izdelkov, mesnih namazov in mesnih jedi. V pijačah se želatina za prodajo običajno uporablja kot sredstvo za bistrenje oziroma zgoščevalec. Njegove edinstvene lastnosti pomagajo odstraniti oborine, ki povzročajo motnost v vinih, sokovih in pivu, kjer je prozornost kritičen atribut kakovosti. Pri tem želatina v prahu služi kot pomoč pri obdelavi in ne pušča ostankov v končnih izdelkih.
Uporaba v farmacevtski industriji
V farmacevtski industriji se želatina običajno uporablja v proizvodnji kapsul, zlasti za zdravila in dodatke. Želatinske kapsule so priljubljene zaradi enostavnega požiranja in hitrega raztapljanja. Želatinske kapsule so znane tudi po tem, da lahko prikrijejo okus in vonj zdravil, zaradi česar so bolj sprejemljive za potrošnike. Želatina je brezbarvna in brezokusna beljakovina z želirnimi lastnostmi, zato se uporablja za izdelavo kapsul, ki delujejo kot pokrov in sistem za dajanje številnih zdravil in prehranskih dopolnil. V farmacevtskem področju ponuja želatina v prahu vsestransko uporabo zaradi svoje edinstvene sposobnosti tvorjenja filma in toplotne reverzibilnosti. Je ključna sestavina pri izdelavi tako mehkih kot trdih želatinskih kapsul. Želatina služi tudi kot vezivo v formulacijah tablet in kot obloga za lažje požiranje ali prikrivanje neprijetnih okusov.
Nekatera zdravila (praški ali zrnca) dražijo požiralnik in želodčno sluznico, nekatera zdravila pa so slabega okusa, jih je enostavno hlapiti, jih slina v ustih zlahka razgradi in zlahka vdihne v sapnik. Ta zdravila so pakirana v kapsule, ki ne samo ščitijo lastnosti zdravil pred uničenjem, temveč tudi ščitijo prebavne organe in dihala. Najpogostejše so želatinske kapsule, ki so užitne.
Uporaba v kozmetični industriji
Želatina ima svoje mesto tudi v kozmetični industriji. Uporablja se pri izdelavi različnih izdelkov za nego kože in las. Znano je, da ima želatina vlažilne lastnosti, zaradi česar je priljubljena sestavina številnih kozmetičnih formulacij. Uporablja se v številnih ličilih in izdelkih za nego kože, kot so:
- Šamponi in balzami: Dandanes so na trgu prisotne tekočine za nego las, bogate z želatino, ki naj bi lase takoj zgostile.
- Maske za obraz: Maske iz želatine, ki se luščijo, postajajo nov trend, ker želatina sčasoma postane trda in ko jo odstranite, olupi večino odmrlih kožnih celic.
- Kreme in vlažilne kreme: Želatina je narejena iz kolagena, ki je glavno sredstvo za pomlajevanje kože, zato naj bi ti izdelki za nego kože iz želatine odpravili gube in zagotovili gladko kožo.
Druga industrijska uporaba
Med industrijskimi lepili ljudje beljakovinsko želatino uporabljajo za pridobivanje hidroliziranih beljakovinskih živalskih beljakovin. Krmno lepilo, namenjeno krmnim dodatkom, se imenuje krmna želatina, lepilo za vžigalice, ki se uporablja v industriji tekem, pa želatina vžigalic. Ocenjuje se, da je bila želatina prvič uporabljena kot lepilo pred približno 8000 leti. Želatina se je uporabljala na tak ali drugačen način od rimskega obdobja, preko Egipta do srednjega veka. Prva uporaba želatine za hrano in zdravila se je zgodila okoli leta 3100 pr. n. št. (obdobje starega Egipta). Kasneje, nekje v srednjem veku (5.-15. stoletje n. št.), so na angleškem dvoru uporabljali želatini podobno sladko snov.
Želatina in prehranske omejitve
Želatina vsebuje beljakovine živalskega izvora. Zato je pomembno razumeti izvor želatine in njeno primernost za posebne prehranske potrebe.
Zakaj vegani in vegetarijanci ne uživajo želatine
Glede na to, da gre za živalski proizvod, se ji ljudje, ki so se odločili za tovrstno prehrano, strogo izogibajo. Vegetarijanci se izogibajo uživanju živalskega mesa in stranskih proizvodov, narejenih iz njih (kot je želatina iz živalskih kosti in kože). Vegani pa se izogibajo živalskemu mesu in vsem oblikam stranskih proizvodov, kot so želatina, jajca, mleko itd. Skratka, vegani menijo, da živali niso namenjene zabavi ali hrani ljudi in da bi morale biti v vsakem primeru proste in se jih ne sme uporabljati na noben način. Torej, želatina je veganom in vegetarijancem strogo prepovedana, saj izvira iz zakola živali. Vendar velja omeniti, da želatinske kapsule niso primerne za vegetarijance in vegane, saj so pridobljene iz živalskih virov.
Veganske in vegetarijanske alternative želatini
Ker se želatina uporablja v kremah za nego kože, živilih in medicinskih izdelkih, kjer je zgoščevanje pogosto nujno, so znanstveniki za vegane in vegetarijance pripravili številne alternativne snovi. Te delujejo enako, vendar nikakor niso pridobljene iz živali, nekatere od teh pa so:
- Pektin: Pridobiva se iz citrusov in jabolk ter deluje kot stabilizator, emulgator, želirno sredstvo in zgoščevalec, tako kot želatina.
- Agar-agar: Znan tudi kot agaroza ali preprosto agar, je pogosto uporabljen nadomestek za želatino v živilski industriji (sladoled, juhe itd.). Pridobiva se iz rdečih morskih alg. Želatina iz alge agar-agar ima konkretno znak E 406.
- Veganski žele: Narejen z mešanjem številnih derivatov rastlin, kot so rastlinski gumi, dekstrin, adipinska kislina itd. Daje skoraj enake rezultate kot želatina.
- Guma guar: Ta veganski nadomestek želatine je pridobljen iz semen rastline guar (Cyamopsis tetragonoloba) in se večinoma uporablja v pekovskih izdelkih (ne deluje dobro z omakami in tekočo hrano).
- Ksantam gumi: Nastane s fermentacijo sladkorja z bakterijo Xanthomonas campestris. Pogosto se uporablja v pekovskih, mesnih, pecivnih in drugih živilskih izdelkih kot alternativa želatini za vegetarijance in vegane.
- Aroruta: Izvira iz korenin različnih tropskih rastlin, kot so Maranta arundinacea, Zamia integrifolia itd. Prodaja se v obliki prahu kot nadomestek za želatino, večinoma za omake in drugo tekočo hrano.
- Koruzni škrob: V nekaterih receptih se lahko uporablja tudi kot alternativa želatini in je pridobljen iz koruze. Vendar pa obstajata dve glavni razliki; koruzni škrob se zgosti pri segrevanju, medtem ko se želatina zgosti pri ohlajanju; želatina je prozorna, medtem ko koruzni škrob ni.
- Karagenan: Pridobiva se tudi iz rdečih morskih alg kot agar-agar, vendar oba izvirata iz različnih rastlinskih vrst; karagenan se v glavnem pridobiva iz Chondrus crispus, medtem ko agar izvira iz Gelidium in Gracilaria. Velika razlika med njima je, da karagenan nima hranilne vrednosti, medtem ko agar-agar vsebuje vlaknine in veliko mikrohranil.
Koristi želatine za zdravje
Poleg uporabe v kulinariki ima želatina številne koristi za zdravje. Je bogata z beljakovinami in vsebuje esencialne aminokisline, ki so pomembne za splošno zdravje. Ker je želatina narejena iz naravnega beljakovinskega kolagena, ponuja številne zdravstvene koristi, če jo uživamo v čisti obliki. Želatina naj bi bila tudi koristna za zdravje črevesja in prebavo. Lahko pomaga popraviti in obnoviti črevesno sluznico, kar je pomembno za ohranjanje zdravega prebavnega sistema.
Naloga želatine je, da zgosti kremo oziroma tekočino, vendar naše krvi ne zgosti. Kot že omenjeno, gre za proteinski proizvod, čigar razgradnja poteka v našem želodcu. Beljakovine se razgradijo do aminokislin, te pa se v malem črevesu absorbirajo in preidejo v krvni obtok.
Čeprav je ogromno polemik o varnosti uživanja želatine, je ta označena kot GRAS (generally recognized as safe), kar pomeni, da je varna za uživanje.
Upočasnjevanje staranja kože
Kolagen daje naši koži moč in elastičnost, zaradi česar je gladka, brez gub in mehka. Pri otrocih in najstnikih so ravni kolagena visoke. Po 25. letu pa se proizvodnja kolagena začne zmanjševati, naša koža izgubi čvrstost, pojavijo se drobne gubice in gube, v starosti pa se koža postopoma povesi. Če želite ohraniti svojo kožo mehko, brez gub in mladostno, je priporočljivo spodbujati proizvodnjo kolagena v telesu. Težava pa je v tem, da kolagena ne morete neposredno prebaviti; vse, kar lahko storite, je, da jeste hrano, bogato z aminokislinami, ki sestavljajo kolagen, in najboljši način za to je uživanje želatine, ker želatina izhaja iz kolagena (podobne aminokisline v svoji strukturi). Želatino pogosto priporočajo tudi za izboljšanje elastičnosti kože.
Pomoč pri hujšanju
Znano je, da vam lahko prehrana z veliko beljakovinami pomaga, da se dlje časa počutite siti, saj se beljakovine dlje časa prebavljajo. Posledično boste imeli manj hrepenenja po hrani, vaš dnevni vnos kalorij pa bo ostal nadzorovan. Poleg tega študija kaže, da bo vaše telo, če boste dnevno uživali beljakovine, razvilo odpornost proti lakoti. Zato vam bo želatina, ki je čista beljakovina, če jo zaužijete približno 20 gramov na dan, pomagala nadzorovati prenajedanje.
Spodbujanje boljšega spanca
V raziskavi je skupina, ki je imela težave s spanjem, dobila 3 grame želatine, medtem ko druga skupina z enakimi težavami s spanjem ni dobila ničesar, in ugotovili so, da ljudje, ki so jemali želatino, spijo veliko bolje kot drugi. Vendar raziskava še ni znanstveno dejstvo, saj lahko na opažene rezultate vpliva na milijone dejavnikov znotraj in zunaj telesa. Ker je želatina pridobljena iz naravnega kolagena, vam dnevno jemanje 3 gramov ne bo povzročilo nobene škode, kot jo povzročajo uspavala ali druga zdravila.
Krepitev kosti in sklepov
V človeškem telesu kolagen predstavlja 30-40 % celotne prostornine kosti. V sklepnem hrustancu pa kolagen predstavlja ⅔ (66,66 %) celotne suhe teže. Zato je kolagen potreben za močne kosti in sklepe, želatina pa je najučinkovitejši način za proizvodnjo kolagena. Ker je želatina pridobljena iz kolagena, aminokisline želatine pa so skoraj podobne kolagenu, bo vsakodnevno uživanje želatine spodbudilo proizvodnjo kolagena. Številne bolezni, povezane s kostmi, zlasti pri starejših, kot so osteoartritis, revmatoidni artritis, osteoporoza itd., pri katerih kosti začnejo slabeti in sklepi propadajo, kar povzroča hude bolečine, okorelost, bolečino in na koncu negibnost.
Vendar pa je bilo v poskusu ugotovljeno, da ljudje, ki dnevno jemljejo 2 grama želatine, kažejo znatno zmanjšanje vnetja (manj bolečin) in hitro celjenje. Želatino pogosto priporočajo za izboljšanje zdravja sklepov in lajšanje bolečin v sklepih. Krepi kosti, lase in nohte.
Zmanjšanje tveganja za srčne bolezni
Želatina pomaga nevtralizirati številne škodljive kemikalije, zlasti tiste, ki lahko povzročijo težave s srcem. Večina nas vsak dan uživa meso, kar nedvomno pomaga ohranjati dobro zdravje in nadzorovati debelost. Vendar pa meso vsebuje nekatere spojine, kot je metionin, ki lahko v prekomernem uživanju povzročijo zvišanje ravni homocisteina, kar povzroči vnetje v krvnih žilah in poveča tveganje za možgansko kap. Vendar pa želatina deluje kot naravni nevtralizator metionina in pomaga uravnavati raven homocisteina, da prepreči težave s srcem.
Zaščita organov in izboljšanje prebave
V vseh živalskih telesih kolagen tvori zaščitno plast na vseh notranjih organih, vključno z notranjo sluznico prebavnega trakta. Zato je ohranjanje visoke ravni kolagena v telesu nujno, najboljši način za to pa je želatina. Ugotovljeno je, da jemanje želatine spodbuja nastajanje želodčne kisline v želodcu, kar pomaga pri pravilni prebavi hrane in preprečuje napihnjenost, prebavne motnje, nepotrebne pline itd. Hkrati glicin v želatini poveča sluznico na želodčnih stenah, kar pomaga želodcu pri prebavi lastne želodčne kisline.
Zmanjšanje tesnobe in ohranjanje aktivnosti
Glicin v želatini pomaga ohranjati razpoloženje brez stresa in dobro duševno zdravje. Glicin velja za zaviralni nevrotransmiter in večina ljudi ga jemlje kot snov za lajšanje stresa, da ohranijo aktiven um. Poleg tega večina zaviralnih sinaps hrbtenjače uporablja glicin, njegovo pomanjkanje pa lahko povzroči lenobo ali celo duševne težave. Torej, vsakodnevno uživanje želatine bo zagotovilo dobro presnovo glicina v telesu, kar bo povzročilo manj stresa in energičen življenjski slog.
