GELATINA INDUSTRIAL

ALIMENTARIA I

DOCENTE:

Elvis Judith Hernndez Ramos

ESTUDIANTES:David Barboza PantojaManuel Gez CorpasHeidy Aguas Jennifer Palencia AcostaAna Milena SilgadoIsa Prasca Sierra

UNIVERSIDAD DE SUCREFACULTAD DE INGENIERASPROGRAMA DE INGENIERA AGROINDUSTRIAL2014TABLA DE CONTENIDO1. GENERALIDAES DE LA GELATINA2. ORIGEN, ESTRUCTURA Y FABRICACION 2.1 ORIGEN.2.2 ESTRUCTURA DEL COLGENO2.3 FABRICACION DE LA GELATINA 3. CLASIFICACIN Y CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS Y FUNCIONALES DE LAS GELATINAS3.1 DIFERENTES TIPOS DE GELATINA.3.2 PROCESO DE MANUFACTURA GELCO S.A.S. (BARRANQUILLA COLOMBIA)3.3 CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS Y FUNCIONALES4. UTILIZACION EN LAS INDUSTRIAS ALIMENTARIAS4.1 INDUSTRIA DE LOS PRODUCTOS CARNICOS4.2 INDUSTRIAS LCTEAS Y AFINES4.3 GELATINA PARA LA INDUSTRIA FARMACUTICA4.4 GELATINA PARA LA INDUSTRIA FOTOGRFICA5. NUEVAS APLICACIONES DE LA GELATINA5.1 LA GELATINA EN LA TERAPIA CON CLULAS MADRE5.2 LA GELATINA EN LA EN EL COMBATE A LAS MAREAS NEGRAS6. RESIDUOS DE LA PRODUCCION DE GELATINA7. BIBLIOGRAFA

1. GENERALIDAES DE LA GELATINALa gelatina se obtiene por hidrlisis parcial del colgeno contenido en la piel, el tejido conjuntivo y los huesos de los animales. El colgeno es una protena fibrosa muy ampliamente expandida en el reino animal. Es cuantitativamente el compuesto ms importante del tejido conjuntivo. Se trata adems de la protena del reino animal ms extendida. Es el alimento estructural ms importante los seres multicelulares.En todas las pocas, el hombre ha intentado valorizar las cantidades importantes de colgeno natural disponible, bien como alimento en forma de gelatina, bien como productos tcnicos (cola para madera por ejemplo). Estas preparaciones han sido hechas durante mucho tiempo a nivel familiar o artesanal, pero desde hace algunas dcadas ha aparecido una verdadera industria de la gelatina que ha permitido producir con regularidad gelatinas cada vez ms puras cuyos empleos se han diversificados grandemente: alimentario (confitera, productos lcteos, salazones, etc.) farmacuticos (capsulas para medicamentos), tcnicos (fotografas, etc.) 2. ORIGEN, ESTRUCTURA Y FABRICACION2.1 ORIGEN.La gelatina tiene su origen en la piel de los animales que son hmedos y contienen conjuntamente con el colgeno que dar lugar a la gelatina, otras protenas, grasas y sales minerales.En realidad, el aprovisionamiento est casi limitado a las cuatro materias primas siguiente: Los huesos grasos y frescos de origen local; Los huesos secos y desengrasados provenientes de pases clidos ; Las pieles de cerdo almacenadas en frio; Los recortes recuperados en las curtiduras cuando se efectan los cortes de las pieles de ovinos y bovinos.2.2 ESTRUCTURA DEL COLGENOEl trmino colgeno engloba varios isotipos que tiene todos al menos una parte de su molcula que posee una estructura caracterstica, llamada en triple hlice. Esta estructura est constituida por tres cadenas polipeptdicas (llamadas cadenas ) que forman cada una de ellas una hlice izquierda y se enrollan entre ellas para formar una super hlice derecha. Esta distribucin espacial es posible pues la secuencia primaria de las cadenas est constituida por una sucesin de tripletas GLY-X-Y. Un aminocido de cada tripleta de cada cadena debe encontrarse en el centro de la triple hlice, y solamente la glicina puede ocupar esta posicin debido a su pequeo tamao.los aminocidos X y Y son el 30% de los casos respectivamente la prolina y la hidroxiprolina.El colgeno forma fibrillas, filamentos, redes en el seno de la matriz extracelular de los tejidos conjuntivos. Cada molcula de colgeno puede tener hasta tres tipos de cadenas diferentes, deben existir ms de 25 genes codificadores para las cadenas de colgeno. Entre estos diferentes isotipos, se distingue el colgeno fibrilar o intersticial del colgeno no fibrilar. El colgeno fibrilar se sintetiza en forma de pro colgeno cuyas porciones de N y C-terminales globulares son eliminadas secuencialmente para permitir la formacin de fibrillas por agregacin lateral de las molculas.Las fibrillas de colgeno de algunas decenas de monmeros de dimetros estn as pues compuesta de agregados de molculas de colgeno de eje paralelo, pero cuyas extremidades estn acaballadas de forma regular produciendo estras cada 70 nm. La agregacin de las molculas en fibrillas es espontanea en soluciones purificadas, al PH, temperatura y fuerza inica fisiolgicos. La molcula de colgeno de 280 nm de longitud y de 300000 Da de masa molecular est constituida por una triple hlice estabilizada por enlaces de hidrogeno pero tambin por enlaces intramoleculares que se establecen entre residuos lisil de los telopptidos que constituyen las partes no helicoidales de las cadenas en los extremos N y C terminales (que representan aproximadamente menos del 5% de la molcula). La cohesin de las molculas en el seno de la fibra est asegurada por enlaces intermoleculares del mismo tipo que los enlaces intramoleculares pero que se establecen entre los telopptidos de molculas vecinas y entre pelopptidos y parte helicoidal de las molculas vecinas.2.3 FABRICACION DE LA GELATINA El principio general del procedimiento de extraccin consiste en transformar el colgeno insoluble en gelatina soluble, los procedimientos bsicos o cido debern cortar los enlaces intermoleculares y todos o parte de los enlaces intramoleculares. La fabricacin de la gelatina incluye toda una serie de etapas que, en funcin de las materias primas y del tipo de gelatina fabricada tienen variantes.Las pieles son tratadas directamente por las fbricas de gelatina, despus de ser simplemente cortadas y lavadas. Los huesos grasos, por el contrario, deben ser previamente liberados, mediante un lavado con agua caliente, de su grasa y de residuos de carne. Los huesos secos contienen una porcin mineral (principalmente fosfato de calcio) y una parte orgnica (el colgeno).Mediante un tratamiento con cido clorhdrico, los fosfatos pasan a la disolucin y son precipitados por medio de cal en forma de fosfato biclcico que despus es escurrido, lavado, secado y comercializado para nutricin animal.La materia orgnica del hueso, insoluble en el cido, conserva su forma hacindose ms flexible: es la osena, colgeno del hueso, de donde ser extrada la gelatina. Tanto que sea a partir de las pieles o de la osena, los procedimientos para obtener la gelatina presentan grandes similitudes. El colgeno contenido en estas materias se encuentra en forma insoluble.Se utilizan dos procedimientos para destruir de forma controlada la estructura organizada del colgeno para obtener la gelatina soluble: El procedimiento alcalino: la osena y los recortes son sumergidos en una base, en general la cal, durante varias semanas, a temperatura ambiente; El procedimiento acido: La osena o la piel de cerdo se ponen en remojo en un bao acido durante un da, a temperatura ambiente.La eliminacin del reactivo alcalino o acido se consigue por lavado seguido de ajuste del PH.La extraccin se hace por coccin: la digestin del colgeno por agua caliente provoca su hidrlisis y el paso de la gelatina a la solucin, llamada por los tecnlogos caldos. El colgeno es tratado a temperatura estrictamente controlada, por extracciones sucesivas, hasta agotamiento de la materia. En el caso de las pieles de cerdo, la grasa se separa de los caldos de gelatina y se recupera a este nivel.Los caldos identificados son cuidadosamente filtrados para eliminar las impurezas en suspensin, las trazas de grasas y las sustancias albuminoides coaguladas bajo la influencia del calor. Este tratamiento da soluciones limpiadas de gelatinas.Estas soluciones se concentran en los evaporadores a vaco hasta una concentracin del 30 al 40% segn las materias primas y las extracciones. Las soluciones concentradas se esterilizan a 140C, y despus son enfriadas brutalmente para obtener una gelatina extrusada en forma de cintas extendidas sobre la lona del secadero.Las diferentes extracciones son sucesivamente molidas y tamizadas hasta la granulometra elegida segn el destino final del producto.

3. CLASIFICACIN Y CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS Y FUNCIONALES DE LAS GELATINAS3.1 DIFERENTES TIPOS DE GELATINA.El carcter anftero de la gelatina permite segn el procedimiento de fabricacin distinguir dos tipos de gelatina segn el valor del punto isoelctrico: Tipo A: pHi comprendido entre 6,3y 9,5. Tipo B: pHi comprendido entre 4,5 y 5,2.Adems las diferentes utilizaciones de las gelatinas han conducido a definir varias familias de gelatina: Las gelatinas F con bajo poder gelificante; tienen propiedades prximas a los hidrolizados de protenas y no forman gel en las condiciones normales de utilizacin; Las gelatinas que tienen un fuerte poder de gelificacin; Las gelatinas modificadas qumicamente cuyo inters esencial reside muy frecuentemente en su insolubilidad incrementada en el punto isoelctrico (desplazado en relacin con el de la gelatina de partida) como ocurre en las gelatinas ftaliladas y fenilcarbamiladas utilizadas por la industria fotogrfica.

3.2 PROCESO DE MANUFACTURA GELCO S.A.S. (BARRANQUILLA COLOMBIA)

Fuente: GELCO S.A.S. Proceso Manufacturero.

Gelco produce su gelatina a partir de la piel de ganado vacuno, la cual contiene una protena llamada colgeno.La piel es sometida inicialmente a lavado y tratamiento alcalino para lograr la solubilidad de la protena; luego se acidifica para extraerla por hidrlisis con agua caliente, obtenindose un caldo de gelatina.Este caldo posteriormente se filtra, se concentra por evaporacin, se gelifica y se seca, para finalmente molerlo y darle un tamao de grano acorde con lo requerido por el cliente. Luego de molido, el producto es mezclado y empacado.

3.3 CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS Y FUNCIONALESLa gelatina est de hecho constituida por varias cadenas de polipptidicas libres o asociadas entre ellas. Es una macromolcula polidispersa de masa molecular comprendida de 104 y 106 Da. La distribucin molecular determinada por cromatografa lquida de exclusin a alta presin depende de las materias primas y del procedimiento de extraccin; es posible distinguir en ella monmeros (cadenas : masa molecular de alrededor de 100.000 Da), dmeros (cadenas ) y trmeros (cadenas ) as como polipptidos inferiores. La gelatina se caracteriza por su PH y su punto isoelctrico medido, en general, sobre una gelatina en solucin al 1%.La viscosidad de las gelatinas depende fuertemente de estos parmetros. La viscosidad de las gelatinas depende fuertemente de estos parmetros.la viscosidad es mnima en torno al punto isoelctrico y aumenta en cuanto el PH se aleja de esa zona. Esto se explica por las repulsiones debidas a las cargas idnticas a lo largo de la cadena cuando el PH est bastante alejado del punto isoelctrico. La solubilidad de la gelatina en el agua es muy buena sobre todo a concentraciones inferiores al 10%.sumergida en agua fra, la gelatina hincha absorbiendo de 5 a 10 veces su volumen de agua. Calentada a 50-60C,la gelatina hinchada se disuelve dando una solucin ,el sol, que se transforma en gel por enfriamiento .Es necesario para eso que la concentracin en gelatina sea suficiente y que la temperatura de enfriamiento sea inferior al punto de fusin (alrededor de 40C).Esta transformacin sol-gel es reversible.Contrariamente a la mayor parte de los hidrocoloides de origen polisacardico, la gelificacin de esta protena es independiente del PH y no necesita la presencia de otros reactivos (cationes, glcidos, etc.).Como en los otros gelificantes, el mecanismo de gelificacin de la gelatina se explica por al formacin de una red tridimensional. Las uniones entre las macromolculas son debidas esencialmente a interacciones electrostticas o a enlaces hidrgenos.Como estos enlaces estn bastante espaciados, los geles tienen propiedades mecnicas destacables.La gelatina, polmero elevado, da soluciones de viscosidad generalmente comprendida entre 1,5 y 7,5 mP.s, medida por el tiempo de circulacin de una solucin de gelatina al 6,67% de concentracin a travs de una pipeta viscosimtrica a la temperatura de 60C.Al variar la viscosidad con la concentracin, la temperatura y el PH, las medidas deben ser hechas en condiciones especficas.Las soluciones de gelatina tienen un poder filmognico durante un cambio de estado reversible sol-gel caracterizado por tres medidas correspondientes a las zonas de transicin: Punto de fusin medido por el descenso de una bola de acero en una preparacin al 10%; Punto de toma medido por inmovilizacin de burbujas de aire en una preparacin a la misma concentracin; Poder rotatorio.La fuerza en estado gelificado, o Bloom, expresada en gramos, est ligada a la elasticidad mecnica del gel. Permite la clasificacin de las gelatinas. La medida estandarizada se hace gracias a un gelmetro .Corresponde a la fuerza necesaria para hacer penetrar un cilindro estndar de una profundidad dada en un gel con el 6,67% de protena previamente acondicionada a 10 C durante 16-18 horas. Este valor comprendido entre 50 y 300 Bloom permite caracterizar las propiedades de los geles a la temperatura de conservacin de los productos. La fuerza en estado gelificado aumenta con el tiempo: es la maduracin del gel; vara en sentido contrario a la temperatura.La medida de turbidez, expresada en unidades Nefelomtricas de Turbidez (NTU), determina la cantidad de luz propagada con un ngulo de 90 por un gel colocado en un tubo de ensayo iluminado en la direccin de su eje. Indica la calidad de la filtracin realizada; su valor pasa por un mximo en el punto isoelctrico.4. UTILIZACION EN LAS INDUSTRIAS ALIMENTARIASLas aplicaciones alimentarias y no alimentarias de la gelatina estn en constante desarrollo. Debido a su naturaleza proteica, es considerada en la mayor parte de las legislaciones como un alimento y no como un aditivo, salvo en charcutera donde su contenido est limitado. La polifuncionalidad de la gelatina queda patente cuando se pasa revista a sus numerosas utilizaciones desarrolladas aqu por sectores:4.1 INDUSTRIA DE LOS PRODUCTOS CARNICOSLa gelatina, de origen animal, puede ser considerada como un ingrediente natural de los alimentos a base de carne. Es con frecuencia incorporado en: Los jamones des moldeados cocidos, paletillas cocidas Las semiconservas y conservas de carne Las emulsiones de carnes (charcutera, pates), Los gelesDurante su preparacin los jamones des moldeados cocidos se espolvorean con gelatina, en lugar de confeccionar barras, en el lugar donde el hueso ha sido eliminado; esto se hace tambin para pegar de nuevo las carnes o la corteza de las que se ha eliminado el exceso de grasa. Al contacto con la carne el polvo de gelatina adsorbe la humedad. Durante la coccin forma una pelcula que tras enfriamiento, suelda las carnes.La gelatina gelifica los jugos salados que exuda durante la coccin y los retiene en y alrededor del jamn. Refuerza el gel obtenido directamente en la coccin a partir de los tejidos conjuntivos. De ello resulta sobre todo un mejor aspecto cuando se corta en lonchas.Por su elevado contenido en materia grasa y en agua, los productos de charcutera presentan problemas particulares de estabilizacin que se traducen en una exudacin de agua o de grasa, o en un defecto de texturas tras la coccin. A dems del efecto estabilizador de la emulsin, la incorporacin de gelatina aporta una mejor ligazn del agua y confiere a la pasta una textura homognea.Para estos usos son utilizadas las gelatinas de fuerza en estado gelificado media (150 a 250 Bloom). Se utilizan gelatinas listas para usar en: El glaseado, operacin que consiste en cubrir con una preparacin de gelatina, por ejemplo un producto de charcutera cocido; El revestimiento de piezas de jamn, de salchichones secos. El relleno de conservas o semi-conservas de carnes.Algunas de estas gelatinas se preparan con una mescla de gelatina y de carragenato. La adicin de este glicano permite disminuir el tiempo de toma del gel, aumentar su fuerza y obtener una elevacin del punto de fusin; Por ejemplo la adicin del 10% de carragenato se traduce en un aumento del punto de fusin en alrededor de 20 C.

4.2 INDUSTRIAS LCTEAS Y AFINESLa industria utiliza estabilizantes en la preparacin de las leches y derivados, de los postres lcteos, de los productos fermentados, de los helados, etc.Entre las utilizaciones ms extendidas de la gelatina conviene mencionar: Las leches gelificadas; el empleo de gelatina en asociacin con otros estabilizantes permite dar al producto final una estructura de gel liso y elstico y evitar la sinresis; Las cremas para postres, donde la gelatina presenta las mismas ventajas en caso de cambios importantes(ultra congelacin por ejemplo); Los yogures y las leches fermentadas; cuando la legislacin lo autoriza, la gelatina se incorpora por su efecto anti- sinresis. En ciertos pases, la duracin de la vida til de los yogures o de las leches fermentadas se alarga mediante una pasteurizacin suplementaria tras la fermentacin.La adicin antes del tratamiento trmico de una mezcla de gelatina (0,5%) y de almidn modificado (1al 1,5%) permite obtener una buena textura y controlar los fenmenos de sinresis; Los helados, sorbetes; la gelatina en asociacin con otros estabilizantes (pectinas, xantanos, carragenatos, etc.)se utilizan por su poder estabilizante de la emulsin y/o sus propiedades espojantes.

4.3 CONFITERIAEs sin ninguna duda en este sector donde se aprovechan todas las propiedades funcionales de la gelatina. Estas mltiples utilizaciones se explican sobre todo por: La capacidad de la gelatina de dispersarse en una solucin acuosa y de absorber de 5 a 10 veces su propio peso en agua. La amplia gama de valores de viscosidad posibles; El poder coloidal protector que permite controlar la formacin de cristales; La capacidad del poder espumante variable segn el tipo y la dosis de gelatina; La propiedad filmognica aprovechada para revestir los ncleos en la fabricacin de las peladillas; El poder ligante utilizado en la confeccin de los comprimidos.Asociada con otros estabilizantes o gelificantes, la gelatina se utiliza en la fabricacin de numerosos productos de confitera: gomas, gomas para mascar, caramelos, toffes, turrn francs, recubrimientos, pastas para untar, productos merengados, especialidades extrusadas con inclusin de aire, sin olvidar los productos de confitera sin azcar a base de polioles.Aadamos que la gelatina hidrolizada obtenida por va enzimtica tiene importantes salidas en la industria confitera (gomas para mascar, por ejemplo), pastelera (postres lcteos con inclusin de aire) pero tambin en enologa para clarificar los vinos y los jugos de frutas.A este rpido repaso de las aplicaciones alimentarias de la gelatina, es necesario aadir los despliegues de este coproducto de las Industrias Agroalimentarias en otros sectores industriales. La gelatina, por no citar ms que las utilizaciones ms conocidas, es un producto bsico en la fabricacin de pelculas fotogrficas, de cpsulas en la industria farmacutica, en el pulido de la industria de papel, y en cosmtica.4.4 GELATINA PARA LA INDUSTRIA FARMACUTICALa gelatina recubre y protege los medicamentos. Se utiliza en las cpsulas en las que normalmente se presentan los medicamentos.Cpsula de gelatina blanda: Las cpsulas de gelatina blanda, por sus especiales caractersticas y propiedades, se vienen utilizando en una amplia variedad de industrias, pero con mas particularidad en la industria farmacutica, siendo las vitaminas, sobre todo las liposolubles, los mas fieles candidatos para presentarse en esta forma farmacutica, que tantos y muy buenos beneficios aporta al organismo.La capsula de gelatina blanda se compone de gelatina un plastificante y agua, aunque se le puede aadir conservadores, colorantes, opacificantes, saborizantes, sustancias que impidan su rotura en el estomago; incluso se puede adicionan, en la propia cubierta, ciertos frmacos con propiedades teraputicas. Consiguindose una forma de presentacin atractiva, eficaz, segura, duradera y practica.Para la fabricacin de capsula de gelatina blanda se debe utilizar gelatina de alta graduacin Bloom (medida de la fuerza cohesiva resultante del entrecruzamiento de las molculas de la gelatina) y de baja viscosidad, empleando agua a la vez con un contenido en hierro no superior a 15 ppm. De esta forma se conseguirn unas capsulas que mantendrn con toda su pureza a las sustancias e ellas contenidas.

4.5 GELATINA PARA LA INDUSTRIA FOTOGRFICAGracias a la gelatina pueden fabricarse las pelculas para aficionados, papel de color, pelculas grficas y pelculas de rayos X en cantidades industriales.Gracias a su singular poder gelificante la gelatina actualmente forma parte en la composicin de un sinnmero de productos. Con sus mltiples propiedades ofrece, adems, un considerable potencial para crear productos innovadores en todas las reas de la vida.5. NUEVAS APLICACIONES DE LA GELATINALa gelatina puede usarse para crear nuevos productos alimenticios de comida funcional. Los alimentos con gelatina, sean de sabor dulce o fuerte, son una fuente ptima de protenas. Contienen los aminocidos glicina y prolina en alta concentracin que ejercen un efecto positivo sobre los huesos y las articulaciones. Adicionalmente la gelatina fortalece el tejido conjuntivo, proporciona brillo al cabello y fortalece las uas. Adems, mejora la hidratacin cutnea y disminuye la profundidad de las arrugas.5.1 LA GELATINA EN LA TERAPIA CON CLULAS MADRELa implantacin de clulas madre en el cuerpo humano es una oportunidad para eliminar las causas de enfermedades y de recuperar la salud. Cuando se cultivan clulas madre, siempre requerirn una superficie en la que puedan adherirse. Muchas veces se utilizan partculas de ltex, poliestireno e incluso de vidrio. Las clulas madre se implantan junto con el material soporte adherente. Puesto que estos materiales no son biodegradables, pueden producirse efectos secundarios no deseados. La gelatina, siendo una materia auxiliar importante, puede emplearse para desarrollar la terapia de clulas madre. Es especialmente apropiada ya que su compatibilidad biolgica es excelente y se degrada completamente en el cuerpo. Este nuevo mtodo con gelatina es considerado un esencial progreso en la terapia de clulas madre. Los primeros xitos se han visto ya en el tratamiento de pacientes de Parkinson.5.2 LA GELATINA EN LA EN EL COMBATE A LAS MAREAS NEGRASLos derrames petroleros podran ser combatidos con gelatina. A partir del principio de que el petrleo y el agua no se mezclan, si se aade un emulsionante, se obtiene una suspensin de petrleo en agua. Con ella, se forman finas gotitas de petrleo que flotan en el agua. La fase fra acuosa se convierte en estado de gel si se aade el rido gelatina. El resultado son sistemas aptos para cortar, de forma estable y aptos para ser almacenados durante un tiempo prolongado.6. RESIDUOS DE LA PRODUCCION DE GELATINADespus de la extraccin y filtracin de las gelatinas queda un residuo pastoso que contiene barro, pelos, materias vegetales, y protenas. En este residuo hay una capa inferior acuosa y una capa superior de grasa. En la elaboracin de gelatina por el procedimiento acido a partir de la osena el efluente es usualmente alcalino debido al empleo de cal en la recuperacin del fosfato dicalcico. El residuo es una fuente valioso de calcio y fosforo para alimentacin animal.El alto grado de dureza temporal producido por las sales de calcio disueltas es el mayor efecto toxico de estos efluentes. Las grasas contenidas en los huesos tienen calidad variable siendo las de mejor calidad las obtenidas de huesos frescos extrados con solvente o al vapor y las de peor calidad las de los huesos desecados.

7. BIBLIOGRAFA CHARLEY Helen. Tecnologa de alimentos: procesos qumicos y fsicos en la preparacin de alimentos. Limusa. 1987. Guy Linden, Denis Lorient.Bioqumica Agroindustrial: Revalorizacin Alimentaria de la Produccin Agrcola. Acribia. 1996. GELCO S.A.S. Empresa Colombiana. Sitio Web: www.gelco-s-a.com. H.W. OCKERMAN, C.L.HANSEN. industrializacin de subproductos de origen animal. 1994.