PRODUÇÃO DE GELATINA

“Todos conhecemos a gelatina.
Mas você sabe como a gelatina é produzida?”

A gelatina é uma substância translúcida, incolor ou amarelada, praticamente insípida e inodora, conhecida e utilizada há mais de três mil anos, principalmente empregada nas indústrias alimentícia, farmacêutica, fotográfica, e outras. Sua principal utilidade é devida à presença de colágeno, uma proteína fibrosa, rica em glicina e prolina.

A gelatina é derivada da hidrólise parcial do colágeno, em que as ligações moleculares naturais entre fibras separadas de colágeno são quebradas, permitindo o seu rearranjo.

A produção de gelatina pode ser realizada a partir de tecidos conjuntivos (peles) de animais, tais como suínos ou bovinos, ou ossos de animais provenientes de abatedouros. Na conversão do colágeno à gelatina ocorre desnaturação da estrutura de hélice tripla, quebras das ligações intermoleculares e quebras das ligações peptídicas.

Alguns dos aminoácidos na estrutura peptídica do colágeno contêm grupos funcionais que são hidrolisados sob condições ácidas ou básicas, levando à mudanças no balanço dos grupos carregados das moléculas de gelatina. Considerando-se a forma e tamanho da molécula de gelatina, temos uma outra propriedade importante que é o ponto isoelétrico que, por definição, é o pH da solução de proteína em que não há migração para um campo elétrico. As gelatinas são classificadas em A ou B de acordo com a natureza da matéria-prima e do tipo de hidrólise aplicada à esta.

Fluxograma de etapas de produção

Pré-tratamento

Esta é uma etapa-chave do processo de produção da gelatina, pois torna solúvel em água quente o colágeno naturalmente insolúvel. Esta etapa vai impactar diretamente nas características finais da gelatina, uma vez que determina as ligações inter e intramoleculares da cadeia de proteína que será dividida. Características como o Ponto Isoelétrico, a força de gel ou Bloom e a viscosidade dependem desta etapa.

Equipamento avalia o efeito blooming

Há dois processos principais que podem ser empregados na fabricação de gelatina:

  • Processo Ácido – fabricação de gelatina do Tipo A:

A matéria-prima (principalmente a pele suína) é submetida a um processo de pré-tratamento de três dias em um banho ácido à temperatura ambiente. O tempo de acidulação e a concentração do ácido variam com o tipo de material. Diferentes ácidos, como o clorídrico, fosfórico ou sulfúrico podem ser usados. Após esse período, a gelatina pode ser extraída do material.

Gelatina comestível do tipo A

  • Processo Alcalino – fabricação de gelatina do Tipo B:

Neste tratamento, a matéria-prima é submersa em uma solução alcalina como cal ou solução de hidróxido de sódio, que vai transformando lentamente a estrutura do colágeno. Dependendo das condições deste tratamento, com o tipo de álcali ou sua concentração e a temperatura ambiente, o tratamento pode durar de uma a dez semanas. Este processo somente pode ser aplicado quando a matéria-prima for osseína ou raspa bovina. O colágeno produzido desta maneira é solúvel em água quente.

Depois destes tratamentos, as matérias-primas são lavadas para remover todo o excesso de ácido ou álcali, e para ajustar o pH antes da próxima etapa: a extração da gelatina.

Vale ressaltar, que de um modo geral, tanto um tipo quanto outro podem ser usados nas mesmas aplicações.

Extração

Utiliza-se o mesmo método de extração para os processos do tipo A e B. A extração é realizada utilizando água a temperaturas controladas.

Após o tratamento da matéria prima, o produto recebe água quente e passa por um processo de extração de múltiplos estágios. A primeira fração de gelatina é obtida a baixas temperaturas e tem uma capacidade mais alta de gelificação. Essas soluções contêm gelatina a uma concentração aproximada de 6%. Após a primeira etapa de extração o material recebe outra vez água aquecida a temperatura elevada e é novamente extraído. Este processo é repetido até que os últimos traços de gelatina sejam retirados.

A extração pode ser feita em bateladas ou por processo contínuo. Na extração por batelada, sucessivos extratos de gelatina são obtidos pelo gradual aumento da temperatura do processo, de 50°C a 90°C. No processo contínuo, material e água quente são injetados ininterruptamente nos tanques de extração, sendo a gelatina também continuamente transformada em solução. As propriedades da gelatina são reguladas de acordo com a especificação, por meio de ajustes de temperatura e pH.

Considerando que a matéria prima já foi previamente tratada, tendo recebido uma boa limpeza, a quantidade de resíduos após a extração é muito pequena, mesmo assim a etapa seguinte é a purificação.

Variedades de gelatinas

Purificação

A solução de gelatina na saída dos tanques de cozimento tem cerca de 4 a 7% de concentração de gelatina, e pode conter impurezas físicas. Estas impurezas são removidas por filtração ou centrifugação. Diferentes tecnologias são usadas (filtros de terra diatomácea, filtros de papelão, membranas, entre outros). A pré-purificação é completada através de filtros de terra diatomácea, Atualmente, o filtro mais utilizado nesse processo é o filtro de terra diatomácea, devido a seu baixo custo operacional e por serem capazes de reter partículas extremamente pequenas e de filtros de placas de celulose, similares aos utilizados em indústrias de bebidas. A terra diatomácea é um mineral de origem fóssil, extraído em países como os Estados Unidos e o México. Dentre os vários tipos de filtro de terra diatomácea, os mais comumente encontrados são o de folhas horizontais e o de folhas verticais.

Na filtração, a solução de aproximadamente 5% de gelatina passa por filtros de alta performance que retiram todo e qualquer resíduo de gorduras ou fibras que ainda possa estar presente nesta solução.

A solução é então deionizada, para remover cátions e ânions dos sais minerais contidos na gelatina. Esta operação é geralmente feita em colunas de troca iônica, nas quais cálcio, sódio, resíduos de ácidos e outros sais presentes na solução são eliminados. Esta solução segue, então para a etapa de concentração.

Gelatinas

Concentração

O próximo passo, a concentração, leva a um conteúdo de gelatina de 30% a 50%, dependendo da viscosidade da solução. Assim, o produto fica mais viscoso, com consistência similar à do mel. Isso é realizado em evaporadores de múltiplos estágios à vácuo ou por tecnologia de membranas. Após a concentração, esta solução de viscosidade mais alta passa por novos filtros de celulose para que as partículas que ainda restarem possam ser removidas.

A seguir, o extrato concentrado de gelatina é esterilizada em um sistema UHT (138,6 C, mínimo, por 4 segundos) para garantir as propriedades bacteriológicas do produto final, passando a seguir para a etapa de resfriamento e secagem.

Equipamento de sistema UHT para esterilização

Resfriamento e secagem

Os caldos de gelatina que até então eram tratados em temperatura ambiente para manterem-se líquidos, são resfriados para então gelificar. No processo convencional, que produzia gelatina “em folhas” são utilizadas máquinas como a de Sandwick, que consiste de uma longa correia enrolada sobre dois tambores distanciados de 20 metros, tendo 80cm de largura e com dois frisos de borracha formando uma calhe.  O caldo de gelatina, mantido próximo de 40ºC é derramado sobre a superfície da correia. Esta entra pelos tambores, levando a solução para uma câmara resfriadora a 10ºC, onde se prende à correia por gelificação. Os cortadores então decompõem a massa geleificada em folhas e a depositam automaticamente sobre os filites de secagem.

Atualmente, a grande parte da gelatina comercial é vendida em forma de pó granulado, que é obtido após a geleificação da solução de gelatina. O gel de gelatina é obtido pelo resfriamento da solução. Este gel é então extrusado em um equipamento do tipo “Votator” quer transforma a massa em fios, o que facilitará a secagem. Estes fios são distribuídos uniformemente sobre a esteira de secagem. O ar usado para secagem é filtrado, lavado, desumidificado e descontaminado. Na saída do túnel de secagem, a gelatina possui um conteúdo de umidade da ordem de 10 a 13%. É quebrada e moída em partículas de tamanho uniforme.

Depois disso, a gelatina é enviada para o estoque intermediário, onde permanece até que seu uso seja determinado. Cada pacote de gelatina embalada para estoque passa por testes químicos, físicos e microbiológicos antes de ser colocado à disposição para a realização da etapa de moagem e preparação final.

 

Equipamento para secagem da gelatina

Moagem e preparação final

Esta etapa é a etapa final do processo porém é muito importante. A gelatina, após a secagem, é moída e os diferentes tamanhos do grânulo da gelatina é que vão caracterizar diferentes tipos do produto que terão diferentes aplicações para determinados clientes. Vale lembrar que a gelatina pode ser comercializada em forma de blocos, o qual não exige moagem do produto.

É muito importante que durante a moagem a temperatura do sistema não se eleve muito para não alterar as características organolépticas da gelatina. Após a moagem a gelatina é embalada em tanques, big-bags ou sacos, e fornecida para outras indústrias que irão utilizá-la das mais diversas formas, acrescentando outros ingredientes, tais como açúcar, aromas, corantes, etc.

Os controles que serão feitos na gelatina após a moagem, são controles físicos, químicos e microbiológicos. Amostras são coletadas para a verificação de pH, força de geleificação, viscosidade e coloração assim como o controle microbiológico. É muito importante que após a secagem pouca manipulação seja feita na gelatina para impedir a contaminação microbiológica. Normalmente, para a gelatina moída, são utilizados transportadores pneumáticos, diminuindo assim a manipulação.

Filtro de gelatina para fotografia

O setor de cosméticos também aproveita o produto para fazer cremes hidratantes para pele, cabelo e óleos de banho. Outro segmento que utiliza a gelatina é o de fotografia. A chamada gelatina fotográfica é usada nos revestimentos dos filmes, inclusive para uso de diagnósticos médicos.

Entre os benefícios do produto, está a redução das causas de osteoporose e artrose. Segundo especialista, a gelatina também fortalece unhas quebradiças, cabelos sem brilho e faz bem ao tecido conjuntivo, quando ele apresenta alguma deficiência.

Fontes:
UFRGS – Tecnologia de alimentos especiais

Signus Editora

Fass online – Especialidades Alemanas

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