A gelatina vem sendo usada há séculos e hoje é um dos mais versáteis ingredientes para a manufatura comercial de alimentos. Conhecida não só pela indústria, há 3000 anos atrás foi usada pelos egípcios como adesivo para móveis e em pratos sofisticados e extravagantes nos banquetes de reis e aristocratas no século XV. A primeira patente para a sua produção foi registrada na Inglaterra em 1754. Muito popular, pode ser encontrada nas prateleiras de vários lares por ser usada em diversas preparações culinárias. Natural, livre de aditivos e conservantes, segura e saudável é largamente consumida.
Existem vários agentes gelificantes e as características de seus géis formados diferem bastante entre si. A gelatina é um hidrocolóide conhecido por formar géis transparentes e de excelentes propriedades de derretimento na boca. Nenhum outro agente gelificante funde na temperatura do corpo como os géis de gelatina. Não é raro encontrarmos outros agentes gelificantes se referirem a seus géis como “gelatina vegetal”, demonstrando o reconhecimento da gelatina, um produto de origem animal, como muito popular e sem dúvida uma referência.
A gelatina é o gelificante mais conhecido e tem um vasto uso na indústria não somente alimentícia, como farmacêutica e fotográfica.
A gelatina é extraída da proteína mais abundante no reino animal: o colágeno
Obtida a partir do colágeno, por extração com água quente, a gelatina é um ingrediente natural, de fácil digestão. Sua composição é de cerca de 86% de proteína, 2% de sais minerais e 12% água. Não contem gorduras nem colesterol. Contém 18 aminoácidos diferentes, incluindo 7 dos 8 essenciais para a dieta humana. A gelatina complementa muitas proteínas alimentares, proporcionando um consumo equilibrado de aminoácidos.
O colágeno, a matéria prima para a fabricação da gelatina, é um constituinte dos ossos, cartilagens, tendões e peles de animais como bovinos e suínos, e portanto, uma proteína fibrosa presente nas estruturas de suporte nos vertebrados e invertebrados. O colágeno é a proteína mais abundante no reino animal e assim como em nosso corpo, constitui mais de 30% do total das proteínas.
O colágeno, assim como a gelatina, tem uma sequência única e distinta de aminoácidos, e contém como característica em média 14% de hidroxiprolina, 16% de prolina e 26% de glicina, sendo que o aminoácido hidroxiprolina é usado para determinar o conteúdo de colágeno ou gelatina em nos produtos finais.
Estrutura e Funcionalidade
A molécula do colágeno existe como uma tripla hélice que é constituída por 3 cadeias denominadas de cadeias alfa que podem ou não ser idênticas dependendo da fonte do colágeno. Esta estrutura formada pela conformação e posição dos aminoácidos e seus resíduos, resulta numa geometria ideal para a formação de pontes de hidrogênio entre as suas cadeias.
A gelatina consiste numa mistura de fragmentos polipeptídicos que contém como estrutura fundamental, baseada nas cadeias alfa, uma massa molecular estimada em 95.000-100.000 Daltons. A gelatina possui também cadeias denominadas de beta e gama, que são combinações da unidade básica alfa em duas ou três cadeias respectivamente. A proporção relativa de todas as suas frações e os seus peptídeos, ou constituintes de baixo peso molecular, influenciam a sua funcionalidade.
Portanto, diferenças no perfil de peso molecular podem afetar a funcionalidade da gelatina. Em termos gerais, quanto mais alta a proporção de baixo peso molecular e os peptídeos, aumenta o setting time da gelatina (o tempo para gelificar). O Bloom, ou força de gel, está relacionado com a soma de cadeias alfa e beta juntas e com peptídeos grandes. Viscosidade está diretamente relacionada com o peso molecular médio.
Gelatina tipo A e tipo B
Diferentes fontes de matéria prima podem causar diferenças no nível de processamento requerido para produzir a gelatina e também podem afetar sua funcionalidade.
No processo de fabricação a matéria prima é previamente tratada para que o colágeno se torne solúvel. Durante este tratamento, as ligações cruzadas, ou crosslinkings entre as cadeias permanecem intactos, mas algumas ligações peptídicas nas cadeias são quebradas. Portanto o condicionamento da matéria prima depende do grau de crosslinking e existem diferentes processos para os diferentes tipos de matérias primas. Portanto este pré-tratamento é o responsável pelos tipos A e B de gelatina.
As peles e ossos bovinos e suínos são as matérias primas mais usadas na fabricação de gelatina. Existem dois tipos principais de gelatina referidos como tipo A (ou ácido) e tipo B (alcalino). Esta categorização refere-se ao pré-tratamento da matéria prima, com ácido ou álcali que afeta as características da gelatina extraída. As diferenças básicas encontram-se no ponto isoelétrico obtido na gelatina, que possui comportamento anfotérico, apresentando carga positiva ou negativa dependendo do pH do sistema.
Gelatina tipo A, produzida via processo ácido, normalmente apresenta ponto isoelétrico na faixa de pH de 7,0-9,0 ao passo que as gelatinas tipo B, produzidas via processo alcalino entre pH 4,8-5,2. Misturas de gelatinas Tipo A ou tipo B ou modificações no processo podem apresentar pontos isoelétricos fora das faixas acima descritas. Em pHs abaixo do ponto isoelétrico a gelatina tem carga resultante positiva e acima negativa. Portanto, quando a gelatina é misturada com outros hidrocolóides de carga oposta o resultado pode ser a neutralização destas cargas ou separação de fases, também chamada de coacervação.
Normalmente gelatina tipo B tem maiores proporções de cadeias de alto peso molecular (oligômeros de 4 ou mais cadeias alfa) enquanto que a tipo A tem um perfil mais homogêneo de distribuição molecular contendo maiores quantidades de frações de baixo peso molecular.
Etapas do processo de fabricação
Começando do condicionamento da matéria prima até o produto final, o processo de fabricação de gelatina envolve várias etapas indo do estado líquido ao de grãos ou pó:
Podem-se citar como operações básicas: pré-tratamento, lavado, extração, purificação, concentração e secagem.
Atualmente a gelatina é fabricada através dos mais modernos processos, com linhas produtoras altamente automatizadas e também diferenciam-se pelos tipos de extração da gelatina, que se conduz na forma contínua, semi-contínua ou batch.
A indústria da gelatina pela transformação de subprodutos ricos em colágeno, tem sua parte importante na sustentabilidade do planeta.
PB Gelatins / PB Leiner é uma empresa produtora de gelatinas de renome cujas origens datam de mais de um século. PB é a sigla de Pont Brûlé, localizado em Vilvoorde, na Bélgica, onde a empresa começou suas operações em 1880. Desde 1964 PB Gelatins é uma divisão de Tessenderlo Group, um grupo internacional de empresas químicas que emprega aproximadamente 5200 pessoas em mais de 100 filiais em 21 países.
Sendo o terceiro maior produtor de gelatinas no mundo, com uma capacidade de aproximadamente 44.000 toneladas por ano divididas entre 8 fábricas no mundo inteiro, PB produz uma completa gama de gelatinas e hidrolisados ácidos e alcalinos de alta qualidade que são utilizados nas principais aplicações farmacêuticas, em saúde e nutrição, fotográficas e técnicas. Operando em fábricas com certificação ISO e HACCP, PB produz gelatinas segundo os requisitos específicos de seus clientes e ao mesmo tempo cumpre com as normas nacionais e internacionais.
Como dissolver a gelatina
Após produzida de acordo com as mais variadas especificações, a gelatina deve ser tratada adequadamente para que se obtenha seu máximo poder de gelificação.
Quando os grânulos da gelatina são imersos em água fria, eles se hidratam em partículas inchadas. Quando aquecidas elas se dispersam na água e quando esta solução é resfriada forma-se o gel que pode voltar a sua condição líquida se aquecida novamente. Para formar adequadamente os géis de gelatina, ela tem que ser devidamente hidratada.
PB Leiner/PB Gelatins fornece gelatinas em diversas faixas de tamanho de partículas que vão desde malhas grossas até pós extremamente finos. A escolha do mesh da gelatina, ou sua malha, não está somente ligada a sua aplicação mas também aos procedimentos de dissolução e equipamentos usados para esta operação.
Malhas finas como o mesh 30 são largamente utilizadas na fabricação de misturas em pó para a produção de sobremesas de gelatina e este tamanho médio de partículas se compatibiliza com os demais ingredientes da fórmula e normalmente com o açúcar refinado permitindo uma mistura homogênea e um transporte sem segregação. Já para a produção de balas de gelatina, a gelatina contendo grãos mais grossos (de malha 20 a malha 8) são a melhor escolha para a dissolução adequada sem a introdução de muitas bolhas de ar que poderiam interferir na transparência dos produtos finais.
A gelatina não forma grumos facilmente nem requer pré-misturas com outros pós para o seu uso. Simples de aplicar somente requer água ou líquidos quentes para dissolver e não necessita de ajustes de pH, sais nem faixa restrita de sólidos para gelificar, como o caso de alguns outros hidrocolóides. A gelatina em pó pode ser adicionada diretamente em água fria e deixada de “molho” para que seus grãos inchem facilitando a dissolução com líquido quente ou pode ser adicionada diretamente na água quente.
Métodos de dissolução:
Depois da sua dissolução os produtos contendo gelatina, devem ser resfriados para permitir que suas moléculas se aproximem e que a rede de gel possa ser formada, potencializando assim a sua ação gelificante. É necessário um tempo para que se atinja o gel desejado, sendo o ponto no qual a gelatina começa a formar o gel, o seu ponto de setting. Então a gelatina, confere ao liquido a textura de gel, modificando a sua viscosidade.
A gelatina é solúvel em glicerina e propilenoglicol, mas é insolúvel em vários outros solventes.
A força de gel da gelatina é expressa em (gramas) Bloom. Os produtos comerciais podem variar desde baixo Bloom (<150), médio (150-220) até alto Bloom (>220Bloom).
O Bloom da gelatina irá determinar a concentração necessária para que a dureza de gel desejada sejam atingidas: quanto mais alta a força do gel, menor a concentração necessária de gelatina para a formação deste gel.
Em geral,
• quanto mais alta for a força Bloom da gelatina utilizada, mais duro será o produto;
• quanto mais alta for a dose de gelatina, mais duro será o produto.
A gelatina é um agente gelificante que necessita de um tempo para a formar o gel, sendo considerada um produto de lento setting (veja Figura 1) já que a sua máxima forca de gel é atingida somente depois de 15horas. A medida do Bloom é feita após refrigeração por 16-18hs em banho termostático estritamente controlado a 10˚C e com agitação.
FIGURA 1
Não existe uma correlação linear entre a dosagem de gelatina requerida para obter uma dada força no produto final e o Bloom aplicado, mas existe uma equação que se usa para se intercambiar entre um Bloom e outro. Levando-se em consideração a concentração usada, estima-se com o novo Bloom a concentração procurada.
Forças de gel similares no produto final podem, por exemplo, ser obtidas usando-se diferentes níveis de uso de uma gelatina com Bloom diferentes. Na figura X encontra-se uma tabela de conversão para os diferentes Blooms da gelatina. Para substituir 100 partes de uma gelatina 200Bloom será necessário 87 partes se a gelatina for de Bloom 250.
TABELA DE CONVERSÃO DE BLOOM (AOAC) - % DE GELATINA PARA UM DETERMINADO BLOOM
As seguintes dosagens de gelatina resultam em forças de gel similares:
4,3% de 250 Bloom = 5,6% de 150Bloom e 6,9% de 100 Bloom.
Portanto, a força de gel final é em grande parte influenciada pela dosagem da gelatina (Veja Figura 2), mas também pela temperatura (veja Figura 3).
FIGURA 2
FIGURA 3
Formação do gel e Termorreversibilidade
A estrutura das moléculas de gelatina e a composição dos seus aminoácidos permitem a formação de géis em uma forma única. Zonas de junções se formam entre as moléculas imobilizando a água dentro da estrutura de tripla hélice, formando a rede de gel.
Quando a gelatina gelifica, as suas moléculas tendem a voltar para a estrutura do colágeno nativo. Nos estágios iniciais da gelificação, os sítios do aminoácido hidroxiprolina e prolina formam estas junções. É a alta proporção destes aminoácidos na gelatina que a diferencia de outras proteínas e a proporção deste sítios que afeta a força máxima do gel.
Os géis de gelatina são claros e brilhantes, elásticos e de textura mastigável. Os géis se formam sob resfriamento e são termorreversíveis. Fundem normalmente de 30 a 35C e por isto fornece a tão inigualável fusão na boca, o que faz da gelatina um ingrediente que facilita a liberação de aromas. Isto também faz com que o reprocesso seja simples.
O ponto de fusão dos géis de gelatina estão relacionados ao valor de Bloom. Gelatinas de alto Bloom são mais estáveis, mesmo quando em mais baixa concentração para obter a mesma forca de gel de um Bloom mais baixo.
Os géis de gelatina tem o caráter termorreversível com uma temperatura de gelificação sempre ao redor de 5˚C mais baixa que o seu ponto de fusão.
Fatores que afetam a gelificação e força dos géis de gelatina
Existem muitos fatores que afetam a taxa na qual a gelificação ocorre e também como o gel atinge sua força máxima. Estes podem relacionar-se com as características moleculares da gelatina, a natureza da solução e as condições as quais é submetida. Podem-se citar alguns destes fatores como:
Não é recomendada a fervura das soluções de gelatina, pois sendo uma proteína, pode sofrer a perda de suas propriedades gelificantes, o que se intensifica na presença de ácidos e longa exposição a altas temperaturas, provocando a hidrólise de suas cadeias peptídicas e portanto a sua degradação.
Propriedades multifuncionais e características
Como todo agente gelificante a gelatina é usada para dar estrutura e forma, resultando em diversas texturas dependendo da concentração usada ou aplicação, mas também fornece viscosidade e espessa, atuando como um excelente agente estabilizante que ajuda a manter as características físicas e propriedades de textura em diversos produtos alimentícios.
Portanto é um ingrediente multifuncional que dá textura e estabilidade aos produtos terminados graças às propriedades abaixo descritas:
As principais características da gelatina que fazem dela um agente gelificante tão especial estão resumidas abaixo:
Aplicações onde a gelatina é insubstituível: sobremesa e gomas de gelatina!
Algumas aplicações podem ser citadas como as mais tradicionais cujo foco principal é a formação de gel. Nelas, a gelatina é aplicada primariamente como agente gelificante, fornecendo desde texturas suaves e elásticas até produtos muito duros. Neste caso outras variáveis influenciam na textura final, incluindo sólidos totais e os tipos e proporções dos diferentes ingredientes presentes na formulação. As aplicações que imediatamente remetem a seu poder de formar géis transparentes e de textura única estão abaixo relacionadas:
Os queijos moles têm a sua textura e plasticidade melhoradas pela introdução da gelatina e, em sobremesas lácteas como flan, pudim e leite gelificado, age como gelificante e estabilizante, conferindo textura lisa e macia além de ser empregada como agente aerante em mousses e como aerante e estabilizante em marshmallows.
Gelatina: A única proteína de interesse comercial capaz de produzir géis claros e termorreversíveis a temperaturas próximas à do corpo humano.
Essas propriedades, aliadas à sua textura elástica, ao seu sabor agradável e à capacidade de se dissolver na boca, atribuem aos produtos alimentícios com gelatina suas excelentes características sensoriais.
Colocar as fotos de sobremesas 1 e 2 (aqui ou no meio do texto) e foto de gomas de gelatina
CRYOGEL®: um agente gelificante solúvel a frio que agrega conveniência
A PB Leiner/PB Gelatins não somente introduziu a gelatina solúvel a frio no mercado, como também é o líder para esta especialidade.
O CRYOGEL® tem as mesmas características que a gelatina tradicional, o que significa que os efeitos de fusão e sensação na boca e sua textura permanecem insuperáveis. Entretanto, passa por um processo de secagem especial que lhe confere uma estrutura amorfa, o que resulta na sua solubilização a frio permitindo que forme géis depois de dissolvida.
As gelatinas solúveis a frio são comercializadas em pó bem fino, fazendo com que o processo de gelificação aconteça mais rapidamente, mas requer pré-mistura com outros pós finos para sua adequada utilização.
Uma gelatina solúvel a frio, começa a dissolver-se quando em contato com um líquido frio (água, leite, sucos de frutas, etc.). Como não há nenhuma etapa de aquecimento envolvida no preparo, CRYOGEL® irá impactar imediatamente na viscosidade, espessamento ou aprisionamento de ar no produto.
Pelo exposto, CRYOGEL® não somente é usada por sua capacidade gelificante, mas também pela habilidade de formar espumas, o que a torna muito popular para aplicação em mousses e cremes batidos.
Foto de mousse
Como se refere a um preparo a frio, a gelificação/estabilização começa mais rapidamente depois do preparo. Por causa disto, o produto final pode ser consumido antes do que seria se fosse preparado com uma gelatina tradicional, que como já descrito anteriormente, necessita de um tempo para gelificar. Ressalta-se a necessidade de refrigeração para a formação do gel na sua consistência desejada.
O CRYOGEL® pode ser aplicada em uma gama grande de produtos que atendam ao mercado de Food Service, panificação e varejo:
Benefícios do uso de CRYOGEL® nas diversas aplicações:
PB Leiner
www.gelatin.com
