Gelatine Grundlagen Produkte GELITA ---GELATINE weltweit die erste Wahl Die GELITA Gruppe produziert ein breites Sortiment verschiedener Gelatinen aus unterschiedlichen Rohstoffen: Schweineschwarten, Knochen, Rinderspalt. Unter dem Markennamen GELITA® erhalten Sie überall auf der Welt von jeder unserer Firmen Spitzenprodukte für die folgenden Bereiche: Lebensmittel Speisepulvergelatine Blattgelatine (rot/weiß) Gelatinehydrolysate Instantgelatine Photo Emulsionsgelatine Dispersionsgelatine Schutzschichtgelatine Rückgußgelatine Barytagegelatine Modifizierte Gelatine Pharma Hartkapselgelatine Weichkapselgelatine Gelatine für Blutersatzmittel Gelatine zur Tablettierung und Dragierung Pharmahydrolysat Succinylierte Gelatine Kosmetik Kollagenhydrolysat Pflanzliche Hydrolysate Natives Kollagen Elastin Proteintensid Kollagenes Proteintensid   Was ist Gelatine ? Speisegelatine ist ein natürliches Lebensmittel. Als Rohmaterial dient Haut (Schweineschwarten und Rinderspalt) und Knochen von zum menschlichen Verzehr freigegebenen Schlachttieren. Das in den Knochen und der Haut enthaltene kollagene Eiweiß ist der eigentliche Rohstoff für die Gelatineherstellung. Natives Kollagen gehört zu den Skleroproteinen, deren Grundbaustein eine Polypeptidkette aus ca. 1.050 Aminosäuren ist. Drei dieser Ketten lagern sich zu einer Triplehelix zusammen. Durch Zusammenlagerung vieler Tripelhelices entstehen Kollagenfibrillen, die durch Quervernetzung stabilisiert werden und ein dreidimensionales Netzwerk bilden. Bedingt durch diese vernetzte dreidimensionale Struktur ist Kollagen nicht löslich und wird durch mehr oder weniger starke partielle Hydrolyse in lösliche Form als Gelatine oder Gelatinehydrolysat gebracht. Das Aminosäurespektrum von Kollagen und damit auch von Gelatine besteht zu einem Drittel aus Glycin und zu weiteren 22% aus Prolin und Hydroxyprolin; die restlichen 45% entfallen auf 17 weitere Aminosäuren. Auffallend ist der hohe Gehalt an sauren und basischen Aminosäuren. Von den sauren Aminosäuren (Glutaminsäure und Asparaginsäure) liegen ca. 1/3 in der amidierten Form als Glutamin und Asparagin vor. Cystein fehlt völlig; von den schwefelhaltigen Aminosäuren ist lediglich Methionin in geringem Anteil vertreten. Handelsübliche Speisegelatinen setzen sich folgendermaßen zusammen : 84 – 90 % Eiweiß 8 – 12 % Wasser 2 – 4 % Mineralsalze Sie enthalten weder Fett und Kohlehydrate, noch Purine und Cholesterin und sind außerdem frei von Konservierungsmitteln. Alle Speisegelatinen sind bakteriologisch völlig einwandfrei. Rohstoffe Gelatine der GELITA Gruppe wird aus ausgewählten kollagenhaltigen Rohstoffen gewonnen. Dies sind Schwarten vom Schwein, Spalt vom Rind oder Kalb sowie deren Knochen, ausschließlich von Tieren, die veterinärärztlich begutachtet und zum menschlichen Verzehr freigegeben wurden. Rohstoff Schweineschwarte Zulieferbetriebe für Schweineschwarten sind Zerlegebetriebe oder Fleischwarenfabriken. Dort werden die Schwarten von darunterliegenden Fettgeweben abgetrennt und je nach Entfernung frisch, gekühlt oder tiefgefroren zu unseren Gelatinefabriken transportiert. Wenn nötig, werden sie in eigenen Kühlhäusern bis zur Weiterverarbeitung zwischengelagert. Rohstoff Rinderspalt Die Mittelschicht der Rinderhaut ist ein weiterer wichtiger Rohstoff zur Gelatine-Herstellung. Die gekühlte oder gesalzene Haut geht nach dem Schlachten an Häute verarbeitende Betriebe. Dort werden die intensiv gewaschenen Häute mit Kalkmilch oder anderen Laugen behandelt und enthaart. Danach erfolgt die Aufteilung in drei Schichten: Die Fleischseite, das sogenannte Unterhautgewebe, wird entfernt. Die Oberhaut wird anschließend abgeschnitten und später zu Leder verarbeitet. Nur die nun verbleibende Mittelschicht, der Rinderspalt, eignet sich zur Gelatineherstellung. Vor dem Transport zur Gelatinefabrik wird wiederum eine Konservierung durchgeführt, die entweder aus der Zugabe von Kalk oder von Salz besteht. So beginnen die ersten Verarbeitungsprozesse in der Gelatinefabrik mit intensiven Waschverfahren und dem Schneiden des Rinderspalts auf Handgröße. Rohstoff Knochen Dieses Rohmaterial ist in erster Linie zur Produktion von Photo- und Pharmagelatine bestimmt. Der Rohstoff kommt direkt aus dem Schlachthof, Zerlegebetrieb oder der Fleischwarenfabrik. Ein komplizierter Aufbereitungsprozeß, der mit dem Zerkleinern auf Würfelzuckergröße beginnt, nimmt seinen Anfang. Danach werden in einem Kombinationsverfahren durch Wasser, Hitze und Bewegung das Fett und anhaftende Fleischteile entfernt. Dieser Knochenschrot wird getrocknet und nach verschiedenen Korngrößen sortiert. Nach Entmineralisierung des Knochenschrotes erhält man das sogenannte Ossein, den eigentlichen Rohstoff zur Gelatineherstellung. Auflösen von Gelatine Das richtige Auflösen von Pulvergelatine Ob es um die Produktion von Gummibärchen oder Kapseln, Fruchtjoghurts oder Photopapier, Sülzen oder Blutersatzmitteln geht, das richtige Auflösen der Gelatine ist immer ein entscheidender Faktor für die Herstellung dieser Produkte. 1. Allgemeine Hinweise Die Zubereitung von Gelatinelösungen beginnt in der Regel mit der sogenannten Quellung. Hierbei wird die Eigenschaft der Gelatine genutzt, das Fünf- bis Zehnfache ihres Gewichtes an kaltem Wasser aufnehmen zu können. Die Zeit, die benötigt wird, um diese Wassermenge aufzunehmen, hängt von der Körnung der Pulvergelatine ab: Feinkörnige Mahlungen (0,1 - 0,3 mm) quellen in wenigen Minuten auf. Mittelfeine Mahlungen (0,3 - 0,8 mm) quellen in etwa 10 Minuten auf. Grobe Mahlungen (über 2,0 mm) benötigen eine Stunde und mehr bis zum vollständigen Durchquellen. Auf Quellverhalten und Quelldauer haben neben der Körnung noch die Zugaben zum Wasser einen gewissen Einfluß: In säurehaltigen wässrigen Lösungen (z.B. Zitronensäure, Weinsäure, Essigsäure) quillt Gelatine schneller auf als in reinem Wasser. Stark zucker- und salzhaltige Lösungen dagegen verzögern die Quellung. Beim anschließenden Auflöseprozeß ist zu bedenken, daß sich die Eigenschaften von Gelatine unter Hitze- und Säureeinwirkung verändern. Dies macht sich durch ein Absinken der Viskosität, einem Verlust an Gelierkraft sowie einer Verstärkung der Farbe bemerkbar. Das Ausmaß dieser Veränderungen ist eine Funktion aus Temperatur, Säurekonzentration und Zeit. Mit anderen Worten, Gelatine verliert sowohl durch Hitze- als auch durch Säureeinwirkung, je nach Einwirkzeit, mehr und mehr an Qualität. Daher ist es wichtig zu wissen, daß sich gut gequollene Gelatine leicht und vollständig bereits bei Temperaturen zwischen 50 und 60°C auflöst. In diesem Temperaturbereich können Gelatinelösungen, ohne größere Gelierkraftverluste, selbst mehrere Stunden aufbewahrt werden. So ist beispielsweise nach 2 Stunden bei 60°C noch 95% der Gelierkraft der Ausgangsgelatine erhalten. Eine Erwärmung auf höhere Temperaturen zwischen 80°C und 100°C kann ohne größere Gelierkraftverluste erfolgen, wenn die Einwirkzeit dieser Temperaturen nur wenige Minuten beträgt. Temperaturen von über 100°C, wie sie im Autoklaven oder in hochprozentigen Zuckerlösungen erreicht werden, sind wenn möglich, zu vermeiden, da selbst bei kurzen Einwirkzeiten die Gelierkraftverluste sehr hoch sein können. Zu noch stärkeren Qualitätsverschlechterungen kommt es, wenn unter hohen Temperaturen die pH-Werte der heißen Gelatinelösungen im stark sauren bzw. alkalischen Bereich liegen. Aus diesem Grund sollte der Zeitpunkt der Säure- bzw. Laugenzugabe so gewählt werden, daß die Gelatine bereits gelöst und die Standzeit der Lösung fast beendet ist. Noch besser ist es, wenn die Zugabe der Säure bzw. Lauge in den Gesamtansatz erst kurz vor Fertigstellung des Endproduktes erfolgt. 2. Praktische Hinweise zum Auflösen von Gelatine Je nach Herstelltechnologie kann es notwendig sein, die Gelatine als niedrig- oder höherprozentige Lösung zuzugeben. Herstellung von hochkonzentrierten Gelatinelösungen Höherprozentige 20-40%ige Gelatinelösungen können ohne Probleme nur nach einem Verfahren und unter Berücksichtigung der nachfolgenden Hinweise hergestellt werden. Da insgesamt weniger Wasser zur Verfügung steht, muß die gesamte möglichst grobkörnige Gelatine schnell und auf einmal in das kalte Wasser eingerührt und sofort kräftig umgerührt werden, bis alle Gelatinekörner ausreichend benetzt sind. Sobald kein freies Wasser mehr zur Verfügung steht, sollte der Rührvorgang beendet werden, damit nicht zu viele Luftblasen in den Ansatz gerührt werden. Die Gelatine muß anschließend so lange zugedeckt stehen, bis alle Gelatinekörner durchgequollen sind. Feinkörnige Gelatine kann zur Herstellung höherkonzentrierter Lösungen nicht verwendet werden, da sie zu schnell Wasser aufsaugt und für die am Ende eingerührte Gelatine dann nicht mehr ausreichend Wasser zur Verfügung steht. Dies kann zur Bildung schwerlöslicher Verklumpungen führen. Zum Lösen wird die Gelatine erwärmt. Um auch hier das Einarbeiten von Luft zu verhindern, sollte zu Beginn nicht umgerührt werden, sondern erst, wenn ein Großteil der Gelatine bereits gelöst ist. Sollte doch einmal zu viel Luft eingearbeitet worden sein, kann die Lösung durch längeres Stehenlassen bei Temperaturen von maximal 60°C entgast werden, ohne daß zu große Qualitätsverluste in Kauf genommen werden müssen. Herstellung von niedrigkonzentrierten Gelatinelösungen Gelatinelösungen mit einer Konzentration bis zu maximal 15% können selbstverständlich auch nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Da bei niedrigen Konzentrationen eine größere Menge freien Wassers zur Verfügung steht, kann der Löseprozeß jedoch auch verkürzt werden. Dafür kommen zwei Verfahren in Frage: Die Hälfte der benötigten Wassermenge wird kalt vorgelegt und die gesamte Gelatinemenge darin ausreichend lange gequollen. Unter Rühren wird die andere Hälfte des Wassers fast kochend zugegeben. Bei diesem Verfahren kann die Gelatine innerhalb weniger Minuten, ohne zusätzliche Erwärmung in einem Lösebehälter gelöst werden. Die Pulvergelatine wird langsam unter stetigem kräftigem Rühren in Wasser von 80 - 90°C eingerührt und so lange weitergerührt, bis sie vollkommen gelöst ist. Dabei muß die Bildung von Klumpen unbedingt vermieden werden. Diese Klumpen können durch zu schnelle Zugabe des Gelatinepulvers oder zu langsames Rühren während der Einarbeitung entstehen. Sie bestehen aus trockenen, zusammengeklebten Gelatinekörnern, die sich ohne mechanisches Zerkleinern nur sehr schwer wieder auflösen lassen. Diese Methode hat den Vorteil, daß Gelatine innerhalb weniger Minuten gelöst werden kann, da der Quellvorgang entfällt. Allerdings sind die dabei entstehenden Lösungen sehr heiß und müssen möglichst schnell auf Temperaturen von mindestens 60°C heruntergekühlt werden, um Qualitätsverluste zu vermeiden. Funktionelle Eigenschaften von Gelatine Das physikalisch-chemische Verhalten von Gelatine wird zum einen durch die Aminosäurensequenz der Moleküle und die daraus resultierende räumliche Struktur, zum anderen durch die Milieubedingungen wie pH-Wert, Ionenstärke und Wechselwirkungen mit anderen Molekülen bestimmt. Aus praktischen Erfahrungen sind viele Problemstellungen bekannt, die mit Gelatine gelöst werden können. Bildung von gummiartigen, thermoreversiblen Gelen Einstellung der Fließeigenschaft von Emulsionen Verhinderung der Koaleszenz und Aufrahmung von dispergierten Öl- und Fettpartikeln in unterschiedlichen Emulsionssystemen Verhinderung der Phasentrennung in gefrierkonservierten oder sterilisierten Emulsionen Verhinderung der Rekristalisation Bildung von Filmen und “berzügen Einbettung von Luft in Emulsionen und Cremes Verhinderung der Synärese Konsistenzgebung und Texturgebung bei kalorienreduzierten Produkten Erhöhung der Fettbindung in Fleischemulsionen und Pasteten Senkung des Kochverlustes von Wurstbrät Erhöhung der Wasseraufnahme von Fleischemulsionen Verbesserung des Aufschlags und des Abschmelzverhaltens von Eiskrem Bindung bei Komprimaten und Tabletten Hieraus wird deutlich, daß im Mittelpunkt dieser Effekte die Texturgebung, die Gelbildung, die Wasserbindung und die Oberflächeneffekte wie Emulsions- und Schaumbildung stehen. Daraus lassen sich die für Gelatine typischen funktionellen Eigenschaften ableiten: Gelbildung Wasserbindung Texturbildung Verdickung Emulsionsbildung und -stabilisierung Schaumbildung und -stabilisierung Filmbildung Adhäsion / Kohäsion Schutzkolloid Es ist zu beachten, daß die technologische Nutzung dieser Eigenschaften nur dann optimal möglich ist, wenn bestimmte Rahmenbedingungen wie z.B. Temperatur, Salzgehalt und der pH-Wert beachtet werden.

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