Đồ án môn học GVHD:T.S Trần Thò Bích Lam
I. Gelatin da cá [1, 4, 5, 6, 9]
1. Gelatin
1.1 Giới thiệu chung
Gelatin là sản phẩm thu được từ collagen. Sản phẩm gelatin thương mại đầu
tiên xuất hiện ở Hà Lan vào khoảng năm 1685, sau đó xuất hiện ở Anh vào khoảng
năm 1700. Cuối thế kỷ 19, ngành công nghiệp sản xuất gelatin xuất hiện, làm tăng
thêm ứng dụng và ổn đònh tính chất sản phẩm. Năm 1850, công nghiệp sản xuất
gelatin xuất hiện tại Mỹ. Nguồn nguyên liệu chính lúc này là da chưa thuộc và
xương. Đến năm 1930, ngành sản xuất này phát triển mạnh mẽ khi da heo được
xem như một nguồn nguyên liệu.
Trong công nghiệp thực phẩm, gelatin là một trong những loại keo ưa nước
hoặc hợp chất cao phân tử tan được trong nước có thể sử dụng như tác nhân tạo gel,
tạo độ đặc hoặc tác nhân ổn đònh cấu trúc. Gelatin khác với các loại keo khác ở
chỗ trong khi hầu hết các loại keo khác là polysaccharide (như carrageenan, pectin,
agar,…) thì gelatin lại là một loại protein chứa tất cả các acid amin thiết yếu ngoại
trừ tryptophane. Hiện nay, lượng gelatin được sản xuất hàng năm trên thế giới ước
tính khoảng 2000 tấn và lượng gelatin sử dụng trong thực phẩm mỗi năm tăng
khoảng 3%, chủ yếu trong sản xuất bánh kẹo và thực phẩm năng lượng thấp.
1.2 Đònh nghóa
Gelatin là polypeptit cao phân tử thu nhận từ collagen - thành phần protein
chủ yếu của mô liên kết động vật - bao gồm xương, da và gân. Tên “gelatin” được
sử dụng phổ biến từ khoảng năm 1700 có nguồn gốc từ chữ Latin “gelatus”. Thuật
ngữ gelatin mặc dù đôi khi được dùng để đề cập đến các tác nhân tạo gel nói chung
nhưng lại riêng dùng để nói đến vật liệu protein tạo ra từ collagen đã bò thoái hoá
do nhiệt.
1
SVTH:Trần Lưỡng Đại
Đồ án môn học GVHD:T.S Trần Thò Bích Lam
1.3 Cấu tạo
Cấu trúc phân tử gelatin gồm có 18 amino acid khác nhau liên kết với nhau

Phenylalanine
Trytophane
Serine
Threonine
Tyrosine
Proline
Hydroxyproline
Methionine
Cysteine
Cystine
Lysine
26 – 31
8 – 11
2,6 – 3,4
3,0 – 3,5
1,4 – 2
2 – 3
-
2,9 – 4,2
2,2 – 4,4
0,2 – 1
15 – 18
13 – 15
0,7 – 1
-
vết
4 – 5
3
SVTH:Trần Lưỡng Đại
Đồ án môn học GVHD:T.S Trần Thò Bích Lam

gelatin từ da và xương gia súc.
1.5.3 Phân loại dựa theo cấu trúc phân tử
Có 3 loại:
- Gelatin thuỷ phân: là gelatin mất khả năng tạo gel khi bò thủy phân thành
các polypeptit mạch ngắn. Các sản phẩm thủy phân này được tạo ra bằng
cách sử dụng enzym thực hiện quá trình thủy phân, sau đó tiệt trùng, cô
đặc và cuối cùng là sấy phun. Không giống như các protein khác, các sản
phẩm thủy phân từ gelatin không có vò đắng nên có thể sử dụng cho nhiều
sản phẩm thực phẩm: chất tạo cấu trúc cho các sản phẩm sữa, chất tạo nhũ
trong công nghệ chế biến các sản phẩm từ thòt, là nguồn protein trong thực
phẩm ăn kiêng, chất mang trong quá trình tạo hạt mà không làm biến đổi
các tính chất vật lí, hóa học của hạt, chất tạo bọt…
- Gelatin ester hoá: gelatin ester hoá bởi các acid béo, giúp cải thiện khả
năng tạo nhũ, mở rộng chức năng sinh học của acid béo (một số acid béo
không thể bổ sung trực tiếp vào thực phẩm do mùi vò kém, dễ bò oxy hoá,
không tan trong nước… Quá trình ester hoá gelatin giúp bổ sung acid béo
vào thực phẩm).
- Gelatin tan trong nước lạnh (gelatin sử dụng liền – instant gelatins): đây là
loại gelatin khi sấy không qua pha tạo gel, có cấu trúc vô đònh hình, không
tạo tinh thể. Cấu trúc vô đònh hình của gelatin loại này cho phép nó trương
nở rất nhanh và rất mạnh. Mạng phân tử ba chiều của nó liên kết lỏng lẻo,
sự sắp xếp của các phân tử là hoàn toàn ngẫu nhiên, lực liên kết giữa các
phân tử cũng như lực liên kết nội phân tử rất yếu nên nước có thể dễ dàng
xâm nhập vào cấu trúc phân tử với một lượng lớn nhất có thể và tạo thành
cấu trúc tương tự gel. Loại gelatin này hút ẩm mạnh và khó tạo gel khi
nồng độ thấp.
5
SVTH:Trần Lưỡng Đại
Đồ án môn học GVHD:T.S Trần Thò Bích Lam
1.6 Tính chất

6
SVTH:Trần Lưỡng Đại
Đồ án môn học GVHD:T.S Trần Thò Bích Lam
Isoleucine 1,1 1,2
Leucine 2,0 2,1
Phenylalanine 1,2 1,2
Lysine 2,7 2,5
1.6.1 Độ nhớt và khả năng tạo gel
Độ nhớt và khả năng tạo gel của gelatin phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Ở
nhiệt độ < 20
0
C, dù hàm lượng gelatin rất thấp vẫn có khả năng tạo gel. Ở nhiệt độ
trong khoảng 20 ÷ 30
0
C, dung dòch gelatin vừa tồn tại dạng gel, vừa dạng dòch nhớt,
vừa dòch lỏng, phụ thuộc nhiệt độ và hàm lượng gelatin. Ở nhiệt độ > 35
0
C, phân tử
gelatin rời rạc. Dù hàm lượng gelatin cao chúng vẫn không liên kết với nhau,
không tạo gel bền mà chỉ tăng độ nhớt.
Khả năng tạo gel là một trong những tính chất chức năng quan trọng nhất của
gelatin, là một trong những yếu tố quan trọng để đánh giá chất lượng gelatin. Độ
bền của gel khi đông được đặc trưng bởi độ Bloom. Theo đònh nghóa, độ bloom là
khối lượng tính bằng gam cần thiết tác dụng lên bề mặt gel tạo bởi ống có đường
kính 13 mm để khối gel lún xuống 4mm. Khối gel có hàm lượng gelatin là 6,67%;
được giữ ổn đònh ở 10
0
C trong 16 ÷ 18h. Gelatin trên thò trường có độ Bloom trong
khoảng 50 ÷ 300 Bloom (gam).
1.6.2 Khối lượng phân tử và sự phân bố khối lượng phân tử

lần thể tích của bản thân nó. Khi được gia nhiệt đến nhiệt độ cao hơn điểm tan
chảy, gelatin đã trương nở hòa tan và tạo thành gel khi được làm nguội. Quá trình
chuyển đổi giữa dạng dung dòch và dạng gel có tính thuận nghòch. Tính chất này
được lợi dụng trong nhiều quá trình chế biến thực phẩm.
Ngoài ra, gel của gelatin bắt đầu tan chảy ở 27-34
0
C và có khuynh hướng tan
trong miệng. Tính chất này đươc ứng dụng nhiều trong thực phẩm. Cơ chế cơ bản
của sự tạo gel là sự thay đổi ngẫu nhiên của dạng xoắn ốc. Iminoacid của các chuỗi
polypeptit khác nhau tạo một hình thể xoắn ốc khi làm nguội và các vòng xoắn này
được ổn đònh nhờ các cầu hydro, tạo gel ba chiều. Sự tạo gel của gelatin được xem
như sự tái tạo một phần collagen và phần đã được tái tạo này hoạt động như một
đoạn chức năng của gel.
1.7 Ứng dụng
1.7.1 Trong công nghiệp thực phẩm
Gelatin chủ yếu được dùng làm phụ gia tạo gel, tạo ra dạng gel mềm dẻo,
trong suốt, nghòch đảo nhiệt khi làm nguội dưới 35
0
C. Gelatin tan trong nước, tạo ra
cảm giác sản phẩm tan trong miệng.
8
SVTH:Trần Lưỡng Đại
Đồ án môn học GVHD:T.S Trần Thò Bích Lam
Do gelatin khi tan trong miệng tạo cảm giác đầy miệng nên được sử dụng làm
chất thay thế chất béo. Gelatin thiếu tryptophane, ít methionine, nhiều lysine nhưng
khi phối hợp với các nguồn cung cấp protein khác cũng thành nguồn cung cấp
protein tốt. Gelatin không chứa chất béo, đường, purine hay cholesterol, cung cấp ít
năng lượng (3,5 kcal/g) nên được dùng làm thực phẩm cho người ăn kiêng.
Trong CNSX kem: gelatin giúp tạo cấu trúc mềm mại cho sản phẩm, ngăn
cản quá trình tách lỏng khi làm lạnh đông kem. Sử dụng kết hợp với các chất ổn

nhiệt và chuyển thành dạng gel khi làm nguội, sau khi chiết hết nước hình
thành một trạng thái bền.
- Thể tích trương nở của gelatin bảo đảm cho các phản ứng hóa học diễn ra
trong suốt quá trình tráng phim.
1.8 Quy đònh sử dụng
Do gelatin là môi trường lý tưởng cho vi sinh vật phát triển nên yêu cầu vệ
sinh nghiêm ngặt trong quy trình sản xuất để tránh việc lây nhiễm.
Theo quy đònh về an toàn thực phẩm, quy trình sản xuất gelatin dùng trong
thực phẩm phải được kiểm soát chặt chẽ bởi HACCP, yêu cầu độ tinh sạch cao,
đảm bảo chất lượng an toàn vật lý, hoá học, vi sinh.
Gelatin được dùng như thực phẩm, không có giới hạn sử dụng vì các lý do:
- Nguyên liệu sản xuất gelatin có nguồn gốc từ động vật phải được bác sỹ
thú y kiểm tra và đảm bảo.
- Nguồn gốc của các nguyên liệu thô phải được đảm bảo theo tiêu chuẩn
ISO 9000.
- Quy trình sản xuất gelatin phải được đảm bảo vệ sinh, độ tinh sạch cao.
Tổ chức sức khoẻ thế giới WHO kết luận gelatin là an toàn cho sức khoẻ
1.9 Tiêu chuẩn sản phẩm
Tiêu chuẩn gelatin ứng dụng trong các ngành
1.9.1 Gelatin ứng dụng trong thực phẩm
Bảng 1.4. Tiêu chuẩn gelatin ứng dụng trong thực phẩm.
Độ bền gel (6,67%)
Thông số
100-1
20
bloom
120-14
0
bloom
150-170

Hàm lượng kim loại
nặng (mg/kg)≤
20 20 20 20 20 20 20
Tổng lượng vi
khuẩn (plece/g) ≤
1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
Colibacillus 0 0 0 0 0 0 0
Salmonella 0 0 0 0 0 0 0
11
SVTH:Trần Lưỡng Đại
Đồ án môn học GVHD:T.S Trần Thò Bích Lam
1.9.2 Gelatin ứng dụng trong dược phẩm
Bảng 1.5. Tiêu chuẩn gelatin ứng dụng trong dược phẩm.
Độ bền gel (6,67%)
Thông số
150-170
Bloom
170-190
Bloom
190-210
Bloom
210-230
Bloom
230-250
Bloom
Độ nhớt (mps/6,67%) ≥ 40 46 48 48 48
Độ nhớt Engler (E/15%)≥ 9 11 12 15 15
Độ trong (mm) 200 200 200 350 350
Hàm lượng tro (%) ≤ 2 2 2 2 1
Ẩm (%) ≤ 14 14 14 12 12

Bloom
310-33
0
Bloom
340-36
0
Bloom
Độ nhớt (mps/12,5%) ≥ 80 100 110 120 130
Độ nhớt Engler (E/15%)≥ 4 5 6 7 8
Hàm lượng tro (%)≤ 3 3 3 3 3
Ẩm (%)≤ 16 16 16 16 16
pH 5-7 5-7 5-7 5-7 5-7
Tiêu chuẩn của gelatin theo phương pháp trích ly
13
SVTH:Trần Lưỡng Đại
Đồ án môn học GVHD:T.S Trần Thò Bích Lam
1.1. Gelatin loại A (trích ly theo phương pháp acid)
Bảng 1.7. Tiêu chuẩn gelatin loại A.
Tiêu chuẩn Type A
Độ ẩm (%) 10,5 ± 1,5
Chất béo (%) 0
Carbohydrates (%) 0
Tro (%) 0,5 ± 0,4
Sodium (ppm) 500 ± 200
Phosphorous (ppm) 1 ± 0,8
Sắt (ppm) 4 ± 2
Chì (ppm) 0,002 ± 0,002
Kẽm (ppm) 1,5 ± 0,5
Nitrogen (%) 16,2 ± 0,3
Calcium (ppm) 90 ± 30

Độ nhớt (mps) 20 - 75
Hàm lượng tro 0,5 – 2,0
2. Nguyên liệu da cá sản xuất Gelatin
2.1 Cá tra
Họ cá tra có tên khoa học là Pangasiidae phân bố tương đối rộng ở khu vực
Tây Nam Á. Cá tra được biết đến là loài cá ăn tạp. Trong tự nhiên, cá tra ăn được
mùn bã hữu cơ, rễ cây thủy sinh, rau quả, các loài cá tạp nhỏ, tôm tép, cua, và các
loại côn trùng có sẵn trong môi trường sống.
15
SVTH:Trần Lưỡng Đại
Đồ án môn học GVHD:T.S Trần Thò Bích Lam
Pangasius taeniurus (Cá bông lau)
Pangasius hypophthalmus
(Cá tra)
Pangasius bocourti
(Cá ba sa)
Pangasius macronema
(Cá sát sọc)
Pangasius larnaudii
(Cá vồ đém)
Pangasius nasutus
(Cá sát bầu)
Pangasius sutchi
(Cá tra nghệ)
Hình 1.3 Hình ảnh một số loài trong giống cá Tra ở Việt Nam.
Ở nước ta hiện nay, cá Tra đang được coi là loại cá nuôi có năng suất cao nhất
trong nghề nuôi trồng thủy sản, năng suất trung bình khoảng 30 – 45 tấn/ha.
2.2 Da cá
Nguyên liệu để trích ly gelatin trong bài nghiên cứu này là da cá. Da cá chủ
yếu thu nhận dưới dạng phế phẩm trong quy trình chế biến fillet cá.

Kiểm tra vi sinh
Làm sạch
Cấp đông
Đóng gói,
bảo quản
Sản
phẩm
Da
Fillet
Sấy khô
Nghiền
Sản
phẩm
Mỡ cá
Phần rắn
Phụ
phẩm
Sơ chế và làm sạch
Nấu
Đầu xương,
thòt vụn, mỡ dư
Mỡ cá
Phụ
phẩ
Đồ án môn học GVHD:T.S Trần Thò Bích Lam
là 39,31%, còn lại 60,69% là phụ phẩm, trong đó nguyên liệu dùng để sản xuất
gelatin là da cá chiếm khoảng 5 – 6%. Nếu so với sản lượng cá hàng năm thì số
lượng phụ phẩm hàng năm thải ra là một con số vô cùng lớn.
Bảng 1.9. Tổng sản lượng cá hàng năm.
Năm Tổng sản lượng (tấn)

ảnh hưởng rất lớn đến qui trình sản xuất và phẩm chất của gelatin.
 Albumin
Hòa tan trong nước, trong dung dòch muối loãng, acid loãng và kiềm loãng,
kết tủa trong dung dòch (NH
4
)
2
SO
4
bảo hòa, khi đun nóng dễ đông vón lại. Trong
khâu ngâm nước nguyên liệu, đại bộ phận có thể khử đi.
 Globultin
Không tan trong nước mà tan trong dung dòch muối trung tính (8% - 18%
NaCl) tan trong dung dòch acid loãng và kiềm loãng. Lúc đun nóng dễ đông đặc
hơn albumin.
 Mucin và mucoid
Là một trong những thành phần cấu tạo thành niêm dòch. Chúng đều hòa tan
trong dung dòch kiềm loãng. Giữa hai chất này rất khó phân biệt, nói chung trong
dung dòch loãng, khi cho acid vào thì mucin kết tủa tách ra, còn mucoid không kết
tủa. Trong nước chúng đều nở ra và hòa tan trong dung dòch muối loãng, nhưng
không tan trong muối bão hòa.
 Keratin
Là thành phần cấu tạo chất sừng, trong lớp sừng của động vật chủ yếu là
thành phần này. Thành phần hóa học của keratin không giống nhau.
Trong mạch phân tử của keratin ngoài liên kết muối và liên kết hydrogen ra
còn có liên kết disulfit. Vì sự kết hợp giữa mạch và mạch tương đối vững chắc
khiến cho keratin đối với các nhân tố đều tương đối ổn đònh.
Đối với acid nó tương đối ổn đònh là vì liên kết disulfit của nó không bò acid
thủy phân. Keratin có thể bò phá hủy trong môi trường kiềm tại liên kết disulfit của
nó.