تولید ژلاتین ماهی

[rezakhgh]

سلام دوستان
کسانی که با رشته های شیمی، بیوتکنولوژی، دامپروری، صنایع غذایی و از این قبیل سرکاری داشته اند حتما می دونند که ژلاتین یکی از مواد بسیار پرکاربرد در صنایع مختلف در کشوره، و فعلا بخش عمده ی اون از خارج وارد میشه، که محدودیت داره، هم از لحاظ اقتصادی و هم شرعی، چون بخش عمده تولید ژلاتین در جهان از خوکه و ژلاتین گاوی گرون تره، اما طبق تحقیقات صورت گرفته مواد لازم برای تولید ژلاتین در ماهی هم پیدا میشه، که تماما می تونه از ضایعات و دور ریز شیلات تولید بشه، در حال حاضر حدود ۴۰ درصد تولید شیلات در کشورضایعات شیلاته، بنابر این تولید این ژلاتین باید مقرون به صرفه باشه.
به همین خاطر از تمام کسانی که به نحوی اطلاعات یا تخصصی در این مورد دارند تقاضا میکنم اطلاع بدند.
با تشکر

[mir abbas]

میشه توضیح بدین نیاز به چه مجوزهایی داره و در کل منظورتون چه نوع ژلاتینی هست و دستگاه خاصی میخواد و چه جاهایی این محصول رو خرید دارند.
ممنون

[piki82]

(03-06-2013 07:02 PM)rezakhgh نوشته شده توسط:  سلام دوستان
کسانی که با رشته های شیمی، بیوتکنولوژی، دامپروری، صنایع غذایی و از این قبیل سرکاری داشته اند حتما می دونند که ژلاتین یکی از مواد بسیار پرکاربرد در صنایع مختلف در کشوره، و فعلا بخش عمده ی اون از خارج وارد میشه، که محدودیت داره، هم از لحاظ اقتصادی و هم شرعی، چون بخش عمده تولید ژلاتین در جهان از خوکه و ژلاتین گاوی گرون تره، اما طبق تحقیقات صورت گرفته مواد لازم برای تولید ژلاتین در ماهی هم پیدا میشه، که تماما می تونه از ضایعات و دور ریز شیلات تولید بشه، در حال حاضر حدود ۴۰ درصد تولید شیلات در کشورضایعات شیلاته، بنابر این تولید این ژلاتین باید مقرون به صرفه باشه.
به همین خاطر از تمام کسانی که به نحوی اطلاعات یا تخصصی در این مورد دارند تقاضا میکنم اطلاع بدند.
با تشکر

منظورتون از ژلاتین گاوی یا خوک دقیقا چی هست ?? مصرفش چی هست ?? من فقط اون قرصهای ژله ای مانند که از روغن ماهی هست رو میشناسم ...!

[rezakhgh]

چكيده
ژلاتين ماده پروتئيني است كه اهميت خاصي در صنايع غذايي، دارويي، صنعتي و پزشكي دارد. به ويژه در صنايع غذايي در تهيه مارمالادها، ژله ها، شيريني جات و بستني كاربرد داشته و به آساني در بدن جذب شده و حتي به هضم ساير مواد غذايي از طريق تشكيل امولسيون كمك مي نمايد. هدف از اين تحقيق، استفاده بهينه از مواد اوليه سهل الوصول و ارزان يعني مقادير فراوان ضايعات شيلات و بهينه سازي شرايط براي استخراج ژلاتين و در نتيجه كاهش واردات آن به كشور كه عمدتأ از پوست خوك و ضايعات دامي تهيه مي گردد، مي باشد. اين طرح در دو مرحله صورت پذيرفت: در مرحله اول اثر شرايط pH (در دو شرايط قليايي و اسيدي) و نوع ماده اوليه (سه ماده اوليه: كفشك ماهي، كوسه ماهي و ضايعات فيله) بر روي برخي از مهمترين خواص كمي و كيفي ژلاتين (راندمان، درجه خلوص، رنگ و رايحه) مورد بررسي قرار گرفت. در مرحله دوم طرح نيز اثر دما (در سه سطح 70 ، 75 و 80 درجه سانتيگراد و pH (در دو سطح 5/6 و 6) بر روي ميزان راندمان ژلاتين ارزيابي گرديد. لازم به ذكر است كليه مواد اوليه از تأسيسات شيلات بوشهر تهيه گرديد. نتايج مرحله اول نشان داد كه در صورت استفاده از شرايط قليايي و ضايعات فيله، مقدار ژلاتين حاصل حداكثر خواهد بود. با توجه به نتايج مرحله دوم طرح و با دماي 70 درجه سانتيگراد و pH برابر با 5/6، راندمان ژلاتين حاصل حداكثر و با بهترين كيفيت بدست خواهد آمد.

مقدمه
تاريخچه ژلاتين را حداقل با فراعنه مصر مي توان همزمان دانست، زيرا پيدا شدن تكه اي از ژلاتين در مقبره ملكه Ratschesput و كشف لوحه Rekhmara در شهر قديمي Thebes شاهد بر اين است كه مصريها از قرنها پيش ژلاتين را مي شناختند. گرچه ژلاتين از زمانهاي قديم شناخته شده و به نام چسب استخوان معروف بود، ولي براي اولين بار در سال 1681 Papin آنرا به كمك ديگ معروف خود كه پيشتاز اتوكلاوهاي امروزي بود، تهيه نمود (1).
در سال 1814 براي اولين بار از اسيد جهت نرم كردن استخوان و خارج نمودن مواد معدني آن استفاده گرديد و در سال 1888 اولين توليد صنعتي با اين روش به وسيله دانشمندي از اهالي شهر ليون فرانسه به نام Coignet انجام گرفت و از آن زمان تا كنون صنعت توليد ژلاتين روز به روز گسترش يافته است (2). تبديل ماده كلاژن محتوي بافت پيوندي (پوست و استخوان) به يك ماده تشكيل دهنده ژل و محلول كه به عنوان ماده غذايي يا چسب مصرف مي گردد، به ما قبل تاريخ بر مي گردد. تهيه ژله هاي شفاف با استفاده از سفيده تخم مرغ براي تصفيه كردن، به عنوان هنر زن خانه دار و به مدت طولاني مورد توجه بود. تا اينكه توليد صنعتي ژلاتين، آنرا به صورت غير ضروري درآورد. شگفت آور نيست كه بسياري از تحقيقات اخير بر روي خصوصيات ژلاتين به وسيله متخصصان صنعت فتوگرافي است (2).
مدتها شناخته شده بود كه ژلاتين حاصل از پوست و استخوان ماهي كه در آزمايشگاه ساخته شده بود، قدرت ژله اي شدن مانند ژلاتين هاي حاصل از پوست و استخوان پستانداران را ندارد. در مقابل، كلاژن ماهيان غضروفي، ژلاتين باقدرت ژله اي شدن بهتري دارد (20 و 21).
ژلاتين يكي از پرمصرف ترين مواد پروتيئني كلوئيدي در صنايع غذايي، دارويي، صنعتي، پزشكي و
نظامي است كه به صورت چهار نوع متفاوت، خوراكي، صنعتي، فتوگرافي و دارويي توليد مي شود. در صنايع غذايي در تهيه مارمالادها و ژله ها و شيريني جات و بستني ها بكار مي رود كه به آساني در بدن جذب شده و حتي كمك به هضم ساير مواد غذايي با تشكيل امولسيون با چربيها و پروتئينها مي نمايد.
همچنين ژلاتين به عنوان عامل تصفيه كننده در نوشيدنيها و آبميوجات بكار مي رود.
در داروسازي براي تهيه كپسولهاي دارويي و قرصها بكار مي رود.
ژلاتين نقش مهمي در توسعه سريع صنعت سينما و صنايع فتوگرافي بازي مي كند و امولسيوني از نمكهاي نقره مي سازد كه در مقابل نور بسيار حساس مي باشد.
ژلاتين در صنايع ديگر مثل نساجي و تهيه چسب و كبريت سازي و مركب چاپ و كاغذ پلي كپي و كارتن سازي و نيز در ساخت فيلتر لامپهاي جيوه اي و همچنين به عنوان شفاف كننده اجسام بكار مي رود (2 و20).
ژلاتين در مصارف تغذيه طبي به صور زير عمل مي كند:
1- در رژيم لاغري: به علت جذب دائمي آب و عدم وجود چربي و كربوهيدرات كه از نظر كالري نسبتاً ضعيف است، تجويز مي شود.
2- در رژيم بدون نمك: جايگزين شدن ژلاتين به جاي ماده پروتيدي در بيماراني كه نبايد نمك مصرف كنند، كمك شاياني به بيمار مي كند .چون اگر نمك را از غذاي روزانه حذف كنيم، باعث می گردد كه مواد ازته بيشتري مصرف گردد.
3- در رژيم دوره نقاهت: چون ژلاتين، پروتئين و مواد معدني نسبتأ زيادي كه مورد لزوم بيمار است، دارد.
4- در درمان كم خوني (آنمي): چون ژلاتين هيستيدين دارد كه به عنوان عامل بازگرداننده هموگلوبين خون (همراه با ساير مواد مانند آهن) عمل مي كند.
5- در انعقاد خون: به علت ايجاد لخته مصنوعي و قدرت جذب خون، از خونريزي جلوگيري مي كند.
6- به عنوان جانشين سرم خون تجويز مي گردد، چون محلول رقيق تر از 8% آن به علت خاصيت نگهداري آب و جذب تدريجي آن به عمل خونسازي تدريجي كمك مي نمايد.
7- چون ژلاتين لايه داخلي معده و روده را مي پوشاند، معمولأ همراه با ساير داروها در درمان اولسر معده و روده تجويز مي گردد.
8- ژلاتين در تهيه محيط كشت باكتريها نقش عمده اي را ايفا مي كند (23 و 24).



كلاژن ماهيان
كلاژن ماهي به عنوان منبع چسب ماهي ارزش اقتصادي دارد، ولي اين عمل درسطح زيادي انجام نمي گيرد. كلاژن محلول كيسه هوايي ماهي شايد اولين كلاژن محلولي باشد كه درجه بالاي حلاليت آن مشخص شده است (Boedtker and Doty 1995). به عبارت ديگر كلاژن كيسه هوايي سگ ماهي هنوز هم به طور تجارتي براي تصفيه نوشابه هاي الكلي مورد استفاده قرار مي گيرد(Leach and Barrett 1997) (26).
ايزينگلاس ماده ژلاتيني است كه در ساخت سريشم به كار مي رود و از كيسه هوايي ماهيان بزرگ معيني گرفته مي شود و فرم نسبتأ خالصي از كلاژن است. زماني فقط ماهي خاويار بلوگا وضعيت مناسبي براي اين كار مهم را داشت. ولي بعد از جلوگيري از صادرات اين ماده از روسيه در سال 1999 تعدادي از ماهيان ديگر براي اين كار مورد استفاده قرار گرفتند. ايزينگلاس ماده وارداتي خشك و سخت ناصافي است كه به عنوان عامل انعقاد كنندگي يا به عنوان عامل تصفيه كننده در نوشايه هااستفاده ميشود (27). كلاژن محلول پوست ماهي روغن نيز به طور وسيعي مطالعه شده است، به طوري كه سه زنجير آلفاي آن با هم تفاوت دارند و اين غير عادي است (Piez, 1994). به طور كلي مقدار اسيد هاي آمينه كلاژن ماهيان كمتر از كلاژن پستانداران مي باشد (Pikkarainen , 1995) و اين خود دليلي براي درجه حرارت پايين تر دناتوراسيون اين مواد مي باشد.كلاژن محلول پوست كوسه ماهي و همينطور كلاژن ماهيان استخواني درجه حرارت دناتوراسيون پايين دارند، اگر چه از جنبه هاي ديگر مشابه كلاژن مهره داران اســــت (Lawis and Piez , 1997).
شايد جالبترين كلاژن ماهي كه تا كنون استخراج شده، الاستوايدين باشد كه يك پروتئين بدست آمده از باله كوسه ماهي است. اين كلاژن به طور غير عادي مقدار زيادي تيروزين (25/7%) و همين طور مقداري سيستئين (18/0%) دارد (Kimura and Kubota , 1999) (28).
تحقيقات كمتري در مورد روشهاي استخراج و خواص كاربردي ژلاتين حاصل از حيوانات خونسرد مانند ماهي صورت گرفته است (7، 13، 17 و 23). تبديل كلاژن طبيعي غير محلول به ژلاتين توأم با شكستن اتصالات كئووالانت بين مولكولي و خارج مولكولي بوده و باعث بهم خوردن ساختمان پروتئين شده و كه بعدأ منجر به كلاژن محلول خواهد شد (27).
بدليل اينكه اتصالات كلاژن پوست در برابر اسيد ناپايدار است (Montero ,1990, 1995)، بنابراين عمل يك اسيد ضعيف براي تأثير بر روي حلاليت كافي است (Norland, 1990) و اين عمل منجر به توليد ژلاتين نوع A با نقطه ايزوالكتريك تقريبي بين pH =6 و pH= 9 خواهد شد كه بار خالص مثبت را همراه خود در اكثر مصارف غذايي دارد (Stainsby, 1997). مطالعات زيادي در مورد انواع مختلف كلاژن كه با اسيد استيك استخراج شده اند ، انجام گرفته است (Gustavson, 1986 وmontero, 1995 ) (6، 18، 19، 20 و22).
بنابراين براي توليد ژلاتين غذايي از ماهي، اسيد سيتريك به طور وسيعي استفاده مي شود، به دليل اينكه رنگ و بوي نامطلوبي در ژلاتين ايجاد نمي شود ( Babbitt, 1998و Grossman, 1992). نوع اسيد مورد استفاده، قدرت يوني و pH اسيد، قويأ در خصوصيات تورم و حلاليت كلاژن مؤثر است. افزايش يونهاي H باعث نزديكي آب به فيبرهاي كلاژن شده و اين آب به وسيله نيروهاي الكتروستاتيك بين گروهاي قطبي باردار (تورم الكتروستاتيكي) يا به وسيله اتصالات هيدروژني بين گروههاي قطبي غيرباردار و اتم هاي منفي، نگهداري مي شود (Gudmundsson , 1997 و Herrmann , & Creamp 1989).
مولكولهايي با وزن مولكولي بالا ممكن است از طريق مقاومت بعضي اتصالات بين زنجيري به ژلاتين تبديل شود كه بستگي به روش حلاليت، تغيير مي كند (Johnston, 1990) (5، 7، 8، 10 و 12).
به طور اختصار اثرات چند اسيد آلي بر روي سرعت كاهش ويسكوزيته ژلاتين (بدون خواص كاربردي آن) پوست ماهي مقايسه شده است . هدف از اين مطالعه مقايسه اثرات چند اسيد آلي براي استخراج كلاژن از پوست ماهي و ارزيابي خواص ويسكوزيته و ژله اي شدن محصول ژلاتين مي باشد .همچنين اثرات عمل اوليه NaoH رقيق بر روي پوست، به عنوان يك مرحله ابتدايي در هر كدام از مراحل استخراج كلاژن آزمايش شده است (4).
در مورد ژلاتين حاصل از پوست و استخوان ماهي خيلي كمتر از ژلاتين هاي معمولي حيواني مطالعه شده است. اطلاعات در مورد ژلاتين ماهي كمياب است.
(Osborn, 1990, Leuenberger, 1991, Norland, 1990).
مطالعات مربوط به بهينه سازي شرايط فرايند ژلاتين ماهي از پوست بندرت منتشر شده است. پوست ماهي فراوان بوده و مي تواند به عنوان منبع قابل دسترسي ژلاتين، مخصوصأ در غذاهاي بومي گرفته شده از خوك كه نمي تواند قابل پذيرش باشد ، مد نظر قرار گيرد. ژلاتين از سال 1960 با استخراج اسيدي توليد شده است و اكثرأ مصارف صنعتي دارند (Kin js, Kimura, 1996, 1997) (13، 14، 17، 22 و23).
مشكل تكنيكي در توليد ژلاتين ماهي براي مصرف انسان، حذف بوي نامطلوب ماهي از محصول است، ولي (Asghar, 1982, Ames, 1993) روشي را ارائه دادند كه ژلاتين بي بو را مي سازد. موضوع اصلي اين روش، بهينه سازي شرايط توليد ژلاتين از پوست ماهي و بدست آوردن ژلاتين با بالاترين كيفيت احتمالي آن است. اين روش براي گونه ماهيان آب گرم (‍Tilapia) در مقايسه با پوست ماهيان (Cod) كه از گونه ماهيان آب سرد است، متفاوت است (Herrmann, 1989,Janus , 1989) (3، 4، 10 و 11).
قابليت كشش، قوام و پايداري بسياري از محصولات غذايي كه از ژلاتين به عنوان ماده اوليه افزودني آن استفاده مي شود، ممكن است بهبود يابد. كيفيت ژلاتين شديدأ بستگي به خواص رئولوژيكي آن يعني خاصيت تغيير شكل آن دارد. فايده پوست ماهي براي توليد ژلاتين نه فقط در بهره برداري از محصولات جانبي صنعت ماهي است، بلكه از لحاظ فرهنگ اجتماعي، وجود پتانسيل بالاي آن به عنوان مهمترين منبع توليد ژلاتين حيواني براي مصارف انساني، مطرح است. ژلاتين حيوانات خونگرم، ژله هاي پايدارتر از ژلاتين ماهيان آب سرد كه به طور قابل ملاحظه اي داراي نقاط ژله اي كننده و ذوب كمتري است، توليد مي نمايد. بهر حال در موارد كاربرد زياد آن، خصوصيات كششي و چسبناكي بيشتري مورد نياز است و اين خواص با استفاده از مواد اصلاح كننده ژلاتين بدست خواهد آمد. راههاي احتمالي براي بدست آوردن ويژگيهاي ژلاتين، كاهش اتصالات عرضي بوسيله موادي مانند نشاسته اكسيد شده مي باشد (9، 15 و 16).
مواد و روشها
مواد شيميايي لازم براي فرايند توليد ژلاتين از پوست ماهيان شامل محلول اسيد سولفوريك تجاري، محلول هيدروكسيد سديم تجاري، محلول اسيد سيتريك تجاري، آب مقطر و دستگاههاي مورد نياز شامل انكوباتور، فيلتر، سانتريفوژاتور،pH متر ديجيتال، خشك كن (سيستم باراني) با انجماد كه اين دو مورد اخير در اشل صنعتي بكار مي رود.
چهار نوع ماهي شامل قباد، شير ماهي، صافي و كوسه ماهي را تهيه نموده و به آزمايشگاه منتقل نموديم ودر فريزرتا شروع آزمايشات نگهداري كرديم. 50 گرم از پوست ماهي را جدا نموده و به قطعات كوچك برش مي دهيم. درمرحله اول قطعات پوست را در آب شستشو داده تا مواد اضاقي آن خارج گردد. اين عمل را تا هنگامي كه تمامي مواد در روي پوست شسته وتميز گردد، ادامه مي دهيم. در مرحله دوم، شستشو با آب، تا زماني كه آب باز يافتي از شستشو حاوي هيچگونه از ماده اضافي نباشد.
مرحله سوم، آماده سازي نمونه بوسيله محلول رقيق قليايي است. غلظت مصرفي قليا بين 1-5/3 در صد بر حسب وزن به حجم مي باشد. در سه مرحله 40 دقيقه اي و هر بار در 700 ميلي ليتر محلول هيدروكسيد سديم تجاري، فطعات پوست خيسانده مي شود. زمان آماده سازي براي پوست بوسيله قليا حدود 2 ساعت در نظر گرفته مي شود. مرحله چهارم شستشوي تكه هاي پوست با آب تا زماني كه آب شستشو عاري از هر گونه خاصيت قليايي باشد و تا حدي كه به pH خنثي برسيم يعني pH محيطي كه پوست در آن قرار دارد به حدود 7 برسد.
مرحله پنجم، آماده سازي نمونه بوسيله محلول رقيق اسيد معدني است. در اين مرحله پوست را در سه نوبت 40 دقيقه اي در محلول 1-5/3 درصد اسيد سولفوريك تجاري قرار مي دهيم. زمان آماده سازي پوست بوسيله اسيد سولفوريك 2 ساعت است.
پس از سپري شدن اين زمان در مرحله ششم، مجددا عمليات شستشو را با آب مقطر تا رسيدن به pH خنثي ادامه مي دهيم. در مرحله هفتم، آماده سازي پوست بوسيله محلول رقيق اسيد سيتريك يا هر اسيد آلي مناسب ديگر است. د مورد اسيد سيتريك غلظت مصرفي در محدوده 5/1 - 4 در صد وزني- حجمي كاربرد دارد. در اين مرحله نمونه را در 3 نوبت 40 دقيقه اي و هر بار در 700 ميلي ليترمحلول اسيد سيتريك تجاري قرار مي دهيم وزمان آماده سازي پوست بوسيله اسيد سيتريك حدود 2 ساعت است.
در مرحله هشتم، شستشو با آب تا زماني كه به pH خنثي برسد و هيچگونه تركيبي در آن نباشد. آب مورد استفاده در مراحل مختلف فرآيند بهتر است فاقد سختي و كاملا بهداشتي باشد. در مرحله اخير نمونه ها را تا از بين بردن نمك هاي احتمالي روي پوست با آب مقطر شستشو مي دهيم.
مرحلة نهم، براي استخراج ژلاتين به وسيلة آب در دماهاي مختلف كمتر از 55 درجة سانتيگراد است. در مرحلة استخراج دماي توصيه شده بين 40 تا 50 درجه سانتيگراد مي باشد، در صورتي كه تمامي مراحل فرآيند قبلا از استخراج بهتر است در دماهاي كمتر از 10 درجه انجام شود. در مرحلة نهم، استخراج ژلاتين در چندين نوبت نمونه ها را براي 5/1 ساعت و هر بار در مقدار مشخصي آب مقطر تا دماي زير 50 درجه سانتيگراد حرارت مي دهيم.
مرحلة آخر فيلتراسيون، سانتريفوژ نمودن و سپس خشك كردن و آسياب كردن و بسته بندي ژلاتين است. در اين مرحله، عصارة به دست آمده را براي تبخير آب آن و خشك شدن در انكوباتور قرار مي دهيم. بعد از اين مرحله است كه ژلاتين حاصل مي شود. براي بهبود كيفيت و بالا بردن خلوص محصول بهتر است عصاره را ابتدا فيلتر كرده و بعد سانتريفوژ نموده و سپس عمل خشك كردن را انجام مي دهيم.
براي مصارف غذايي بهتر است ژلاتين حاصله را پاستوريزه نموده و در بسته هاي بهداشتي كه نور و رطوبت را از خود عبور نمي دهند، بسته بندي نمود. در مقياس صنعتي عمليات خشك كردن را مي توان با دستگاههاي خشك كننده به روش باراني و يا خشك كردن در حال انجماد انجام داد كه اين عمليات در جهت بهبود كيفيت محصول استحصالي مي باشد.
ژلاتين توليد شده و عواملي نظير قدرت ژلي، بو، شفافيت بستگي به عوامل فوق دارد كه حالت مطلوب را براي مصارف غذايي انسان فراهم مي كند.

ويژگي هاي ژلاتين حاصله
الف ـ ژلاتين به رنگ سفيد تا زرد كم رنگ و به فرم هاي مختلف يعني شفاف، تكه تكه، دانه اي و يا پودر با ذرّات ريز حاصل گرديد.
ب ـ ژلاتين داراي بو و طعم خاصّ ژلاتين بوده و عاري از هر گونه بوي نامطلوب خارجي مي باشد. به طور كلّي ژلاتين در هواي خشك مقاوم بوده و امّا در هواي مرطوب يا در حالت محلول در معرض تجزية ميكروبي قرار مي گيرد. ژلاتين در آب سرد نامحلول و پس از غوطه وري در آب متورّم و نرم شده و به تدريج 5 تا 10 برابر وزن خود را آب جذب مي كند.
ج ـ ژلاتين در آب داغ، مخلوط آب داغ و گليسرين و در اسيد استيك 5 نرمال محلول است.
د ـ ژلاتين در الكل اتيليك 95 درصد، در كلروفرم، حلال اتري و روغن هاي فرّار و غير فرّار محلول است.

نتايج
جدول 1 ـ راندمان توليد ژلاتين در شرايط مختلف (غلطت هاي متفاوت هيدروكسيد سديم ، اسيد سولفوريك و اسيد استيك بر حسب وزني ـ حجمي) از پوست ماهي صافي
محلول هيدروكسيد سديم 5/1% 1%
محلول اسيد سولفوريك 5/1% 1%
محلول اسيد استيك 2% 5/1%
راندمان 3/12% 4/11%

جدول 2 ـ راندمان توليد ژلاتين در شرايط مختلف (غلطت هاي متفاوت هيدروكسيد سديم، اسيد سولفوريك و اسيد استيك بر حسب وزني ـ حجمي) از پوست ماهي شير
محلول هيدروكسيد سديم 5/3% 3%
محلول اسيد سولفوريك 5/3% 3%
محلول اسيد استيك 4% 5/3%
راندمان 4/15% 2/14%



جدول 3 ـ راندمان توليد ژلاتين در شرايط مختلف (غلطت هاي متفاوت هيدروكسيد سديم، اسيد سولفوريك و اسيد استيك بر حسب وزني ـ حجمي) از پوست ماهي كوسه
محلول هيدروكسيد سديم 3% 5/2%
محلول اسيد سولفوريك 3% 5/2%
محلول اسيد استيك 5/3% 3%
راندمان 8/13% 9/12%

جدول 4 ـ راندمان توليد ژلاتين در شرايط مختلف (غلطت هاي متفاوت هيدروكسيد سديم ، اسيد سولفوريك و اسيد استيك بر حسب وزني ـ حجمي) از پوست ماهي قباد
محلول هيدروكسيد سديم 2% 5/1%
محلول اسيد سولفوريك 2% 5/1%
محلول اسيد استيك 3% 2%
راندمان 4/10% 8/9%

بحث
نتايج آزمايشات نشان مي دهد كه بهترين شرايط براي توليد ژلاتين با راندمان مطلوب از پوست ماهي صافي شامل غلظت 5/1% هيدروكسيد سديم، 5/1% اسيد سولفوريك و 2% اسيد استيك است كه در اين شرايط راندمان محصول 3/12% است. و راندمان مطلوب توليد ژلاتين از پوست ماهي شير با شرايط غلظت 5/3% هيدروكسيد سديم، 5/3% اسيد سولفوريك و 4% اسيد استيك برابر با 4/15% مي باشد و بهترين شرايط لازم آزمايش براي توليد ژلاتين با راندمان 8/13% از پوست ماهي كوسه شامل محلول 3% هيدروكسيد سديم، محلول 3% اسيد سولفوريك و محلول 5/3% اسيد استيك است و توليد ژلاتين با راندمان 4/10% از پوست ماهي قباد در غلظت 2% هيدروكسيد سديم، 2% اسيد سولفوريك و 3% اسيد استيك به دست آمد.
Hannes, Hafsteinsson و Magnus, Gudmundsson (1997) اثرات عمليات شيميايي بر روي راندمان توليد ژلاتين بر اساس وزن پوست ماهي خام را گزارش دادند. در اين گزارش غلظت 7/0% اسيد سيتريك و غلظت 15/0% اسيد سولفوريك و غلظت 2/0% سود بالاترين راندمان يعني 14% را داشت كه با نتايج تحقيق حاضر مطابقت ندارد و دليل آن بستگي به نوع ماهيان مورد استفاده دارد كه در اين بررسي از ماهيان آب گرم خليج فارس استفاده شده است و در تحقيق اين محققان از پوست ماهي كاد براي توليد ژلاتين استفاده شده است كه با گونة ماهيان خليج فارس تفاوت داشته و از نوع ماهيان آبهاي سرد است. دليل ديگر اين عدم مطابقت اين است كه در اين بررسي از غلظتهاي بالاتر اسيدها و قليا نسبت به نتايج اين محققان استفاده شده است.
در نتايج اين محققان آمده است كه كمترين راندمان يعني 11% وقتي به دست آمد كه غلظت اسيد سيتريك بيش از 1% و غلظتهاي اسيد سولفوريك و هيدروكسيد سديم نيز بيش از 2/0% بوده است كه با نتيجة اين بررسي در مورد ماهي قباد با غلظت اسيد استيك 3% و راندمان توليد ژلاتين 4/10% تقريباً مطابقت دارد.
Osborne و همكارانش 1990 نيز راندمان 3/14% توليد ژلاتين از پوست ماهي لومپ در يك روش شديد تر گزارش نمودند وHafsteinsson 1987 حداكثر راندمان احتمالي توليد ژلاتين از پوست ماهي كاد حدود 17% بر اساس وزن پوست ماهي گزارش نمود. اگر غلظت اسيد سولفوريك و هيدروكسيد سديم در مقادير بيش از 2/0% درصد بر حسب وزني ـ حجمي و اسيد سيتريك در غلظت مساوي يا كمتر از 2/1% وزني ـ حجمي استفاده شود، عطر و بوي ژلاتين نامشخّص يا به سختي قابل تشخيص است ولي وقتي غلظت اسيد سيتريك و هيدروكسيد سديم كمتر از 15/0% به كار رود، عطر و بو قابل تشخيص است. تميزي و شفافيت در رنگ ژلاتين ماهي وقتي آشكار است كه غلظت اسيد سولفوريك و هيدروكسيد سديم در محدودة بين 2/0 تا 3/0 % و اسيد سيتريك در محدودة بين 1 تا 2/1 % باشد به هر حال ژلاتيني كه از غلظت اسيد سيتريك 7/0% حاصل مي شود تقريباً شفاف تر از موقعي است كه غلظت اسيد سيتريك در محدودة بين 1 تا 2/1 % باشد. تنها ژلاتينهايي كه در رنگ و شفافيت غير قابل قبول هستند، وقتي حاصل مي شوند كه غلظت اسيد سولفوريك و هيدروكسيد سديم كمتر از 2% باشد.
تميزي و شفافيت در رنگ ژلاتين حاصله در اين بررسي در حد مطلوب كه مقايسة آن با نتايج ديگر محققان نشان مي دهد كه هر چه غلظت اسيد سولفوريك و هيدروكسيد سديم و اسيد سيتريك بيشتر باشد، شفافيت و عطر و طعم ژلاتين حاصله مطلوب تر است كه اين مطابقت دارد با ژلاتيني كه در اين آزمايش حاصل شده است.
Hafsteinsson در 1997 گزارش داد كه ژلاتين ماهي تيلا پيا از نوع ماهيان آبهاي گرم ژلاتين ماهي كاد كه از نوع ماهيان آبهاي سرد است، در نقطة ذوب ژل تفاوت دار. بنابراين ژلاتين ماهي هاي آبهاي گرم و آبهاي سرد از لحاظ كيفيت با يكديگر تفاوت دارند يعني قدرت ژله اي آنها و حتي راندمان توليد ژلاتين از پوست اين گونه ماهيان نسبت به يكديگر تفاوت دارند.
Johnston –Banks (1990) گزارش دادند كه ژلاتينهايي كه فرآيند توليد آنها درpH حدود خنثي تنظيم شده است، قدرت بلوم ژله اي آنها p<0.01) ( بالاتر از ژله هايي است كه در pH 5/2 تا 3 تنظيم گرديده است. بنابراين در تحقيق حاضر كه كلية مراحل شستشو با آب پس از هر مرحله فرآيند با اسيد يا هيدروكسيد سديم درpH خنثي تنظيم گرديده است، قدرت ژله اي بالا دارد. در گزارش M. G. Gomez –Guillen & P. Montero (2001) آمده است كه قدرت ژله اي ژلاتينهاي تهيه شده از كلاژن استخراج شده با غلظت هاي متفاوت اسيدهاي آلي (05/0، 1/0 و 5/0 مولار) و غلظت 05/0 مولار قليايي كه قبلاً استفاده شده نشان مي دهد كه در مورد اسيد سيتريك با غلظت 05/0 مولار قدرت ژله اي بر حسب بلوم معادل 106 مي باشد كه بالاترين قدرت ژله اي در مقابل غلظت هاي ديگر اسيدهاي آلي است. بنابراين از بين اسيدهاي آلي اسيد سيتريك مناسب ترين اسيد آلي است كه قدرت ژله اي مطلوب ژلاتين را توليد مي كند و در اين بررسي نيز از اسيد سيتريك استفاده گرديد و اين خود دليلي ديگر بر داشتن قدرت ژله اي مطلوب ژلاتين حاصله در اين بررسي دارد.

پيشنهادات
با توجه به اينكه در ايران منابع عظيم دريايي (انواع ماهيان مأكول و غير مأكول) وجو دارد كه هر سال مقادير فراواني از آنها بعنوان ضايعات از بين ميرود كه مي توان از آن بعنوان منابع ژلاتيني براي تهيه ژلاتين استفاده نمود، و چون اين ضايعات به مقادير كافي و با قيمت ارزان در اختيار مي باشد، اين امر مفيد و سودده بنظر مي رسد.
ژلاتين را مي توان از پوست و استخوان و ضايعات دامي نيز تهيه نمود، ولي مقادير ضايعات دامي قابل مقايسه با ضايعات شيلات نبوده، و با توجه به اين نكته كه همه ساله مقادير فراوان ضايعات شيلات، در بنادر جنوبي كشور توليد مي شود در مقايسه با پراكندگي ضايعات دامي و مشكلات جمع آوري آنها، براحتي در دسترس بوده و نسبت به ضايعات دامي ارجحيت دارد.
ضايعات ماهي را مي توان به آرد ماهي نيزتبديل نمود كه در خوراك طيور مصرف دارد و همچنين خوراك طيور يك ماده وارداتي است، با توجه به اينكه از هر 5 كيلوگرم ضايعات شيلات، يك كيلو گرم آرد ماهي حاصل مي شود و از آنجائيكه راندمان متوسّط توليد ژلاتين از نمونه هاي متفاوت ضايعات ماهيان مأكول و غير مأكول در حدود 36/17% مي باشد، به عبارت ديگر از هر كيلوگرم ضايعات ماهي در حدود 173 گرم و از هر 5 كيلو گرم آن در حدود 863 گرم ژلاتين به دست خواهد آمد با در نظر گرفتن كلية جوانب اقتصادي هر دو ماده يعني آرد ماهي و ژلاتين و با توجه به اينكه ژلاتين در مقايسه با آرد ماهي مصارف بيشتري دارد و مورد نيازتر است و با توجه به اينكه مي توان از ضايعات دامي كشور پودر استخوان براي تهيه خوراك طيور به دست آورد ولي مقادير ضايعات دامي جهت تهيه ژلاتين درمقياس صنعتي كافي نيست در صورتي كه ضايعات شيلات به مقادير فراوان و ارزان قيمت در بنادر جنوبي كشور توليد و جمع آوري مي شود؛ بنابراين مي توان چنين نتيجه گيري نمود كه طرح صنعتي توليد ژلاتين از ضايعات شيلات از لحاظ اقتصادي به صرفه بوده و قابل بررسي به نظر مي رسد.

منابع
1- REPPOND, K. D. and WASSON, D. H. 1993. Properties of Gels produced from blends of arrowtooth flounder and Alaska Pollock Surimi. Journal Aquatic Food Production. Technology. 2 (1): 83-98.
2- BABBITT, J. K. and REPPOND, K. 1998. Factors Affecting the Gel Properties of Surimi. Journal Food Sciences. 53: 965-966.
3- MONTERO, P. andALVAREZ, C. 1990. Characterization of Hake (Merluccius l.) and Trout (Salmo irideus Gibb.) Collagen. Journal Agricultural Food chemistry 38(3): 604-609.
4- PARK, J. W. 1995. Surimi gel colors as affected by moisture content and physical onditions.Journal Food Sciences. 60: 15-18.
5- MIZUNO, H. and SAITO, T. 1995. Physical properties of Kamaboko made from nama – Surimi and Otoshimi. Bulletin Japan Society Sciences Fish. 51: 1495-1499.
6- STAINSBY, G. 1997. Gelatin Gels. In: Advances in Meat Research. Vol. 4. Collagen as a Food. Newyork. Van Nostrand Reinhold co. Inc. P.209-222.
7- GROSSMAN, S. and BERGMAN, M. 1992. Process for the Production of Gelatin from Fish skins. U. S. Patent. 5, 093, 474.
8- GUDMUNDSSON, M. and HAFSTEINSSON, H. 1997. Gelatin from Cod skins as Affected by Chemical Treatments. Journal Food sciences. 62(1): 37-39-47.
9- KIM JS, CHO SY. 1996. Screening for raw material of modified Gelatin in Marine Animal Skins caught in coastal offshore water in Korea.Agricultural Chemistry Biotechnology. 39(2): 134-139.
10- MONTERO, P. and BORDERIAS, J. 1995. Plaice Skin Collagen extraction and functional properties. Journal Food sciences. 60(1): 1-3.
11- GOMEZ-GUILLEN, M. G. and MONTERO, P.2001. Extraction of Gelatin from Megrim (lepidorhombus boscii) Skins with several Organic acids. Journal of Food sciences. Vol. 66, No. 2. p: 213-216.
12- HERRMANN, P. and CREAMP, A.G. 1989. Production of Gelatin from Cattle Bones. Journal of Food engineering international, Vol. 4, No. 9. p:41-49
13- AMES, W. M. 1993. Manufacture of Glue and Gelatin. Journal of sciences Food Agricultural. 36(3): 454-458.
14- OSBORNE, R. and VOIGT MN, HALL DE. 1990. Utilization of lumpfish (Cyclopterus lumpus) Carcasses for the production of Gelatin. In Advances in Fisheries Technology and Biotechnology for increased profitability. Lancaster, pa: Technomic publishing co. P.143-150.
15- LEUENBERGER, BH. 1991. Investigation of viscosity and gelation properties of different mammalian and fish gelatins. Food Hydrocolloids. 5: 333-361 .
16- NORLAND, R.E.1990. Fish gelatin, In Advances in fishery technology and Biotechnology for increased profitability, Ed by Voight MN and Botta JK Technomic publiching.Lancaster, pa, 325-333.
17- JEFFREYS RA and Tabor BE, 1992, Hardening of galatin with oxystarch. US patent. 3057723
18- LEE HG, LANIERTC, 1990, Transglutaminase activity in Alaska pollack Muscle and Surimi and its reaction with myosin. B. Nippon Suisan Gakkaishi. 56: 125-132.
19- JOHNSTON-BANKS FA, 1990. Gelatin, In food gels, Ed by Harris p, Elsevier Applied Science, London, pp. 133-289.
20- JANUS JW, TABOR BE and DARLOW RLR. 1989. The setting of gelatin sols. Kolloid. z 205: 134.
21- PIEZ KA,1997, Characterization of a Collagen from Codfish skin. Biochemistry 4: 2590- 2596.
22- KiMURA S, OHNO Y. 1998. Fish skins type 1 collagen. Comp. Biochemistry Physiology. 88B: 27-34.
23- ASGHAR A. HENRICHSON RL, 1982. Chemical biochemical, functional, and nutritional characteristics of collagen in food systems. Advances in food researches. 28, london: Academic press. p232-372.
24- GUSTAVSON K, 1986. The chemistry and reactivity of collagen.New york. Academic press. p 102-202 .
25- LEDWARD DA, 1986. Gelation of gelatin. London: Elsevier Applied science. p 233-289.
26- LEUENBERGER BGH. 1991 Investigation of viscosity and gelation properties of different mammalian and fish gelatin, Food hydrocolloid. 5: 353-361
27- MONTERO P. BORDERIAL J. 1990. Characterization of hake and trout. Journal Agricultural Food chemistry. 38 (3): 604-609.











ن ماده ای است پروتئینی که اهمیت خاصی در صنایع غذایی، دارویی، صنعتی و پزشکی دارد، به ویژه در صنایع غذایی در تهیه ژله ها، شیرینی جات و بستنی کاربرد داشته و به آسانی در بدن جذب شده و حتی به هضم سایر مواد غذایی کمک می نماید.
هدف از این استخراج، استفاده بهینه از مواد اولیه و ارزان یعنی مقادیر فراوان ضایعات شیلات و بهینه سازی شرایط برای استخراج ژلاتین و در نتیجه کاهش واردات آن به کشور که عمدتاً از پوست خوک و ضایعات دامی تهیه می گردد می باشد.
مدتها شناخته شده بود که ژلاتین از پوست و استخوان ماهی که در آزمایشات ساخته شده بود قدرت ژله ای شدن مانند ژلاتین های حاصل از پوست و استخوان پستانداران را ندارد، در مقابل کلاژن ماهیان غضروفی ژلاتین با قدرت ژله ای شدن بهتری دارد.
ژلاتین یکی از پرمصرف ترین مواد پروتئینی کلوئیدی در صنایع غذایی، دارویی، صنعتی، پزشکی و غیره است به صورت چهار نوع متفاوت خوراکی، صنعتی، فتوگرافی و دارویی تولید می شود، همچنین ژلاتین به عنوان عامل تصفیه کننده در نوشیدنی ها و آبمیوه جات بکار می رود.
در داروسازی برای تهیه کپسول های دارویی و قرص ها بکار می رود. ژلاتین در مصارف تغذیه طبی به صورت زیر عمل می کند:
1- در رژیم لاغری: به علت جذب دائمی آب و عدم وجود چربی و تربوهیدرات که از نظر کالری نسبتاً ضعیف است تجویز می شود.
2- در رژیم بدون نمک: جایگزین شدن ژلاتین به جای ماده پروئیدی در بیمارانی که نباید نمک مصرف کنند کمک شایانی به بیمار می کند چون اگر نمک را از غذای روزانه حذف کنیم باعث می گردد که مواد ازته بیشتری مصرف گردد.
3- در درمان کم خونی: چون ژلاتین هیتیدین دارد که به عنوان عامل بازگرداننده هموگلوبین خون عمل می کند.
4- در انعقاد خون: به علت ایجاد لخته مصنوعی و قدرت جذب خون، از خونریزی جلوگیری می کند.
5- به عنوان جانشین سرم خون تجویز می گردد
6- ژلاتین در تهیه محیط کشت باکتریها نقش عمده ای را ایفا می کند.
کلاژن ماهیان:
کلاژن ماهی به عنوان منبع چسب ماهی ارزش اقتصادی دارد ولی این عمل در سطح زیادی انجام نمی گیرد، شاید جالب ترین کلاژن ماهی که تاکنون استخراج شده آلاستوآیدین باشد که یک پروتئین بدست آمده از باله کوسه ماهی است. این کلاژن به طور غیر عادی مقدار زیادی یتروزین و همین طور مقداری سیتوئین دارد.
بنابراین برای تولید ژلاتین غذایی از ماهی، اسید سیرتیک به طور وسیع استفاده می شود به دلیل اینکه رنگ و بوی نامطلوبی در ژلاتین ایجاد نمی شود.
مشکل تکنیکی در تولید ژلاتین ماهی برای مصرف انسان حذف بوی نامطلوب ماهی از محصول است روشی ارائه شده که ژلاتین بی بو را می سازد. کیفیت ژلاتین شدید بستگی به خاصیت تغییر شکل آن دارد.
فایده پوست ماهی برای تولید ژلاتین فقط در بهره برداری از محصولات جانبی صنعت ماهی است بلکه از لحاظ فرهنگ اقتصادی وجود پتانسیل بالای آن به عنوان مهمترین منبع تولید ژلاتین حیوانی برای مصارف انسانی مطرح است.
ژلاتین حیوانات خونگرم، ژله های پایدارتری از ژلاتین ماهیان آب سرد که به طور قابل ملاحظه ای دارای نقاط ژله ای کننده و ذوب کمتری است، تولید می نماید.
مواد اولیه و روش تولید ژلاتین:
مواد شیمیایی لازم برای فرآیند تولید ژلاتین از پوست ماهیان شامل محلول اسید سولفوریک تجاری، محلول هیدروکسید سدیم تجاری، محلول اسید سیتریک تجاری، آب مقطر و دستگاههای مورد نیاز شامل: آنکوباتور، ف/ی/ل/ت/ر، سانتریفوژ، PH متر دیجیتال، خشک کن.
چهار نوع ماهی شامل قباد، شیرماهی، صافی و کوسه ماهی را تهیه نموده و به آزمایشگاه منتقل نموده، و در فریزر تا شروع آزمایشات نگهداری می کنیم، g50 از پوست ماهی را جدا نموده و به قطعات کوچک برش می دهیم.
مرحله اول: ابتدا قطعات پوست را در آب شستشو داده تا مواد اضافی آن خارج گردد.
مرحله دوم: شستشو با آب تا زمانیکه آب بازیافتی از شستشو حاوی هیچ گونه ماده اضافی نباشد.
مرحله سوم: آماده سازی نمونه به وسیله محلول رقیق قلیایی
مرحله چهارم: شستشوی تکه ای پوست با آب تا حدیکه به PH خنثی برسیم.
مرحله پنجم: آماده سازی نمونه به وسیله محلول رقیق اسید معدنی
مرحله ششم: مجدداً عملیات شستشو را با آب مقطر تا رسیدن به PH خنثی ادامه می دهیم.
مرحله هفتم: آماده سازی پوست به وسیله محلول رقیق اسید سیتریک یا هر اسید آلی مناسب دیگر
مرحله هشتم: شستشو با آب تا زمانیکه به PH خنثی برسد و هیچگونه ترکیبی در آن نباشد.
مرحله نهم: برای استخراج ژلاتین در چندین نوبت نمونه ها را برای 5/1 ساعت و هر بار در مقدار مشخصی آب مقطر تا دمای زیر 50 درجه سانتی گراد حرارت می دهیم.
مرحله آخر: ف/ی/ل/ت/راسیون، سانتریفوژ نمودن و سپس خشک کردن و آسیاب کردن و بسته بندی ژلاتین است، در این مرحله عصاره بدست آمده را برای تبخیر آب آن و خشک شدن در انکوباتور قرار می دهیم بعد از این مرحله است که ژلاتین حاصل می شود.


نوشته شده توسط مهندس جواد دبیری در ساعت | لینک ثابت | 3 نظر