La gelatina o gelatina (del latín gelatus 'rígido, congelado') es un ingrediente alimentario translúcido, incoloro e insípido, comúnmente derivado del colágeno extraído de partes del cuerpo de animales. Es quebradizo cuando está seco y gomoso cuando está húmedo. También puede denominarse colágeno hidrolizado , hidrolizado de colágeno , hidrolizado de gelatina, gelatina hidrolizada y péptidos de colágeno después de haber sido hidrólisis. Se utiliza comúnmente como agente gelificante en alimentos, bebidas, medicamentos , cápsulas de medicamentos o vitaminas , películas fotográficas , papeles y cosméticos .
Las sustancias que contienen gelatina o que funcionan de forma similar se denominan sustancias gelatinosas . La gelatina es una forma de colágeno hidrolizada irreversiblemente, en la que la hidrólisis reduce las fibrillas de proteínas en péptidos más pequeños ; Dependiendo de los métodos físicos y químicos de desnaturalización, el peso molecular de los péptidos se encuentra dentro de un amplio rango. La gelatina está presente en los postres de gelatina , la mayoría de las gomitas y malvaviscos , helados , salsas y yogures . [1] La gelatina para cocinar viene en polvo, gránulos y láminas. Los tipos instantáneos se pueden agregar a la comida tal como están; otros deben remojarse en agua previamente.
La gelatina es una colección de péptidos y proteínas producidas por hidrólisis parcial del colágeno extraído de la piel, los huesos y los tejidos conectivos de animales como el ganado vacuno, los pollos, los cerdos y los peces domesticados. Durante la hidrólisis, algunos de los enlaces entre y dentro de las proteínas componentes se rompen. Su composición química es, en muchos aspectos, muy similar a la de su colágeno original. [2] La gelatina de calidad fotográfica y farmacéutica generalmente se obtiene de huesos de ganado y piel de cerdo. La gelatina se clasifica como hidrogel .
La gelatina es casi insípida e inodoro y tiene una apariencia incolora o ligeramente amarilla. [3] [4] Es transparente y quebradizo, y puede presentarse en forma de láminas, escamas o polvo. [3] Los disolventes polares como el agua caliente, el glicerol y el ácido acético pueden disolver la gelatina, pero es insoluble en disolventes orgánicos como el alcohol. [3] La gelatina absorbe de 5 a 10 veces su peso en agua para formar un gel. [3] El gel formado por la gelatina se puede fundir recalentándolo y tiene una viscosidad creciente bajo tensión ( tixotrópico ). [3] El punto de fusión superior de la gelatina está por debajo de la temperatura del cuerpo humano , un factor que es importante para la sensación en boca de los alimentos producidos con gelatina. [5] La viscosidad de la mezcla de gelatina y agua es mayor cuando la concentración de gelatina es alta y la mezcla se mantiene fría a aproximadamente 4 °C (39 °F). La gelatina comercial tendrá una fuerza de gel de alrededor de 90 a 300 gramos Bloom utilizando la prueba Bloom de fuerza del gel. [6] La resistencia de la gelatina (pero no su viscosidad) disminuye si se somete a temperaturas superiores a 100 °C (212 °F), o si se mantiene a temperaturas cercanas a 100 °C durante un período prolongado de tiempo. [7] [8]
Las gelatinas tienen diversos puntos de fusión y temperaturas de gelificación, según la fuente. Por ejemplo, la gelatina derivada del pescado tiene un punto de fusión y gelificación más bajo que la gelatina derivada de la carne de res o de cerdo. [9]
Cuando está seca, la gelatina se compone de 98 a 99 % de proteína, pero no es una proteína nutricionalmente completa ya que carece de triptófano y es deficiente en isoleucina , treonina y metionina . [10] El contenido de aminoácidos del colágeno hidrolizado es el mismo que el del colágeno. El colágeno hidrolizado contiene 19 aminoácidos, predominantemente glicina (Gly) entre 26% y 34%, prolina (Pro) entre 10% y 18% e hidroxiprolina (Hyp) entre 7% y 15%, que en conjunto representan alrededor del 50% del contenido total de aminoácidos. [11] La glicina es responsable del empaquetamiento estrecho de las cadenas. La presencia de prolina restringe la conformación. Esto es importante para las propiedades de gelificación de la gelatina. [12] Otros aminoácidos que contribuyen en gran medida incluyen: alanina (Ala) 8-11%; arginina (Arg) 8-9%; ácido aspártico (Asp) 6-7%; y ácido glutámico (Glu) 10-12%. [11]
En 2011, el Panel de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria sobre Productos Dietéticos, Nutrición y Alergias concluyó que " no se ha establecido una relación de causa y efecto entre el consumo de hidrolizado de colágeno y el mantenimiento de las articulaciones". [13]
El colágeno hidrolizado, como la gelatina, se elabora a partir de subproductos animales de la industria cárnica o, a veces, de cadáveres de animales extraídos y eliminados por mataderos , incluidos piel, huesos y tejido conectivo.
En 1997, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA), con el apoyo del Comité Asesor de EET ( encefalopatía espongiforme transmisible ), comenzó a monitorear el riesgo potencial de transmisión de enfermedades animales, especialmente la encefalopatía espongiforme bovina (EEB), comúnmente conocida como enfermedad de las vacas locas. . [14] Un estudio de la FDA de ese año afirmó: "... medidas como el calor, el tratamiento alcalino y la filtración podrían ser efectivas para reducir el nivel de agentes contaminantes de EET; sin embargo, la evidencia científica es insuficiente en este momento para demostrar que estos Los tratamientos eliminarían eficazmente el agente infeccioso de la EEB si estuviera presente en el material original". [15] El 18 de marzo de 2016, la FDA finalizó tres normas finales provisionales previamente emitidas diseñadas para reducir aún más el riesgo potencial de EEB en los alimentos humanos. [16] La norma final aclaró que "la gelatina no se considera un material bovino prohibido si se fabrica utilizando los procesos industriales habituales especificados". [17]
El Comité Director Científico (SSC) de la Unión Europea declaró en 2003 que el riesgo asociado con la gelatina de hueso bovino es muy bajo o nulo. [18] [19]
En 2006, la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria afirmó que se confirmaba el dictamen del CSE, que el riesgo de EEB de la gelatina de origen óseo era pequeño y que recomendaba retirar la solicitud de 2003 de excluir el cráneo, el cerebro y las vértebras de origen bovino de mayor edad. de 12 meses del material utilizado en la fabricación de gelatina. [20]
En 2019, la demanda mundial de gelatina fue de aproximadamente 620.000 toneladas (1,4 × 10 9 lb). [21] A escala comercial, la gelatina se elabora a partir de subproductos de las industrias cárnica y del cuero . La mayor parte de la gelatina se deriva de pieles de cerdo, huesos de cerdo y de ganado o pieles de ganado partidas. [22] La gelatina elaborada a partir de subproductos del pescado evita algunas de las objeciones religiosas al consumo de gelatina. [5] Las materias primas se preparan mediante diferentes procesos de curado, ácidos y álcalis que se emplean para extraer el hidrolizado de colágeno seco. Estos procesos pueden tardar varias semanas y las diferencias en dichos procesos tienen grandes efectos en las propiedades de los productos finales de gelatina.
La gelatina también se puede preparar en casa. Al hervir ciertos cortes cartilaginosos de carne o huesos, la gelatina se disuelve en el agua. Dependiendo de la concentración, el caldo resultante (cuando se enfríe) formará una gelatina o gel de forma natural. Este proceso se utiliza para gelatina .
Si bien existen muchos procesos mediante los cuales el colágeno se puede convertir en gelatina, todos tienen varios factores en común. Se deben romper los enlaces intermoleculares e intramoleculares que estabilizan el colágeno insoluble, y además, se deben romper los enlaces de hidrógeno que estabilizan la hélice del colágeno. [2] Los procesos de fabricación de gelatina constan de varias etapas principales:
Si la materia prima utilizada en la producción de la gelatina deriva de huesos , se utilizan soluciones ácidas diluidas para eliminar el calcio y otras sales. Se puede utilizar agua caliente o varios disolventes para reducir el contenido de grasa, que no debe exceder el 1% antes del paso de extracción principal. Si la materia prima consiste en cueros y pieles; La reducción de tamaño, el lavado, la eliminación del pelo de los cueros y el desengrasado son necesarios para preparar los cueros y pieles para la etapa de hidrólisis.
Después de la preparación de la materia prima, es decir, de eliminar algunas de las impurezas como grasas y sales, el colágeno parcialmente purificado se convierte en gelatina mediante hidrólisis. La hidrólisis del colágeno se realiza mediante uno de tres métodos diferentes: hidrólisis ácida , alcalina y enzimática . El tratamiento con ácido es especialmente adecuado para materiales menos reticulados, como el colágeno de piel de cerdo, y normalmente requiere de 10 a 48 horas. El tratamiento alcalino es adecuado para colágenos más complejos como el que se encuentra en las pieles de bovino y requiere más tiempo, normalmente varias semanas. El objetivo del tratamiento alcalino es destruir ciertos enlaces cruzados químicos que aún están presentes en el colágeno. Dentro de la industria de la gelatina, la gelatina obtenida a partir de materia prima tratada con ácido se denomina gelatina tipo A y la gelatina obtenida a partir de materia prima tratada con álcali se denomina gelatina tipo B. [23]
Se están produciendo avances para optimizar el rendimiento de la gelatina mediante la hidrólisis enzimática del colágeno. El tiempo de tratamiento es más corto que el requerido para el tratamiento alcalino y da como resultado una conversión casi completa al producto puro. Las propiedades físicas del producto final de gelatina se consideran mejores. [24]
La extracción se realiza con agua o soluciones ácidas a temperaturas adecuadas. Todos los procesos industriales se basan en valores de pH neutros o ácidos porque si bien los tratamientos alcalinos aceleran la conversión, también favorecen los procesos de degradación. Las condiciones de extracción ácida se utilizan ampliamente en la industria, pero el grado de ácido varía según los diferentes procesos. Este paso de extracción es un proceso de varias etapas y la temperatura de extracción generalmente aumenta en pasos de extracción posteriores, lo que garantiza una degradación térmica mínima de la gelatina extraída.
Este proceso incluye varios pasos como filtración, evaporación, secado, molienda y tamizado. Estas operaciones dependen de la concentración y también de la gelatina particular utilizada. Se debe evitar y minimizar la degradación de la gelatina, por lo que se utiliza la temperatura más baja posible para el proceso de recuperación. La mayoría de las recuperaciones son rápidas y todos los procesos se realizan en varias etapas para evitar un deterioro extenso de la estructura del péptido. Una estructura peptídica deteriorada daría como resultado una baja resistencia del gel, lo que generalmente no es deseado.
El Kitab al-Tabikh del siglo X incluye una receta para un áspic de pescado, elaborado hirviendo cabezas de pescado. [25]
Una receta de caldo de carne en gelatina se encuentra en Le Viandier , escrita alrededor de 1375. [26]
En la Gran Bretaña del siglo XV, las pezuñas del ganado se hervían para producir un gel. [27] A finales del siglo XVII, el inventor francés Denis Papin había descubierto otro método de extracción de gelatina mediante la ebullición de huesos. [28] En 1754 se concedió una patente inglesa para la producción de gelatina. [27] En 1812, el químico Jean-Pierre-Joseph d'Arcet experimentó más con el uso de ácido clorhídrico para extraer gelatina de los huesos, y más tarde con extracción de vapor, que era mucho más eficiente. El gobierno francés vio a la gelatina como una fuente potencial de proteína barata y accesible para los pobres, particularmente en París. [29]
Las aplicaciones alimentarias en Francia y Estados Unidos durante el siglo XIX parecen haber establecido la versatilidad de la gelatina, incluido el origen de su popularidad en Estados Unidos como Jell-O . [30] A mediados del siglo XIX, el industrial e inventor estadounidense, Peter Cooper , registró una patente para un postre de gelatina en polvo al que llamó "Gelatina portátil", que solo necesitaba la adición de agua. A finales del siglo XIX, Charles y Rose Knox fundaron la Charles B. Knox Gelatin Company en Nueva York, que promovió y popularizó el uso de la gelatina. [31]
Probablemente más conocido como agente gelificante en la cocina , se utilizan diferentes tipos y grados de gelatina en una amplia gama de productos alimenticios y no alimenticios. Ejemplos comunes de alimentos que contienen gelatina son los postres de gelatina , bagatelas , gelatina , malvaviscos , maíz dulce y dulces como Peeps , ositos de goma , bocadillos de frutas y gelatinas . [32] La gelatina se puede utilizar como estabilizador , espesante o texturizador en alimentos como yogur, queso crema y margarina ; También se utiliza en alimentos bajos en grasa para simular la sensación de grasa en la boca y crear volumen. También se utiliza en la producción de varios tipos de albóndigas de sopa chinas, específicamente albóndigas de sopa de Shanghai, o xiaolongbao , así como Shengjian mantou , un tipo de albóndigas fritas y al vapor. Los rellenos de ambos se elaboran combinando carne de cerdo molida con cubitos de gelatina, y en el proceso de cocción, la gelatina se derrite, creando un interior caldoso con una pegajosidad gelatinosa característica.
La gelatina se utiliza para clarificar zumos, como el de manzana, y vinagre. [33]
La cola de pescado se obtiene de las vejigas natatorias de los peces. Se utiliza como clarificante para vino y cerveza. [34] Además de la gelatina de cuerno de ciervo , obtenida de las astas de ciervo (de ahí el nombre "cuerno de ciervo"), la cola de pescado era una de las fuentes más antiguas de gelatina.
En cosmética, el colágeno hidrolizado se puede encontrar en cremas tópicas, actuando como acondicionador de textura del producto y humectante. Los implantes de colágeno o rellenos dérmicos también se utilizan para abordar la aparición de arrugas, deficiencias del contorno y cicatrices de acné, entre otros. La Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. aprobó su uso e identifica células de vaca (bovina) y humanas como fuentes de estos rellenos. Según la FDA, los efectos deseados pueden durar de 3 a 4 meses, que es relativamente la duración más corta en comparación con otros materiales utilizados para el mismo propósito. [35]
El consumo de gelatina de determinados animales puede estar prohibido por reglas religiosas o tabúes culturales.
Las costumbres islámicas halal y judías kosher generalmente requieren gelatina de fuentes distintas a los cerdos, como ganado que ha sido sacrificado de acuerdo con regulaciones religiosas (halal o kosher) o pescado (que los judíos y musulmanes pueden consumir). [42]
Por otro lado, algunos juristas islámicos han sostenido que el tratamiento químico "purifica" la gelatina lo suficiente como para ser siempre halal, un argumento muy común en el campo de la medicina. [42]
De manera similar, se ha argumentado que la gelatina en medicina está permitida en el judaísmo, ya que no se utiliza como alimento. [43] Según The Jewish Dietary Laws , el libro de directrices kosher publicado por la Asamblea Rabínica , la organización de rabinos judíos conservadores , toda gelatina es kosher y pareve porque la transformación química sufrida en el proceso de fabricación la convierte en una sustancia física y química diferente. sustancia. [44]
Las costumbres sij , hindú y jainista pueden requerir alternativas a la gelatina de fuentes distintas a los animales, ya que muchos hindúes, casi todos los jainistas y algunos sijs son vegetarianos. [45]
Finalmente, la norma proporciona una definición de gelatina y aclara que la gelatina no se considera un material ganadero prohibido si se fabrica utilizando los procesos industriales habituales especificados. La gelatina nunca se consideró un material bovino prohibido, pero la FDA nunca había definido específicamente la gelatina en IFR anteriores.
Medios relacionados con la gelatina en Wikimedia Commons