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• Aleja Jaramillo

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CAPÍTULO X TECNOLOGÍA DE LA MANUFACTURA DE LA GELATINA

1. MÉTODOS ESPECIALES DE MANUFACTURA DE LA GELATINA 1.1 INTRODUCCIÓN El último paso en la producción de la gelatina es la conversión del material que contiene colágeno de diferentes grados de insolubilidad en una cantidad máxima de gelatina soluble y altamente purificada con buenas propiedades fisicoquímicas tales como fuerza del gel, viscosidad, falta de color y alta claridad. El proceso fundamental de producción se basa en tres etapas: 

Preparación de la materia prima, esto es, la eliminación de componentes no colaginosos de la materia prima con o sin la reducción de enlaces transversales entre los componentes del colágeno.



Conversión del colágeno purificado en gelatina.



Refinamiento y recuperación de gelatina en forma seca.

La preparación de la materia prima ya se discutió en detalle en el capítulo IX. Para la conversión de colágeno a gelatina y su posterior refinación y recuperación en forma seca se han descrito una gran cantidad de procesos. Muchos de estos procesos solo son importantes a nivel científico y nunca han tenido significado alguno a escala industrial. La mayoría de los métodos de conversión de colágeno pretratado en gelatina se basan en extracción a temperaturas similares. Esto está determinado por la necesidad de exceder la temperatura de encogimiento del colágeno sin dañar de manera

considerable la proteína. Por ejemplo, Loeven, Consejo de Investigación Científica e Industrial, Kenyon y Silberstain, extraen entre 50°C y 100°C. La industria rusa Kasan emplea extracciones entre 40°C y 45°C a fin de evitar las altas temperaturas degradativas, por lo que obtienen gelatina de mejores propiedades. Los valores de pH para extracción difieren según el método. Para permitir extracción a temperaturas tan bajas como 40°C – 50°C, claramente se debe llevar a cabo pretratamiento para romper los puentes de hidrógeno y otros enlaces secundarios, y así obtener la configuración de serpentín aleatorio que produzca la gelificación de la solución de gelatina. El Consejo de Investigación Científica e Industrial recomienda la extracción a pH 6.0, mientras que la Kernot ajusta el pH entre 4.0 y 5.0 por medio de ácido fosfórico. La General Food Corporation acidifica sustancialmente la materia prima colaginosa y extrae la gelatina con recirculación de agua caliente. La acidificación en este proceso es de tal grado que el extracto de solución de gelatina tiene un pH entre 1.5 y 3.5. La gelatina producida es inmediatamente neutralizada alrededor de pH 4.0. Esto puede producir una alta concentración de sales, ocasionando costos adicionales en el proceso de intercambio iónico al realizar el ajuste por medio de las resinas.

Otro método

referido por la General Food Corporation implica el almacenamiento de la materia prima en un ácido fuerte, con extracción a partir de recirculación con agua caliente como se ha mencionado anteriormente, y con ajuste de pH entre 4.0 y 8.0. Eastman Kodak Ltd. describe el proceso de extracción en medio alcalino. La materia prima es pretratada con amoníaco o con aminas alifáticas, con extracción a 50°C – 65°C, por lo que el medio de extracción se tampona a pH entre 9.0 y 10.0. Las aminas pueden ser eliminadas posteriormente del licor de gelatina por medio de evaporación al vacío.

Alexandrescu y Suszer aceleraron la hidrólisis del colágeno por medio de la adición de agentes hidrotrópicos. La extracción se lleva a cabo en presencia de cloruro de calcio, úrea o acetamida. La extracción tiene lugar entre 16 y 20 horas. Se sugiere que el tratamiento de la materia prima con suspensiones de cal se vuelve así innecesario y que la eficiencia en la producción de gelatina se mejora sustancialmente. Küntzel y Heidemann en uno de sus trabajos discutieron la implementación de la conversión de gelatina en medio alcalino y en medio ácido.

Los resultados

experimentales se basan en un proceso de dos etapas, esto es, pretratamiento con cal y subsecuente extracción térmica, al igual que en un proceso de una etapa en el cual se agregan ácidos durante la extracción.

Los efectos diferentes de métodos simples

ácidos y alcalinos se centran en un detalle, el hinchamiento y conversión a gelatina a temperaturas por encima de 40°C en presencia de ácidos y álcalis.

En las

investigaciones encontraron que el efecto del hinchamiento de los álcalis a temperaturas elevadas es considerablemente más pequeño que con los ácidos. Esto, sugieren, es la razón de por qué los álcalis no son apropiados en los métodos de conversión simples de colágeno a gelatina. Es claro, sin embargo, que los efectos diferentes de los ácidos y los álcalis sobre la formación de geles también son importantes. La General Food Corporation propuso una nueva aproximación, en contraste con los mejoramientos convencionales de los métodos de procesamiento. A fin de obtener más cortos períodos de extracción con alto rendimiento, la materia prima colaginosa se bombardea con rayos gama. fisicoquímicas.

Con esto, sugiere, se mejoran las propiedades

En vista de los resultados opuestos acerca de la irradiación de

proteínas en cuanto a la ruptura de enlaces y formación de enlaces transversales, demostrados por la gelatina misma, este proceso debe ser visto con suma precaución.

Además de las mejoras en las técnicas de procesamiento, los equipos también son de gran importancia. A fin de hacer los procesos más económicos y, al mismo tiempo, asegurar una mayor rapidez, pero con conversión controlada del colágeno a gelatina, se han investigado un gran número de problemas en cuanto al procesamiento continuo. Frechlin describe un aparato para extracción continua de gelatina en el cual la piel en trozos pequeños se expone en contracorriente a una solución caliente en medio acuoso, la cual, en una zona de extracción extendida, extrae la gelatina bajo la presión deseada. Este método de procesamiento también se ha sugerido para el tratamiento de la oseina y otros materiales colaginosos. Mueller también aplica el principio de extracción a contracorriente para producir gomas y gelatina a partir de residuos animales, incorporando un sistema de extracción multizona como característica principal. Frechlin convierte el material colaginoso en forma de espagueti, o al menos en pequeños trozos. Este material así reducido se hace pasar a través de un tubo a contracorriente con el licor de extracción acuoso, el cual retira la gelatina del material. Durante el transcurso de este proceso el material que pasa a través de la zona de extracción a temperatura elevada, se somete primero a un incremento de presión y luego a una caída de ésta. El gradiente de temperatura se escoge de tal forma que la zona de alta presión coincide con la de la más alta temperatura.

La cámara de

extracción es en forma de “U”, por lo que los cambios en la presión se efectúan por la cabeza hidrostática. El material se mueve a lo largo de éste por medio de una cadena sin fin, la cual posee platos perforados a intervalos mínimos normales a la dirección del flujo. El tubo de doble pared se calienta con vapor alrededor de 100°C. El método provee decoloración con SO2. Las condiciones de extracción mejoradas dadas por Hill & Hill involucran el calentamiento del fluido de extracción a contracorriente por inyección de vapor, con movimiento del material que está siendo convertido a gelatina o goma.

Por este

método se logra calentamiento uniforme del colágeno, disminuyendo el proceso de extracción y proporcionando una concentración más alta de gelatina o goma. Este método puede ser empleado para oseina así como para piel en trozos. A fin de eliminar los largos períodos de pretratamiento, la Armour & Co. sugiere que la materia prima se triture y se mezcle con agua para obtener un lodo. El procesamiento se lleva a cabo de manera continua. Una cantidad de material subdividido se hace pasar por una zona de calentamiento cilíndrica en la cual el lodo se calienta por medio de vapor alrededor de 100°C. La inyección de vapor puede crear turbulencia. La tasa de flujo se encuentra alrededor de los 90 kg/min. Después de separar las partículas sólidas residuales, por ejemplo, por hidroextracción, el licor de gelatina se somete a las etapas de filtración, concentración, etc., usuales. Cuando se procesa la piel de cerdo por este método, la grasa fundida que se produce debe ser retirada y separada. El método propuesto por Coundon & Coundon es un desarrollo del uso de los pretratamientos alcalinos como el encalado.

El material pretratado se presiona

provocando que exude material húmedo el cual puede ser convertido a gelatina por calentamiento. El residuo de la presión se desintegra y se deja en un recipiente abierto por algún tiempo para luego ser convertido a goma. Existe la duda de si la proporción convertida a gelatina por este método es la suficiente como para considerar el proceso económico.

En un molino coloidal, las partículas de cuero residual pueden ser

reducidas a un tamaño coloidal (