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젤라틴이란
동물의 뼈 · 가죽 · 힘줄 · 연골 등을 구성하는 천연 고분자 단백질인 콜라겐(교원질)을 가수분해하여
얻어지는 유도 단백질의 일종입니다. 오늘날 젤라틴은 대개 분말형태로 사용되고 있지만 유럽에서는 판(Leaf)젤라틴도
사용되고 있습니다.
젤라틴의 구성성분은 단백질(protein) : 84 ~ 90 %, 수분(water) : 8 ~ 12
% 및 무기염류(mineral salts) : 2 ~ 4%로 구성되어 있습니다. |
젤라틴은 처리방법에 따라 A type과 B type으로
나눌수 있습니다. A타입 젤라틴은 원료를 산(Acid)처리하여 콜라겐을 추출하며 등전점( iso-electric
point)은 7 ~ 9를 나타내며, B타입 젤라틴은 원료를 알카리(Alkali)처리하여 콜라겐을
추출하며 등전점은 4.6 ~ 5.4를 가집니다. 그러나 젤라틴은 용도에 적합한 여러가지의 특성들중
특히 젤리강도(gel strength), 점도( viscosity)에 따라 판매되고 있습니다.
젤라틴겔(Gel)은 온도에 따라 가역적(reversible)으로 변화가 가능하며, 녹는점( melting
point)은 체온보다 낮은 35°C정도에서 시작되며, 이러한 특징은 젤라틴제품을 먹음으로써 입안에서
쉽게 녹아 감각기관인 혀등이 맛을 느낄수 있게끔 해줍니다. |
소나 돼지의 가죽이나 뼈로부터 섬유소단백질 콜라겐(교원질)가수분해하여 젤라틴을 생산하고 있으며,
콜라겐은 총체내 단백질의 3분의2이상을 차지하는 가장 풍부한 단백질입니다.
* 우내피 젤라틴 생산에 사용되는 원료는 신선,냉장 혹은 보존처리된(염장 혹은 가성처리)
우내피를 사용할 수 있습니다
* 돈피 신선하거나 냉장,냉동된 돈피가 사용될 수 있습니다.
* 뼈(ossein) 가공처리된 뼈를 젤라틴제조에 사용할 수 있습니다.. |
추출(boiling)은 콜라겐을 가수분해하여 젤라틴으로 전환시키며, 젤라틴은 본질적으로 분자량이
100,000이하부터 700,000이상 가지는 폴리펩티드의 결합체입니다
젤라틴은 동물의 뼈나 가죽등을 구성하는 콜라겐(교원질)을 가수분해하여 얻어지는 정제된 단백질입니다.
사실상 젤라틴 생산에 주로 사용되는 원료는 돈피,우피,뼈등입니다.
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기본적으로 두가지로 나눌 수 있습니다.
 알카리처리(B
type)
원료를 가성소다나 석회등 알카리로 처리함으로써 등전점(IEP) 4.6 ~ 5.4를 가지는 젤라틴을
생산할 수 있습니다. 일반적으로 석회처리는 우피나 오쎄인(Ossein)을 원료탱크에 넣고 60일
이상을 석회유에 침적시키며, 석회유는 정기적으로 교환시켜주며, 이공정의 끝단계에서 잔류석회물을 제거하기
위하여 원료를 깨끗이 세척합니다. 또한 가성소다처리는 우피나 오쎄인(Ossein)을 원료탱크에 넣고
14일 이상을 가성소다용액에 침적시키며, 또한 정기적으로 교반시켜주며, 이공정의 끝단계에서 잔류물을
제거하기 위하여 처리를 완료한 원료를 깨끗이 세척합니다.
ㆍ알카리(alkali)처리: 원료로 주로 우피나 뼈를 사용합니다.
B type이라고도 합니다.
산처리(A
type)
원료를 산(Acid)처리함으로써 등전점(IEP) 7 ~ 9를 가지는 젤라틴을 생산할 수 있습니다.
염산이나 황산용액에 일정한 시간동안 뼈나 돈피를 처리합니다. 이후에 찬물로 산용액을 깨끗이 세척하여
줍니다
ㆍ산(Acid)처리 : 원료는 주로 돈피를 사용합니다. A type이라고도
합니다
실제의 공정은 다음과 같은 몇가지의 공정들로 구성되어 있습니다. 공정순서는 원료의 절단, 알카리(산)처리,
세척, 중화, 추출, 여과, 농축(증발), 살균, 냉각, 건조, 분쇄, 실험(반제품), 배합, 실험(완제품),
포장등으로 구성되어 있습니다. |
젤라틴은 단백질, 즉 아미노산들로 구성되어진 중합체(폴리머)입니다.
음영된 부분은 모든 아미노산에 있어서 공통적이며, 측쇄 R그룹은 모든 존재하는 20개 아미노산마다
다릅니다. 체인(chain)있어서 아미노산의 순서와 형태는 그 체인(Chain)의 기능을 결정하여
줍니다. 젤라틴 구조에 있어서 주요 아미노산은 글리신(glycine) 약 30% 그리고 프롤린/하이드록시프롤린(proline/hydroxyproline)
약 25% 그리고 주로 발생되는 아미노산 배열은 glycine-X-proline-, -glycine-proline-X-
and -glycine-X-hydroxyproline 와 같은 구조를 나타내며 X부분은 다른 20개
아미노산의 하나가 될 수 있습니다. |
| 젤라틴의 아미노산 스펙트럼( Amino acid spectrum of
gelatin) |
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Aspartic acid
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4.8
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Threonin
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2.0
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Leucin
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2.5
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Glutamic acid
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10.3
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Alanin
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10.4
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Hydroxylysin
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0.9
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Hydroxyprolin
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11.4
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Prolin
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12.0
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Phenylalanin
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1.1
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Serin
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3.4
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Tyrosin
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0.4
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Lysin
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2.9
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Glycin
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23.2
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Valin
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2.2
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Histidin
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0.8
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Methionin
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0.7
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Arginin
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10.0
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Isoleucin
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1.0
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등전점(Iso-electric
Point)
모든 다른 단백질처럼 젤라틴은 분자의 총표면 전하가 zero(0)인 상태의 pH 즉 등전점(Iso-electric
point)을 가지며, 아래에서 보여주는 표처럼 A.B 타입의 젤라틴들은 등전점이 다릅니다.
A type젤라틴과 B type젤라틴의 특성은 등전점을 제외한 나머지 특성들은 아주 비슷하지만 카라기난
같은 음이온 중합체들과의 원하지 않던 상호작용들이 발생될 때 사용시 주의해서 젤라틴을 선택해야 합니다.
그런 경우에는 B type 젤라틴만이 사용될 수 있습니다.
용해성(Solubility)
찬물에서의 젤라틴의 팽윤( Swelling)은 온도,염(salt)의 존재 그리고 pH에 달려있습니다.
pH가 등전점으로부터 멀어지면 멀어질수록 최대한의 팽윤을 얻을 수 있습니다.
젤라틴은 약 35 oC이상에서부터 용해되기 시작합니다.
겔화(Gelation)
겔화(Gelation)는 젤라틴 용액이 30-35 oC 아래로 식었을 때 시작되며, 그 온도에서
점도 또한 높아지기 시작합니다. 10 oC의 온도를 유지시킴으로서 젤리강도는 계속해서 증가해서 약15
~20시간 후에는 최고조에 이르게 될 것입니다. 냉장 온도인(+5oC)에서는 약 5 ~ 8시간 후에
젤리강도가 최고조에 이르게 될 것입니다.
블룸값(Bloom Value)은 젤라틴의 강도를 표시하는데 사용되며, 젤리강도(Jelly strength)는
BS기준 (British Standard: BS 757)에 따라6.67%의 젤라틴용액을 젤리강도계의
플런저(Plunger)가 표면으로부터 4mm 깊이로 눌렀을 때 필요한 힘(Force)으로 정의할
수 있습니다.
젤라틴은 겔화(Gelation)가 되기 위해선 많은 다당류처럼 염의 존재나 확실한 pH의 범위 그리고
설탕을 필요로 하지 않습니다만, 젤라틴 겔의 젤리강도는 온도,염의 존재 그리고 다른 첨가물에 의해
영향을 받을 수 있습니다.
젤라틴 겔은 열에 대하여 가역적(reversible)입니다.
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최적의 물성을 나타내기 위해서 젤라틴을 덩어리지는 것이 없이 완전히 녹여야 합니다. 가수분해(hydrolysis)
즉 물성의 손실을 피하기 위해, 과도한 가열(Heating)이나 산(Acids)들어간 상태에서의
용해는 피해야 합니다.
최종제품의 유형이나 사용될 기계장치 및 공정에 따라 실제 젤라틴 용해방법 및 사용될 젤라틴 타입(예를
들면, 입자크기)이 달라질 수 있습니다.
덩어리가 형성되는 것을 막기 위해선 최소한의 팽윤 조건하에 찬물을 넣은 후 골고루 저어준 다음,
다른 첨가물과 혼합시킨 후 60 oC로 가열합니다. 이런 방식으로 기포가 없는 젤라틴 용액을 만들
수 있습니다.
제과부문에 필요한 농축젤라틴용액을 만들기 위해선 굵은 입자의 젤라틴을 90 oC의 물에 넣은 후
교반기로 저어주면서 만들 수 있습니다. 기포를 제거하기 위하여 젤라틴용액을 서서히 저어주면서 몇시간동안
60 oC로 유지시켜야 됩니다.
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