بخشی از مقاله
ژلاتين ماهي- جنبه هايي كه تحت آن مي‌توان ژلاتين ماهي را به عنوان جايگزين براي ژلاتين پستانداران به شمار آورد
چكيده
غذا و صنعت داروسازي در سراسر دنيا شاهد تقاضاي روزافزوني براي كلاژن و ژلاتين مي‌باشد. ژلاتين‌هاي پستانداران (وابسته به خوك و گاو) كه به عنوان محبوب‌ترين و گسترده‌ترين نوع ژلاتين مورد استفاده قرار مي‌گيرد، مبحثي است كه مورد اجبار و شك و ترديد اساسي در مصرف كنندگان قرار گرفته است و اين شك و ترديدها به علت مربوط بودن به سلامت و مباحث فرهنگي اجتماعي است، مي‌باشد. ژلاتين ماهي (مخصوصاً ماهي‌هاي آب گرم) خصوصيات مشابهي را با ژلاتين
خوكي (Porcine) دارند و ممكن است به عنوان جايگزيني براي ژلاتين پستانداران در جهت استفاده از آنها در محصولات غذايي بكار روند. توليد و استفاده از ژلاتين ماهي نه تنها نياز مصرف كننده را ارضا مي‌كند، بلكه به عنوان ابزاري در جهت استفاده از برخي از فرآورده‌هاي فرعي صنعت
ماهيگيري بكار مي‌رود. اين مرور بر روي خصوصيات منحصر بفرد، مزايا، اجبارات و چالش‌هايي كه در توليد و استفاده از ژلاتين ماهي موجود مي‌باشد و در جهت فراهم آوردن يك ديد جامع و يك بينش عميق‌تر بر روي عناصر غذايي مهم عمل مي‌كند، همانطور كه دورنهايي است براي بهره‌برداري بازرگاني در آينده و راهنمايي است براي مطالعات آينده.
مقدمه
ژلاتين، يكي از محبوب‌ترين پلي‌مرهاي زيستي است كه به طور گسترده‌اي در غذا، داروسازي، لوازم آرايشي و كاربردهاي عكسبرداري استفاده مي‌شود و همه آنها به خاطر خصوصيات تكنولوژيكي و وظيفه‌اي آن است. در صنعت غذاسازي، ژلاتين در ساخت مرباجات و شيريني‌جات (اساساً براي فرهم آوردن آدامس‌ها، نساجي و پاياسازي كف) توليداتي با چربي پايين (براي توليد خامه، كاهش چربي)، لبنيات (براي تثبيت و پاياسازي و بافندگي) چيزهاي پخته شده (براي امولسيون‌سازي،
تهيه ژله و پاياسازي و تثبيت) و محصولات گوشتي (براي فراهم آوردن پيوند آب) بكار مي‌رود. در زمينه‌هاي پزشكي و داروسازي، ژلاتين به عنوان جايگاهي براي ايمپلانت، در داروهاي قابل تزريق براي ارائه ميكروسفرها و در تزريقات درون وريدي استفاده مي‌شود.
همچنين گزارش‌هايي وجود دارد كه در آن واكسن‌هاي ويروسي رقيق و زنده در جهت ايمني در برابر كرم كدو، اوريون، سرخجه، استفالوپاتي ژاپني، هاري، ديفتري و كزاز است كه شامل ژلاتيني
است كه به عنوان تثبيت كننده بكار مي‌رود. در صنعت داروسازي، ژلاتين به طور گسترده‌اي براي ساخت كپسول‌هاي سخت و نرم، بسط دهنده‌هاي پلاسما و در معالجه زخم‌ها استفاده مي‌شود. ژلاتين حاوي كالري كمي است و به طور معمول براي استفاده در مواد خوراكي توصيه شده است. از آن جهت كه باعث افزايش ميزان پروتئين مي‌شود و مخصوصاً در غذاهاي مربوط به بدن‌سازي نيز مفيد جلوه كرده است. علاوه بر اين، ژلاتين براي كاهش ميزان كربوهيدرات موجود در غذا بكار مي‌رود كه براي بيماران ديابتي فرمول‌سازي شده‌اند.
درخواست جهاني براي ژلاتيم در تمام اين سال‌ها رو به افزايش بوده است. گزارشات اخير نشان داده است كه توليد جهاني ساليانه ژلاتين در حدود 326000 تن مي‌باشد كه همراه با ژلاتين مشتق شده از پوست خوك كه به عنوان بالاترين ميزان توليد خارجي 46 درصدي به حساب مي‌آيد و توسط پوست خام گاوي (4/29%)، استخوان‌ها (1/23%) و منابع ديگر (5/1%) به دنبال آن مي‌آيد. با وجودي كه ژلاتين دامنه وسيعي از موارد استعمال مفيد دارد، بدبيني و روابط قوي هنوز هم با توجه به موارد استفاده آن به مصرف كنندگان فشار زيادي وارد مي‌آورد.
اين مسائل به تمايلات مذهبي (كه هم يهوديان و هم مسلمانان استفاده از هرگونه محصول مربوط به خوك را ممنوع دانسته، در صورتي كه هنديان استفاده از گوشت گاو را ممنوع مي‌دانند) و همچنين هواخواهي و تبعيت از گياهخواري در سراسر دنيا مربوط مي‌شود. علاوه بر اين دلواپسي و نگراني محققان در اين باره است كه آيا بافت‌هاي حيواني كه از ژلاتين‌و كلاژن مشتق شده است، ظرفيت انتقال حاملان ژن‌هاي بيماري‌زا مثل پروتئين پريون را دارند يا خير؟
به هرحال، مطالعاتي كه توسط چندين نويسنده هدايت شد، نشانگر اين مط
لب است كه فرآيندتوليد ژلاتين مانع موثري در برابر پريون‌هاي BSE مي‌باشد. براي نمونه در مارس سال 2003، كميته علمي گوساله‌پروري اروپا ثابت كرد كه خطر مربوط به ژلاتين استخواني گاوي (بوين) نزديك به صفر است. با وجودي كه ژلاتين خوكي (پورسين) براي ترازهاي بالاي توليد بكار مي‌روند، اما مقادير چشمگيري از ژلاتين كه در صنعت داروسازي و مواد خوراكي بكار مي‌رود از گاوهاي مشتق شده‌اند.
بخش BSE درست مثل وابستگي‌هاي مذهبي به تحقيقات فشرده‌اي مخصوصاً در اروپا وادار شده است تا بتواند جايگزين‌هايي را براي ژلاتين مشتق شده از پستانداران شناسايي كرده و به توسعه آن بپردازد. علاوه بر اين، رقابت‌هاي زيادي در ميان سازندگان وجود دارد كه در جهت تهيه پوست خوك و ساير منابع پستانداران است و تقاضاهاي روزافزون و قيمت‌هاي رو به افزايشي را موجب شده است. به هرحال، جايگزين‌هاي زيادي موجود است، ولي غيرممكن است كه ما بتوانيم ژلاتين را به طور كلي حذف كنيم. محققان از انجمن‌ها و صنعت‌هاي مختلف توانسته‌اند جايگزيني براي ژلاتين پيدا كنند.
در بين دهه اخير علاقه زيادي در بازارهاي ژلاتين مشتق شده از ماهي و ماكيان موجود بوده است. پوست ماكيان و استخوان‌ها در آينده نزديك براي تهيه ژلاتين مورد استفاده قرار خواهد گرفت، اما محصولات تجاري به طور رايجي توسط محصولات قانوني محدود شده است. پوستي كه از ماكيان بدست مي‌آيد، به عنوان ماده خام براي ساير كاربردهاي غذايي و خوراكي بكار مي‌رود. در اين رابطه، ژلاتين ماهي به عنوان بهترين جايگزين ژلاتين‌هادي پستانداران شناخته شده است، مخصوصاً داراي كيفيتي است كه همان نقطه ذوب پايين آن مي‌باشد.
با اين وجود، توليد ژلاتين ماهي هنوز در مراحل اوليه آن مي‌باشد و فقط به حدود يك درصد توليد ژلاتين جهاني ساليانه كمك مي‌كند. گرفتن ماهي اساساً براي مصرف انسان و يا ساير استفاده‌هاي كم مثل توليد مواد خوراكي و خوراك دام كاربرد دارد. ماهي به عنوان غذاي انسان استفاده مي‌شود و به عنوان 78% كل ماهيگيري در كشورهاي توسعه يافته و در حال توسعه است. صرف‌نظر از 21 درصدي كه براي استفاده‌هاي غيرخوراكي مي‌باشد.
فرآيندسازي به سمت توليد حجم زيادي از ضايعات ماهي (مثل پوست، استخوان و بال ماهي) هدايت مي‌شود كه به طور كلي دور ريخته مي‌شوند. نتيجتاً تحقيقاتي در زمينه افزايش استفاده از ضايعات كلاژن‌دار ماهي‌ها در جهت توليد ژلاتين صورت گرفته است. با وجودي كه ژلاتين ماهي از سال 1950 مورد مطالعه و بررسي قرار گرفته استئ، اغلب مطالعات بر روي ژلاتين به ژلاتين پستانداران ارجاع داده مي‌شود و فقط در اين چند سال اخير است كه مطالعات فشرده‌اي روي ژلاتين ماهي انجام شده است و در مطبوعات به چاپ رسيده است.
تلاش‌هاي محققان ممكن است مستقيماً به وقفه وجوددر BSE در اروپا ربط داده شود. اين ضروري بود كه براي فرآهم آوردن يك بينش دروني در جهت كشف ژلاتين ماهي به عنوان جايگزيني براي ژلاتين پستانداران هدف‌گذاري شده بود. البته ناكيد بيشتري روي روش‌هاي استخراج و ويژگي‌هاي فيزيكي، شيميايي، وظيفه‌اي و حسي داشت.
كلاژن و ژلاتين
نه مثل پروتئين‌هايي كه به طور طبيعي وجود دارند، ژلاتين از پروتئين فيبردار كلاژن مشتق شده است كه جزء اصلي پوست حيوانات، استخوان و بافت‌هاي تماسي است. ژلاتين از طريق هيدروليز جزئي كلاژن به وي توليد مي‌شود. در طول ساخت ژلاتين، مواد خام حيواني با اسيد رقيق و آلكالي مورد واكنس قرار مي‌گيرند كه نتيجه آن شكستن پيوندهاست. ساختار شكسته مي‌شود و به كلاژن قابل حل در آب گرم تبديل شده و ژلاتين شكل مي‌گيرد. برخي از انواع 27 كلاژن شناسايي شده‌اند و طبقه‌بندي ساده آن را در جدول 1 نشان داده‌ايم.
جدول 1
مولكول‌هاي كلاژن از 3 زنجيره α تشكيل شده‌اند و اين سه زنجيره به هم بافته شده است كه كلاژن 3 پاريچه را بوجود مي‌آورند و شكل يك ساختار سه بعدي را به خود گرفه و يك ايده‌آل هندسي براي پيوندهاي بين زنجيره هيدروژني فراهم مي‌آورد. هر زنجيره موجود در مارپيچ به صورت ساعت گرد در حال گردش است. اين مارپيچ 3تايي تقريباً nm300 طول دارد و شامل وزن مولكولي حدود 105kDa مي‌باشد. مارپيچ‌هاي 3 تايي توسط پيوندهاي هيدروژن‌هاي بين زنجيره محكم مي‌شوند مصنوع‌سازي كلاژن باعث تفكيك ميله‌ها و تفكيك كلي يا جزئي زنجيره‌ها مي‌شود كه به علت نابودي پيوندههاي هيدروژني، فقدان استحكام مارپيچ 3تايي و مصنوع‌سازي كلاژن و پلي‌مرهايي است كه به شكل كلوئيد موجود مي‌باشند.
ژلاتين‌هاي صنعتي مخلوطي از تركيبات مختلف است: زنجيره‌هاي α- (زنجيره تك پلي‌مري)، زنجيره β- (زنجيره α- با پيوند كووالانسي دوگانه) و زنجيره‌هاي γ- (زنجيره α- با پيوند كووالانسي 3 گانه). تشكيل كلاژن شامل 20 آمينواسيد مي‌باشد. با وجودي كه برخي از تفاوت‌هاي موجود در تركيب آمينواسيدها در سراسر كلاژن‌هايي كه از منابع مختلف مشتق شده‌اند بارز است، باز هم
خصوصيات معيني وجود دارد كه مرسوم بوده و به خصوصيات كلاژن‌ها مربوط مي‌شود فقط پروتئين پستانداران است كه شامل مقادير زيادي هيدروكسي پرولين و هيدروكسي ليزين بوده و محتواي مجموع آمينواسيدي آن (پرولين و هيدروكسي پرولين) بالا مي‌باشد. تركيب آمينواسيد ژلاتين بسيار نزديك به آمينواسيدهاي كلاژن مبداء مي‌باشد و توسط تكرار رشته سه تايي Gly-x-y بوجود مي‌آيند كه در اينجا x همان پرولين و y هيدروكسي پرولين مي‌باشد. جدول 2 نشان دهنده نوعي تركيب آمينواسيدي از ژلاتين خوكي (پورسين) مي‌باشد.
ژلاتين ماهي
ژلاتين حاصل از منابع دريايي (پوست، استخوان‌ها، باله ماهي‌هاي آب‌هاي سرد و گرم) مي‌تواند جايگزين خوبي براي ژلاتين گاوي (بوين) باشد. يكي از مزاياي اصلي منابع ژلاتين دريايي، اين است كه آنها ربطي به خطر ابتلا به انسفالوپاتي بوني اسفنجي ندارند. ژلاتين ماهي براي مسلمانان قابل قبول بوده و مي‌تواند با محدوديت‌هاي كمي در بين يهوديان و هندويان استفاده شود. علاوه بر اين، پوست ماهي كه يكي از اصلي‌ترين محصولات فرعي صنعت توليد ماهي مي‌باشد، در حالي كه مسبب آلودگي و ضايعات است، مي‌تواند به عنوان باارزش‌ترين منبع ژلاتين مورد بهره‌برداري قرار گيرد. پوست ماهي شامل مقادير قابل توجهي كلاژن است:
Nagai و Suzuki در سال2000 گزارش كردن كه اتلاف محتويات كلاژن موجود در پوست ماهي در گربه ماهي ژاپني، ماهي آزاد با كاليفرنيا، كوسه ماهي سربزرگ، به ترتيب 4/51%، 8/49% و حدود 1/50% است. توليد ژلاتين ماهي واقعاً جديد به نظر نمي‌رسد. از زماني كه در سال 1960 توسط استخراج اسيد، توليد شد با وجودي كه اغلب آنها براي مصارف صنعتي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. چندي بعد، چندين گروه تحقيقي جنبه‌هاي مختلف ژلاتين ماهي را مورد تحقيق و بررسي قرار دادند. ژلاتين از پوست‌ها و استخوان‌هاي ماهي‌هاي گوناگون موجود در آب سرد (مثل ماهي آزاد) و ماهي‌هاي آب گرم مثل (ماهي تن، گربه ماهي، تيلاپيا، كوسه و ميگو) بدست مي‌آيد. جدول 3 گزارشات گوناگوني را فهرست‌بندي مي‌كند كه درباره استخراج و توصيف ويژگي‌هاي اختصاصي ژلاتين ماهي به بحث مي‌پردازد.
تبديل كلاژن به ژلاتين محلول مي‌تواند توسط حرارت دادن كلاژن در اسيد يا آلكالي بدست آيد. محلول‌سازي گرمايي كلاژن (در حضور اسيد يا آلكالي) در صورت شكافتن تعدادي از پيوندهاي كووالانسي بين مولكولي است كه در كلاژن موجود مي‌باشد. علاوه بر اين، برخي از پيوندهاي آميدي موجود در زنجيره‌هاي مقدماتي مولكول‌هاي كلاژن است كه دست هيدروليز شده‌اند. فرآيند استخراج مي‌تواند طول زنجيره پلي‌پپتيد و ويژگي‌هاي وظيفه‌اي ژلاتين را تحت تاثير قرار دهد. اين عوامل به پارامترهايي مثل (دما، زمان pH)، پيش درمان و خصوصيات و روش‌هاي نگهداري مواد خام آغازين بستگي دارد. تمام فرآيندهاي ساخت ژلاتين شامل 3 مرحله اساسي مي‌باشند: فرآوري مواد خام، استخراج ژلاتين، خالص‌سازي و خشك كردن.
علاوه بر اين، ژلاتين ساخته شده اغلب تركيب مي‌شود تا اينكه ژلاتيني را با كيفيت تجاري بالا و ويژگي‌هاي خاص براي كاربردهاي خاص توليد كند. وابسته به روش‌هايي كه كلاژن در آن فرآوري مي‌شود، دو نوع مختلف از ژلاتين توليد مي‌شود (هر كدام با خصوصيات متفاوت) نوع A ژلاتين (در نقطه ايزوالكتريك pH 6-9) از كلاژني كه تحت عمل اسيد بوده، بوجود مي‌آيد و نوع B ژلاتين (در
نقطه ايزوالكتريك pH 5) از كلاژني كه تحت آلكالي بوده توليد مي‌ود. معالجات اسيدي اغلب براي كلاژن‌هايي كه پيوند كووالانسي كمتري دارند، مناسب است، مانند پوست‌هاي ماهي و خوك، در حالي كه معالجات آلكالي اغلب براي كلاژن‌هايي كه پيچيده‌ترند، در لايه پوستي گاوي ديده مي‌شوند، مناسب‌تر خواهد بود. ژلاتين ماهي با استفاده از تعدادي از روش‌هاي گوناگون مي‌تواند استخراج شود كه در جدول 4 به طور خلاصه به آن اشاره كرده‌ايم.
روش‌هاي مستقيمي كه براي آماده‌سازي ژلاتين كاربرد دارد، شامل فرآورده هاي شيميايي مواد خام و شرايط دمايي ملايم در طي فرآيند استخراج است. Gomez و Montero در سال 2001 روشي را براي استخراج ژلاتين همراه با ظرفيت ژلهاي بودن بالاي آن از پوست ماهي‌ها گزارش كردند كه اين روش‌ها اساساً به فرآورده‌هاي حاصل از اسيدهاي ملايم براي متورم كردن كلاژن بستگي داشت و به دنبال آن استخراج در آب در دماي متوسط 45 درجه سانتيگراد مي‌آمد. كل فرآيند به خاطر ميزان اسيدي كه در پيوندهاي موجود در كلاژن ماهي وجود داشت، حدود 24 ساعت طول كشيد و معادله ملايم اسيدي براي توليد تورم متناسب و
از هم گسيختن پيوندهاي غيركووالانسي بين مولكولي و فرامولكولي كافي به نظر مي‌رسيد.
درمان‌هاي گرمايي در بالاي 40 درجه سانتيگراد پيوندهاي هيدروژني را از بين برده و تعدادي از پيوندهاي كووالانسي را نيز مي‌شكند كه مارپيچ‌هاي سه گانه را از طريق انتقال مارييچ به مارپيچ سست كرده و باعث تبديل آنها به ژلاتين محلول مي‌شود. پلي‌مرهايي كه داراي وزن مولكولي بالايي هستند، از طريق دوام پيوندهاي ممكن ژلاتيني را بوجود مي‌آوردند كه به ماهيت و درجه محلول‌سازي بستگي دارد.
Sadowka and Kolozeik در سال 2004 نشان دادند كه امكان اين مطلب وجود دارد كه بتوان عمليات‌هاي شيميايي را حذف كرد و زمان استخراج را از پوست ماهي‌هاي آب سرد از 12 ساعت به 30 دقيقه كاهش داد، اما مواد خام خرد شده بايد به جاي پوست استفاده شود. به خاطر ويژگي‌هاي ساختاري كلاژن، پوست ماهي‌ها نمي‌تواند به راحتي در چرخ گوش خرد شود. با اين وجود، آنها مي‌توانند به راحتي بعد از عمليات با اسيد استيك رقيق در دماي زير 15 درجه سانتيگراد براي مدت 2 ساعت تركيب شوند. پيش از استخراج، روش‌هايي در جهت محافظت از مواد خام كشف شدند كه چندين خصوصيت فيزيكي ژلاتين ماهي را تحت تاثير قرار دادند.
چندي از محققان در سال 2003 اين طور گزارش كردند كه ژلاتين حاصل از پوست در دماي 12- درجه سانتيگراد يخ مي‌زند و مقادير قدرت ژل پايين‌تر از ژلاتيني است كه از پوست ماهي‌هاي تازه و پوست‌هاي يخ زده در دماي 20- درجه بدست مي‌آيد. آنها به خصوصيات ژلاتيني كه (با استفاده از 50mmol/L اسيد استيك) از پوست گربه ماهي استخراج شده بود، نگاهي انداختند. آنها اعلام كردند كه در مقايسه با ژلاتين حاصل از پوست تازه و پوست يخ زده، ژلاتين بدست آمده از پوست خشك شده‌ي گربه ماهي، استحكام ژلي بالاتري از خود نشان داده و آنها اين خصوصيت را به محتواي زياد زنجيره – α موجود در ژلاتين حاصل از پوست‌هاي خشك شده ربط دادند.
آنها همچنين مشاهده كردند كه نقاط ذوب و ژلهاي شدن از محلول ژلاتيني پوست خشك شده گربه ماهي شبيه به نقاط موجود در محلول ژلاتيني پوست تازه بوده، اما كاملاً با نقاط موجود در ژلاتين پوست يخ زده متفاوت مي‌باشد. به طور ميانگين، محلول استخراجي ژلاتين ماهي پايين‌تر از ژلاتين پستانداران است كه تقريباً 6 تا 19 درصد قرار مي‌گيرد. استخراج پايين‌تر محصول ژلاتين ماهي مي‌تواند به علت كمبود كلاژن استخراج شده از طريق تراوش در طي مرحله‌هاي شست و شو بوده و يا مي‌تواند به علت هيدروليز ناقص كلاژن باشد.
علاوه بر اين، گزارش شده است كه ترشحات دروني پروتئاز به پوست شامل تجزيه مولكول‌هاي ژلاتين (مخصوصاً زنجيره‌هاي β, α) در طي فرآيند استخراج در دماهاي بالا بوده كه به استحكام پايين آن مربوط مي‌شود. با اضافه كردن پروتئاز بازدارنده به همراه فرآيند كمكي پپسين مي‌توان ابزار كارآيي را بوجود آورد تا در فراهم آوردن محصولات بيشتر از طريق هيدروليز پپتيدها موثر مواقع شود. براي استخراج ژلاتين از ماهي (رباينده چشم درشت) فرآيند كمكي پپسين در تركيب با پروتئاز بازدارنده (پپ استالين) مي‌تواند باعث افزايش محصول از 2/22% به 3/40% باشد (محصول بر اساس محتواي هيدروكسي پرولين ژلاتين در مقايسه با هيدروكسي پرولين پوست در قبل از استخراج، مورد محاسبه قرار گرفته است.
رحمان السيدي اين طور شرح داد كه توليد بيشتر ژلاتين (18%) از پوست ماهي تن با باله‌هايي زرد است. محصول و كيفيت ژلاتين نه تنها توسط گونه‌ها و بافت‌هاي مختلفي كه استخراج شده‌اند قرار مي‌گيرد، بلكه تحت تاثير خود فرآيند استخراج نيز خواهد بود. بعدها Zho و Regeustein به مطالعه و بررسي شرايط استخراج براي ژلاتين پوست ماهي پولاك پرداختند. محصولات مشاهده شده براي ژلاتين پوست ماهي پولاك در مطالعات آنها بين 3 تا 19درصد متغير بود و بسيار نسبت به دماي پيش معالجه و غلظت H+ حساس بود عمليات قبلي در دماي اتاق به سمت كمبود زياد ژلاتين هدايت مي‌شد. با وجودي كه مي‌توانست ميزان چسبندگي آن را افزايش دهد. آنها پيشنهاد كردند كه از دماي پايين عمليات بايد در طي استخراج ژلاتين از پو
در مقايسه، محققان ديگري در سال 1997 با استفاده از استخراج مدام از تمام پوست‌هاي ماهي كاد، به توليد ژلاتين بين 11 تا 14% رسيدند كه به غلظت هيدروكسيديسيدم، اسيد سولفوريك، محلول‌هاي اسيد سيتريك بستگي داشت كه در عمليات مقدماتي مواد خام مورد استفاده قرار مي‌گيرند.
Ulmo-Monetro اينطور گزارش كردند كه محصول استخراج‌ها در ميان گونه‌هاي مختلف ماهي‌ها متفاوت خواهد بود (ماهي سول 83%، گلريم 477%، ماهي كاد 2/7%). آنها همچنين بيان داشتند كه پوست بازويي نيازمند دماهاي استخراج بالاتري (80 درجه) هستند، اما حتي تحت اين شرايط، توليد فقط 6/2% بوده، يعني پايين‌تر از محصولاتي است كه در روش‌هاي ملايم‌تري از پوست ماهي استخراج مي‌شوند. در مورد گونه‌هاي ديگر، محصول استخراج شده از ژلاتين پوست مابين 5/5 تا 21درصد از وزن آغازين مواد خام قرار گرفته است.
تفاوت موجود بين اين مقادير به تفاوت‌هاي موجود در تركيب پوست‌ها و مقدار اجزاء قابل حل در پوست بستگي دارد و اين ويژگي‌ها هم بر اساس نوع ماهي‌ها و سس ماهي‌ها نيز فرق خواهد كرد. به علاوه تفاوت در روش‌هاي استخراج مي‌تواند تاثيري روي توليدات هم داشته باشد. دامنه‌ي وسيعي از محصولات ژلاتيني مي‌توان به محتواي كلاژن موجود در مواد خام بستگي داشته باشد.
به هر حال، اين اطلاعات در داده‌هاي منتشر شده موجود نمي‌باشد. انتشار محصولات ژلاتيني به
عنوان وزن ژلاتين خشك در مقايسه با وزن ژلاتين مرطوب، رايج بوده، ولي معتبر نيستند. محتواي آب ممكن است به خاطر عمليات‌هاي مختلفي كه در پوست انجام مي‌شود، فرق داشته باشند. اين عمليات‌ها شامل: فريز كردن، نمك سود كردن، بريدن، تخليه و غيره باشد. بنابراين محصولات ژلاتين مي‌تواند به عتوان مقدار ژلاتين خشك در مقايسه با مقدار مواد خشك در پوست گزارش شوند.
3.2. ويژگي‌هاي شيميايي، فيزيكي شيميايي، وظيفه‌اي از ژلاتين ماهي
در مصارف خوراكي، مهمترين خصوصيت ژلاتين، استحكام ژلهاي، چسبندگي و نقاط ذوب و ژلهاي شدن آن است. اين ويژگي‌ها تحت تاثير عوامل زيادي قرار مي‌گيرند، مثل ميانگين وزن مولكوي و انتشار وزن مولكولي، غلظت محلول ژلاتيني و زمان بالغ شدن ژل، دماي بالغ شدن ژل، pH و محتواي نمكي. بررسي‌هاي زيادي روي خصوصيات غذايي ژلاتين ماهي صورت گرفته است. چندي از محققان، به طور مستقيم ماهي و ژلاتين خوكي (پورسين) را با هم مقايسه كرده‌اند. علاوه بر اين، ويژگي‌هاي وظيفه‌اي و فيزيكي و شيميايي ژلاتين ماهي، به طور گسترده‌اي مورد مطالعه قرار گرفته است، مخصوصاً در رابطه با ويژگي‌هاي جريان و تغيير شكل مواد مثل امولسيون‌سازي و كف‌سازي، تشكيل فيلم و خصوصيات حسي.
3.2.1. ويژگي‌هاي ساختاري و شيميايي
جدول 2 تركيب آمينواسيدي از انواع مختلف ژلاتين ماهي را به طور خلاصه نشان داده است. به طور كلي، كلاژني كه در پوست ماهي وجود دارد، وجود تنوعات گسترده‌اي در تركيبات آمينواسيدي را در مقايسه با كلاژن پستانداران نشان مي‌دهد. مقدار هيدروكسي پرولين آنها و محتويات پرولين، كمتر از مقدار آن در كلاژن‌هاي پستانداران ب
وده و در عوض با وجود مقدار زياد سرين و تريونين، جبران خواهد شد.
به طور كلي، كلاژن‌هاي ماهي حاوي ميزان كمي آمينواسيد نسبت به كلاژن‌هاي پستانداران بوده و اين مطلب مي‌تواند دليلي براي مصنوع‌سازي در دماي پايين باشد. منبع و نوع كلاژن خواهد توانست ويژگي‌هاي ژلاتين‌ها را تحت تاثير قرار دهد. ژلاتين‌هاي ماهي حاوي غلظت كمتري از
آمينواسيدهايي مثل هيدروكسي پرولين و پرولين در مقايسه با ژلاتين‌هاي پستانداران بودن و ژلاتين‌هاي ماهي آب گرم مثل تولاپيا و ماهي تن حاوي آمينواسيد بالاتري نسبت به ژلاتين‌هاي ماهي آب سرد است. ميزان هيدروكسي پرولين و پرولين براي ژلاتين پستانداران حدود 30%، براي ژلاتين‌هاي ماهي آب گرم 25-22% (تيلاپيا) و براي ژلاتين‌هاي آب‌هاي سرد (كاد)، حدود 17% خواهد بود.
Avena در سال 2006 خصوصيات مشابهي را گزارش كردند كه در آن ژلاتين‌هاي ماهي آب سرد حاوي ميزان كمتري از هيدروكسي پرولين، پرولن، والين و رسوبات لويسين نسبت به ژلاتين‌هاي پستانداران بوده، اما حاوي ميزان بيشتري از گليسين، سرين، تريونين، اسيد اسپارتيك، ميتونين و رسوبات و پسمانده‌هاي هيستيدين خواهد بود. با اين وجود، هم ماهي‌هاي آب سرد و هم ژلاتين‌هاي پستانداران داراي ميزان مشابهي از آلانين، اسيد گلوتاميك، سيستئين، ايزولوسين، تيروسين، فنيل آلانين، هوموسيستين، هيدروكسي ليزين، ليزين و رسوبات و پس مانده‌هاي آرگيمين است.
Haug در سال 2004 يك مطالعه مقايسه‌اي روي ويژگي‌هاي جريان و تغيير شكل مواد در ماهي و ژلاتين‌هاي پستانداران انجام داد كه به تفاوت‌هاي اساسي بين ژلاتين پستانداران و ماهي‌ها دست يافت. اين تفاوت‌ها به محتواي آمينواسيدها، پرولين و هيدروكسي پرولين ربط داده مي‌شود كه زماني كه ژلاتين يك شبكه ژلهاي را تشكيل مي‌دهد، به تثبيت آن مي‌پردازد. هرچه كه ميزان هيدروكسي پرولين و پرولين كم باشد، به ژلاتين ماهي ضريب ژلهاي بودن پايين و دماهاي ذوب و ژلهاي شدن پايين را مي‌دهد.
بايد به خاطر سپرده شود كه ساختار مارپيچي ژل ژلاتيني كه به عنوان خصوصيت ژل به شمار مي‌رود، توسط حد و مرزهاي وابسته به طرز استقرار اجزاء اتم در فضا تثبيت مي‌شود. اين حد و مرزها توسط حلقه‌هاي پيدروليدين آمينواسيدها به علاوه پيوندهاي هيدروژني بين باقيمانده‌هاي آميتواسيدها تحميل مي‌شود. جدا از تركيب آمينواسيدها، خصوصيات وظيفه‌اي ژلاتين توسط انتشار وزن و ساختارهاي مولكولي و تركيب‌هاي بين واحدهاي فرعي آن، تحت تاثير قرار مي‌گيرد. در طي فرآيند ساخت ژلاتين، تبديل كلاژن به مولكول‌هاي ژلاتيني با جرم‌هاي مختلف به علت شكستن پيوندهاي كووالانسي بين زنجيره‌اي و شكستن نامطلوب پيوندهاي پپتيدي فرازنجيره‌اي مي‌باشد. در نتيجه، ژلاتين بدست آمده داراي وزن مولكولي پايين‌تري نسبت به كلاژن بومي بوده و حاوي
مخلوطي از خرده‌هاي باقيمالنده با وزن مولكولي در دامنه بين Kpa250-80 مي‌باشد.
ژلاتين‌هاي پستانداران و ماهي‌ها حاوي بس پاشيدگي انتشار وزن مولكولي بود كه به ساختار كلاژنت و فرآيند توليد مربوط مي‌شود. علاوه بر اليگومرهاي مختلف واحدهاي فرعي آلفا، زنجيره‌هاي هيدروليز شده آلفا نيز موجود مي‌باشد كه مخلوطي حاوي مولكول‌هايي با وزن مولكولي مختلف است، را رشد مي‌دهد. بس پاشيدگي به صورت كسري از ميانگين وزن شده وزن مولكولي (Mw) به تعداد ميانگين وزن مولكولي (Mn) محاسبه مي‌شود كه هميشه مقدار بيشتر از 2 را دارا مي‌باشد. تراكم زنجيره γ- و زنجيره β- در ژلاتين‌هاي پوست ماهي پولاك و ماهي آزاد و همچنين در ژلاتين‌هاي پوست ماهي و پستانداران تجاري ديده مي‌شود. مقادير زياد زنجيره β, γ- تاثيرات منفي برخي از ويژگي‌هاي وظيفه‌اي ژلاتين ماهي را نشان مي‌دهد كه از اين قرار است:
چسبندگي پايين نقاط تشكيل و ذوب پايين كه در نتيجه زمان تشكيل طولاني‌تري مي‌باشد. تحقيقاتي كه روي ژلاتين‌هاي ماهي‌هاي آزاد و پولاك شده است، بيانگر اين مطلب است كه ژلاتين‌هاي موجود در اين ماهي‌ها وزن مولكولي متفاوتي در مقايسه با ژلاتين پورسين (خوكي) داشته و ژلاتين‌هاي آنها زنجيره‌هايي با وزن مولكولي پايين دارند. علاوه بر اين، ژلاتين‌هاي ماهي شامل انواع وزن مولكولي پايين‌تري هستند كه در ژلاتين پورسين موجود نمي‌باشد.
3.2.2. ويژگي‌هاي جريان و تشكيل مواد
ژلاتين به عنوان يك ژل فيزيكي شناخته شده است. روابط و پيوندهاي بين زنجيره‌ها كه مواد را مي‌سازند، ماهيتاً فيزيكي مي‌باشد. برخي از ژلهاي فيزيكي، مثل آگلي نت، از نظر گرمايي برگشت‌پذير نيستند. بنابراين انرژي پيوند در ژلاتين نسبتاً ضعيف بوده، در نتيجه ژلاين قادر به ساخت ژل‌هايي است كه از نظر گرمايي برگشت‌پذير باشند. جدا از ژلاتين، كاسيس (پروتئين شبيه كه توده‌هاي كروي به قطر nm300-20 مي‌سازد) آگارزو، پكتين، كاراكيناز (پلي ساكاريدي كه از آلگائي استخراج مي‌شود) هم مي‌توانند ژل‌هايي را بسازند كه از نظر گرمايي برگشت‌پذير باشند.
استحكام ژله و نقطه ذوب ژل، اساسي‌ترين ويژگي فيزيكي ژلهاي ژلاتيني است. اينها توسط وزن مولكولي و پيوندهاي پيچيده‌اي كه توسط آمينواسيدها تعبين مي‌شود و نسبت زنجيره‌هاي آلفا و بتاي موجود در ژلاتيم هدايت مي‌شوند.
استحكام ژل به اندازه تكه‌هايي كه حاوي وزن مولكولي تقريبي 100000gmol-1 وابسته است. يك رابطه‌ي قوي بين استحكام ژل و محتواي زنجيره α- در ژلاتين وجود دارد. به عبارت ديگر، نسبت بالايي از پپتيدهايي كه داراي وزن مولكولي بالاتر يا پايين‌تر از زنجيره‌هاي α- هستند، استحكام ژل را كاهش خواهد داد. استحكام ژل از ژلاتين‌هاي تجاري با استفاده از ارزش شمش (Bloom) نشان داده مي‌شود. ارزش يا ميزان شمش وزني در گرم است كه براي گودال عمق خاصي به كار
مي‌روند تا سطح ژل استاندارد و تعديل كننده‌ي گرما را به عمقي كه تحت شرايط استاندارد است، تنزل دهند. استحكام ژلي از ژلاتين‌هاي تجاري در دامنه‌ي بين 100 تا 300 بوده، اما ژلاتين‌هايي كه داراي ميزان بلوم 250 تا 260 هستند، مطلوب‌تر مي‌باشند. جدول 5 ميزان بلوم برخي از ژلاتين‌هاي ماهي را نشان مي‌دهد.
