АнглийскийЕН
Как желатин образует гель?
За пределами биофармацевтики · Часто задаваемые вопросы о съедобном желатине
Краткий ответ:Желатин состоит из длинных, разрозненных цепей коллагена, которые могут снова складываться. По мере охлаждения теплого раствора короткие участки соседних цепей снова собираются в частичные коллагеноподобные тройные спирали, называемые зонами соединения; достаточное количество таких цепей сшивает их в трехмерную сеть, которая удерживает воду, так что весь образец застывает в мягкий твердый гель.
От коллагена к сети, удерживающей воду
Чтобы понять, как желатин застывает, начнём с того, откуда он берётся. Желатин получают путём мягкого расщепления коллагена, основного структурного белка кожи и костей животных. В нативном коллагене три цепи плотно обвиваются друг вокруг друга, образуя прочную тройную спираль. В процессе производства желатина эти цепи частично раскрываются, но остаются достаточно длинными, чтобы сохранять свою функциональность. Таким образом, желатиновый раствор содержит длинные, гибкие, в основном неорганизованные цепи, которые всё ещё содержат участки исходной повторяющейся последовательности аминокислот и всё ещё помнят, как сворачиваться обратно в свою коллагеноподобную форму.
Охлаждение позволяет цепям снова «застегнуться» вместе.
Ключевым этапом гелеобразования является обратное раскрытие цепей. Когда теплый раствор желатина охлаждается до температуры примерно 30–40 °C или ниже, короткие участки соседних цепей спонтанно скручиваются друг вокруг друга, образуя короткие, частичные тройные спирали. Эти участки называются зонами соединения. Каждая зона соединения представляет собой физическую поперечную связь, удерживающую две цепи вместе в этом месте:
- Одна цепочка может образовывать зоны соединения с несколькими соседними звеньями, поэтому одна цепочка может участвовать во многих связях.
- По мере образования всё большего количества цепочек соединений, они объединяются в единую непрерывную трёхмерную сетку, а не располагаются отдельно друг от друга.
Именно эта сетка, а не отдельные цепочки, и составляет гель.
Почему гель состоит преимущественно из воды
Сшитая сетчатая структура занимает очень небольшую часть объема. Остальное — вода, удерживаемая внутри сетки частично за счет того, что она заключена внутри сетки, а частично благодаря водолюбивым свойствам белка. Типичный плотный гель может примерно на 95–99% состоять из воды, но при этом вести себя как твердое вещество, поскольку небольшое количество белкового каркаса предотвращает вытекание воды в виде свободной жидкости. Именно эта структура с захваченной водой позволяет прозрачному желеобразному десерту сохранять свою форму, при этом сохраняя вкус фруктовой жидкости, из которой он был приготовлен.
Концентрация определяет, закрепится ли что-либо.
Образование геля происходит только при содержании полимера выше минимального значения. Если желатина слишком мало, зоны соединения не могут связать достаточное количество цепей для образования прочной сетчатой структуры, поэтому раствор густеет, но никогда по-настоящему не застывает.
| Приблизительный уровень | Типичная текстура |
|---|---|
| Очень низкий (значительно менее 1 %) | Загустевшая жидкость, практически без видимых признаков застывания. |
| Низкий–умеренный (~0,5–2 %) | Мягкий, легко наносимый ложкой или текучий гель, используемый в десертах и в качестве стабилизатора. |
| Более высокий (примерно на 2–5 % или более) | Плотные гели для нарезки и извлечения из форм для жевательных конфет и желе. |
Приведенные выше значения представляют собой общие рабочие диапазоны для систем на водной основе и могут варьироваться в зависимости от рецептуры; рассматривайте их как ориентировочные, а не как технические характеристики.
Метод Блума измеряет, насколько устойчива сеть.
Не все желатиновые гели одинаково твердые при одинаковой концентрации; именно это различие и измеряет тест Блума, или тест на прочность геля. Цепи с более высоким значением Блума образуют более плотную и прочную сетку, что приводит к образованию более твердого геля. Поэтому кондитер сравнивает значения Блума, чтобы определить, нужно ли добавить больше или меньше порошка, а поставщики указывают это в сертификате анализа (COA). Для получения более подробной информации ознакомьтесь со специальным разделом.Часто задаваемые вопросы о силе цветения.
Узнать больше
Поскольку гелеобразование происходит при охлаждении и прекращается при нагревании, давайте разберемся, почему желатин застывает при охлаждении.почему он плавится при нагреванииНачните с широкого круга вопросов.Что такое съедобный желатин?.
