เจลาติน

เจลาติน (Gelatinในภาษาอังกฤษแบบอเมริกัน หรือgelatineในภาษาอังกฤษแบบอังกฤษ) ( มาจากภาษาละตินgelatusแปลว่า' แข็ง, แช่แข็ง' ) เป็นส่วนผสมอาหารที่มีลักษณะโปร่งแสง ไม่มีสี ไม่มีรสชาติ โดยทั่วไปได้มาจากคอลลาเจนที่ สกัดจากส่วนต่างๆ ของร่างกายสัตว์ มีลักษณะเปราะเมื่อแห้ง และยืดหยุ่นเหมือนยางเมื่อชื้น อาจเรียกอีกชื่อว่า คอลลาเจนไฮโดรไลซ์ คอลลาเจนไฮโดรไลเซต เจลาตินไฮโดรไลเซต เจลาตินไฮโดรไลซ์ และคอลลาเจนเปปไทด์ หลังจากผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิ สแล้วนิยมใช้เป็นสารก่อเจลในอาหาร เครื่องดื่มยา แคปซูล ยาหรือวิตามินฟิล์มถ่ายภาพกระดาษและเครื่องสำอาง
สารที่มีเจลาตินหรือทำงานในลักษณะคล้ายกันเรียกว่าสารเจลาตินเจลาตินเป็น รูปแบบของคอลลาเจนที่ถูก ไฮโดรไล ซ์อย่างถาวร ซึ่งการไฮโดรไลซิสจะลด เส้นใย โปรตีน ให้กลาย เป็นเปปไทด์ ขนาดเล็ก ขึ้น อยู่กับวิธีการทางกายภาพและเคมีของการทำให้เสียสภาพ น้ำหนักโมเลกุลของเปปไทด์จะอยู่ในช่วงกว้าง เจลาตินมีอยู่ในเยลลี่ลูกอมเหนียวส่วนใหญ่มาร์ชเมลโลว์ไอศกรีมน้ำจิ้มและโยเกิร์ต [ 1 ] เจลาตินสำหรับทำอาหารมีทั้งแบบผง เม็ด และแผ่น ชนิดที่พร้อมใช้งานสามารถเติมลงในอาหารได้เลย ส่วนชนิดอื่นๆ ต้องแช่น้ำก่อน
เจลาตินเป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติที่ได้จากคอลลาเจนผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิส โครงสร้างทางเคมีของเจลาตินประกอบด้วยกรดอะมิโนเป็นหลัก ได้แก่ไกลซีนโพรลีนและไฮดรอกซีโพรลีน โซ่ของ กรดอะมิโนเหล่านี้ก่อตัวเป็นโครงข่ายสามมิติผ่านพันธะไฮโดรเจนและปฏิกิริยาไฮโดรโฟบิก ทำให้เจลาตินมีคุณสมบัติในการก่อเจล เจลาตินละลายได้ดีในน้ำและสามารถก่อตัวเป็นสารคล้ายเจลที่กลับคืนสภาพเดิมได้ เมื่อเย็นตัวลง น้ำจะถูกกักอยู่ภายในโครงสร้างโครงข่าย ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าไฮโดรเจล
เจลาตินเป็นไฮโดรเจลที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัวคือสามารถคงโครงสร้างและฟังก์ชันการทำงานที่เสถียรได้แม้จะมีน้ำเป็นส่วนประกอบมากถึง 90% ทำให้เจลาตินถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการแพทย์ อาหาร และเครื่องสำอาง โดยเฉพาะในระบบนำส่งยาและวัสดุปิดแผล เนื่องจากให้ความชุ่มชื้นที่เสถียรและส่งเสริมกระบวนการรักษา[ 2 ]นอกจากนี้ ความสามารถในการย่อยสลายได้ทางชีวภาพและความเข้ากันได้ทางชีวภาพทำให้เจลาตินเป็นวัสดุไฮโดรเจลที่เหมาะสม[ 3 ] การวิจัยเกี่ยวกับคอลลาเจนไฮโดรไลซ์แสดงให้เห็นว่าไม่มีประโยชน์ที่แน่ชัดต่อสุขภาพข้อต่อ แม้ว่าจะกำลังมีการศึกษาเพื่อใช้ในการดูแลรักษาบาดแผล ก็ตาม แม้ว่าจะมีความกังวลเรื่องความปลอดภัยเนื่องจากมีต้นกำเนิดจากสัตว์ แต่หน่วยงานกำกับดูแลได้กำหนดว่าความเสี่ยงของการแพร่กระจายของโรคอยู่ในระดับต่ำมากเมื่อปฏิบัติตามวิธีการแปรรูปมาตรฐาน
ลักษณะเฉพาะ
คุณสมบัติ
เจลาตินเป็นกลุ่มของเปปไทด์และโปรตีนที่ผลิตโดยการไฮโดรไลซิส บางส่วน ของคอลลาเจนที่สกัดจากผิวหนัง กระดูก และเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของสัตว์ เช่น วัว ไก่ หมู และปลา ในระหว่างการไฮโดรไลซิส พันธะบางส่วนระหว่างและภายในโปรตีนที่เป็นส่วนประกอบจะถูกทำลาย องค์ประกอบทางเคมีของเจลาตินมีความคล้ายคลึงกับคอลลาเจนที่เป็นต้นกำเนิดในหลายแง่มุม[ 4 ]เจลาตินเกรดสำหรับการถ่ายภาพและเภสัชกรรมโดยทั่วไปได้มาจากกระดูกวัวและหนังหมู เจลาตินจัดเป็นไฮโดรเจล

เจลาตินแทบไม่มีรสชาติและไม่มีกลิ่น มีลักษณะใสหรือเหลืองอ่อน[ 5 ] [ 6 ]มีลักษณะโปร่งใสและเปราะ และอาจมาในรูปแผ่น เกล็ด หรือผง[ 5 ]ตัวทำละลายที่มีขั้วเช่น น้ำร้อน กลีเซอรอล และกรดอะซิติก สามารถละลายเจลาตินได้ แต่ไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น แอลกอฮอล์[ 5 ]เจลาตินดูดซับน้ำได้ 5-10 เท่าของน้ำหนักตัวเองเพื่อก่อตัวเป็นเจล[ 5 ]เจลที่เกิดจากเจลาตินสามารถละลายได้โดยการให้ความร้อนซ้ำ และมีความหนืดเพิ่มขึ้นภายใต้แรงกด ( thixotropic ) [ 5 ]จุดหลอมเหลวสูงสุดของเจลาตินต่ำกว่าอุณหภูมิร่างกายมนุษย์ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญต่อความรู้สึกในปากของอาหารที่ผลิตด้วยเจลาติน[ 7 ]ความหนืดของส่วนผสมเจลาติน-น้ำจะสูงสุดเมื่อความเข้มข้นของเจลาตินสูงและส่วนผสมถูกเก็บไว้ในที่เย็นประมาณ4 °C (39 °F ) เจลาตินเชิงพาณิชย์จะมีค่าความแข็งแรงของเจลประมาณ 90 ถึง 300 กรัม Bloom โดยใช้การทดสอบความแข็งแรงของเจลBloom [ 8 ]ความแข็งแรงของเจลาติน (แต่ไม่ใช่ความหนืด) จะลดลงหากถูกความร้อนสูงกว่า100 °C (212 °F)หรือหากเก็บไว้ที่อุณหภูมิใกล้ 100 °C เป็นเวลานาน[ 9 ] [ 10 ]
เจลาตินมีจุดหลอมเหลวและอุณหภูมิการเกิดเจลที่แตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มา ตัวอย่างเช่น เจลาตินที่ได้จากปลาจะมีจุดหลอมเหลวและอุณหภูมิการเกิดเจลต่ำกว่าเจลาตินที่ได้จากเนื้อวัวหรือเนื้อหมู[ 11 ]
องค์ประกอบ
เมื่อแห้ง เจลาตินประกอบด้วยโปรตีน 98–99% แต่ไม่ใช่โปรตีนที่สมบูรณ์ทางโภชนาการ เนื่องจากขาดทริปโตเฟนและขาด ไอโซลิว ซีน ทรีโอนีนและเมไทโอนีน [ 12 ] ปริมาณกรดอะมิโนของคอลลาเจนไฮโดรไลซ์จะเท่ากับคอลลาเจน คอลลาเจนไฮโดรไลซ์ประกอบด้วยกรดอะมิโน 19 ชนิด โดยส่วนใหญ่เป็นไกลซีน (Gly) 26–34% โพรลีน (Pro) 10–18% และไฮดรอกซีโพรลีน (Hyp) 7–15% ซึ่งรวมกันคิดเป็นประมาณ 50% ของปริมาณกรดอะมิโนทั้งหมด[ 13 ]ไกลซีนมีหน้าที่ในการจัดเรียงโซ่ให้แน่น การมีอยู่ของโพรลีนจำกัดโครงสร้าง ซึ่งมีความสำคัญต่อคุณสมบัติการเกิดเจลของเจลาติน[ 14 ]กรดอะมิโนอื่นๆ ที่มีส่วนสำคัญ ได้แก่อลานีน (Ala) 8–11% อาร์จินีน (Arg) 8–9%; กรดแอสปาร์ติก (Asp) 6–7%; และกรดกลูตามิก (Glu) 10–12% [ 13 ]
วิจัย
ในปี 2554 คณะ กรรมการของหน่วยงานความปลอดภัยด้านอาหารแห่งยุโรปเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์อาหาร โภชนาการ และภูมิแพ้ ได้สรุปว่า " ยังไม่มีการพิสูจน์ ความสัมพันธ์เชิงสาเหตุและผลระหว่างการบริโภคคอลลาเจนไฮโดรไลเสตกับการบำรุงรักษาข้อต่อ" [ 15 ]
คอลลาเจนไฮโดรไลซ์ได้รับการศึกษาในฐานะวัสดุปิดแผลชนิดหนึ่งที่มุ่งแก้ไขความไม่สมดุลในสภาพแวดล้อมจุลภาคของแผลและการรักษาแผลเรื้อรัง (แผลเรื้อรังที่ไม่ตอบสนองต่อการรักษาตามปกติ) รวมถึงแผลไฟไหม้ระดับสองที่ลึก[ 16 ] [ 17 ]
ข้อกังวลด้านความปลอดภัย
คอลลาเจนไฮโดรไลซ์ เช่นเดียวกับเจลาติน ผลิตจากผลพลอยได้จาก สัตว์ ในอุตสาหกรรมเนื้อสัตว์หรือบางครั้งก็ผลิตจากซากสัตว์ที่ถูกแยกและแปรรูปโดยโรงงานแปรรูปซากสัตว์ซึ่งรวมถึงหนัง กระดูก และเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน
ในปี 1997 สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา ของสหรัฐอเมริกา (FDA) โดยได้รับการสนับสนุนจาก คณะกรรมการที่ปรึกษาTSE ( transmissible spongiform encephalopathy ) เริ่มติดตามความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากการแพร่กระจายโรคสัตว์ โดยเฉพาะโรค ไข้สมองอักเสบในวัว (BSE) หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าโรควัวบ้า [ 18 ] การศึกษาของ FDA ในปีนั้นระบุว่า "...ขั้นตอนต่างๆ เช่น ความร้อน การบำบัดด้วยด่าง และการกรอง อาจมีประสิทธิภาพในการลดระดับของสารก่อโรค TSE ที่ปนเปื้อน อย่างไรก็ตาม หลักฐานทางวิทยาศาสตร์ในขณะนี้ยังไม่เพียงพอที่จะแสดงให้เห็นว่าการบำบัดเหล่านี้จะกำจัดสารก่อโรค BSE ได้อย่างมีประสิทธิภาพหากมีอยู่ในวัตถุดิบต้นทาง" [ 19 ]เมื่อวันที่ 18 มีนาคม 2016 FDA ได้สรุปกฎชั่วคราวสามข้อที่ออกมาก่อนหน้านี้ ซึ่งออกแบบมาเพื่อลดความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจาก BSE ในอาหารของมนุษย์[ 20 ]กฎขั้นสุดท้ายได้ชี้แจงว่า "เจลาตินไม่ถือว่าเป็นวัสดุจากวัวที่ต้องห้าม หากผลิตโดยใช้กระบวนการอุตสาหกรรมตามปกติที่ระบุไว้" [ 21 ]
คณะกรรมการกำกับดูแลด้านวิทยาศาสตร์ (SSC) ของสหภาพยุโรปในปี พ.ศ. 2546 ระบุว่าความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับเจลาตินจากกระดูกวัวนั้นต่ำมากหรือเป็นศูนย์[ 22 ] [ 23 ]
ในปี พ.ศ. 2549 หน่วยงานความปลอดภัยด้านอาหารของยุโรปได้ระบุว่าความเห็นของ SSC ได้รับการยืนยันแล้วว่าความเสี่ยงของ BSE ของเจลาตินที่ได้จากกระดูกนั้นมีน้อย และแนะนำให้ยกเลิกคำขอในปี พ.ศ. 2546 ที่จะยกเว้นกะโหลก สมอง และกระดูกสันหลังของวัวที่มีอายุมากกว่า 12 เดือนออกจากวัสดุที่ใช้ในการผลิตเจลาติน[ 24 ]
การผลิต

ในปี 2019 ความต้องการเจลาตินทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ620,000 ตัน(1.4 × 10 ^ 9 ปอนด์) [ 26 ] ในเชิงพาณิชย์ เจลาตินผลิตจากผลพลอยได้จาก อุตสาหกรรม เนื้อสัตว์และเครื่องหนังเจลาตินส่วนใหญ่ได้มาจากหนังหมู กระดูกหมูและวัว หรือหนังวัวที่แยกชั้น[ 27 ]เจลาตินที่ทำจากผลพลอยได้จากปลาช่วยหลีกเลี่ยงข้อโต้แย้งทางศาสนาบางประการเกี่ยวกับการบริโภคเจลาติน[ 7 ]วัตถุดิบจะถูกเตรียมโดยกระบวนการบ่ม การใช้กรด และด่างที่แตกต่างกัน ซึ่งใช้ในการสกัดคอลลาเจนไฮโดรไลเสตแห้ง กระบวนการเหล่านี้อาจใช้เวลาหลายสัปดาห์ และความแตกต่างในกระบวนการดังกล่าวมีผลอย่างมากต่อคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์เจลาตินขั้นสุดท้าย
นอกจากนี้ยังสามารถเตรียมเจลาตินเองได้ที่บ้าน โดยการต้มเนื้อหรือกระดูกที่มีกระดูกอ่อนบางส่วน เจลาตินจะละลายในน้ำ ขึ้นอยู่กับความเข้มข้น น้ำซุปที่ได้ (เมื่อเย็นลง) จะกลายเป็นวุ้นหรือเจลตามธรรมชาติ กระบวนการนี้ใช้ในการทำแอสปิก
แม้ว่าจะมีกระบวนการหลายอย่างที่สามารถเปลี่ยนคอลลาเจนให้เป็นเจลาตินได้ แต่กระบวนการเหล่านั้นก็มีปัจจัยร่วมกันหลายประการ พันธะระหว่างโมเลกุลและภายในโมเลกุลที่ทำให้คอลลาเจนที่ไม่ละลายน้ำคงตัวจะต้องถูกทำลาย และพันธะไฮโดรเจนที่ทำให้เกลียวคอล ลาเจนคงตัว ก็จะต้องถูกทำลาย เช่นกัน [ 4 ]กระบวนการผลิตเจลาตินประกอบด้วยขั้นตอนหลักหลายขั้นตอน:
- ขั้นตอนการเตรียมวัตถุดิบให้พร้อมสำหรับขั้นตอนการสกัดหลัก และเพื่อกำจัดสิ่งเจือปนที่อาจส่งผลเสียต่อคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของผลิตภัณฑ์เจลาตินขั้นสุดท้าย
- การไฮโดรไลซิสของคอลลาเจนให้กลายเป็นเจลาติน
- การสกัดเจลาตินจากส่วนผสมไฮโดรไลซิส ซึ่งโดยปกติจะทำโดยใช้น้ำร้อนหรือสารละลายกรดเจือจางเป็นกระบวนการหลายขั้นตอน
- กระบวนการกลั่นและฟื้นฟูคุณภาพ รวมถึงการกรอง การทำให้ใส การระเหย การฆ่าเชื้อ การอบแห้ง การบด การบดละเอียด และการร่อน เพื่อกำจัดน้ำออกจากสารละลายเจลาติน เพื่อผสมเจลาตินที่สกัดได้ และเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่แห้ง ผสม และบดละเอียด
การเตรียมการก่อนการรักษา
หากวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตเจลาตินได้มาจากกระดูกจะใช้สารละลายกรดเจือจาง เพื่อกำจัด แคลเซียมและเกลืออื่นๆ อาจใช้น้ำร้อนหรือตัวทำละลายหลายชนิดเพื่อลดปริมาณไขมัน ซึ่งไม่ควรเกิน 1% ก่อนขั้นตอนการสกัดหลัก หากวัตถุดิบประกอบด้วย หนัง สัตว์จะต้องผ่านกระบวนการลดขนาด การล้าง การกำจัดขน และการกำจัดไขมัน เพื่อเตรียมวัตถุดิบสำหรับขั้นตอนการไฮโดรไลซิส
ไฮโดรไลซิส
หลังจากเตรียมวัตถุดิบ เช่น การกำจัดสิ่งเจือปนบางส่วน เช่น ไขมันและเกลือ คอลลาเจนที่ผ่านการทำให้บริสุทธิ์บางส่วนจะถูกเปลี่ยนเป็นเจลาตินผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิส การไฮโดรไลซิสคอลลาเจนทำได้โดยวิธีใดวิธีหนึ่งในสามวิธี ได้แก่ไฮโดรไล ซิสด้วยกรด ไฮโดรไลซิสด้วยด่าง และไฮโดรไลซิส ด้วยเอนไซม์ การบำบัดด้วยกรดเหมาะอย่างยิ่งสำหรับ วัสดุ ที่มีการเชื่อมโยงข้าม ไม่ สมบูรณ์ เช่น คอลลาเจนจากหนังหมู และโดยปกติจะใช้เวลา 10 ถึง 48 ชั่วโมง การบำบัดด้วยด่างเหมาะสำหรับคอลลาเจนที่ซับซ้อนกว่า เช่น คอลลาเจนที่พบใน หนัง วัวและต้องใช้เวลานานกว่า โดยปกติหลายสัปดาห์ จุดประสงค์ของการบำบัดด้วยด่างคือการทำลายการเชื่อมโยงข้ามทางเคมีบางอย่างที่ยังคงมีอยู่ในคอลลาเจน ในอุตสาหกรรมเจลาติน เจลาตินที่ได้จากวัตถุดิบที่ผ่านการบำบัดด้วยกรดเรียกว่าเจลาตินชนิด A และเจลาตินที่ได้จากวัตถุดิบที่ผ่านการบำบัดด้วยด่างเรียกว่าเจลาตินชนิด B [ 28 ]
ความก้าวหน้ากำลังเกิดขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพผลผลิตของเจลาตินโดยใช้การไฮโดรไลซิสคอลลาเจนด้วยเอนไซม์ ระยะเวลาการบำบัดสั้นกว่าที่จำเป็นสำหรับการบำบัดด้วยด่าง และส่งผลให้ได้ผลิตภัณฑ์บริสุทธิ์เกือบสมบูรณ์ คุณสมบัติทางกายภาพของผลิตภัณฑ์เจลาตินขั้นสุดท้ายถือว่าดีกว่า[ 29 ]
การสกัด
การสกัดจะดำเนินการโดยใช้น้ำหรือสารละลายกรดที่อุณหภูมิเหมาะสม กระบวนการทางอุตสาหกรรมทั้งหมดจะอิงตามค่า pH ที่เป็นกลางหรือเป็นกรด เนื่องจากแม้ว่าการบำบัดด้วยด่างจะช่วยเร่งการเปลี่ยนแปลง แต่ก็ส่งเสริมกระบวนการเสื่อมสภาพด้วยเช่นกัน สภาวะการสกัดด้วยกรดถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม แต่ระดับความเป็นกรดจะแตกต่างกันไปตามกระบวนการต่างๆ ขั้นตอนการสกัดนี้เป็นกระบวนการหลายขั้นตอน และโดยปกติอุณหภูมิการสกัดจะเพิ่มขึ้นในขั้นตอนการสกัดต่อๆ ไป เพื่อให้แน่ใจว่าเจลาตินที่สกัดได้จะเสื่อมสภาพจากความร้อนน้อยที่สุด
การกู้คืน
กระบวนการนี้ประกอบด้วยหลายขั้นตอน เช่น การกรอง การระเหย การทำให้แห้ง การบด และการร่อน การดำเนินการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและขึ้นอยู่กับเจลาตินที่ใช้ด้วย ควรหลีกเลี่ยงและลดการเสื่อมสภาพของเจลาตินให้น้อยที่สุด ดังนั้นจึงใช้อุณหภูมิต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในกระบวนการกู้คืน ส่วนใหญ่แล้วการกู้คืนจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยกระบวนการทั้งหมดจะดำเนินการเป็นหลายขั้นตอนเพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพอย่างมากของโครงสร้างเปปไทด์ โครงสร้างเปปไทด์ที่เสื่อมสภาพจะส่งผลให้ความแข็งแรงของเจลต่ำ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วไม่เป็นที่ต้องการ
การใช้งาน
ประวัติศาสตร์ยุคแรกของการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร
Kitab al-Tabikhในศตวรรษที่ 10 มีสูตรสำหรับทำวุ้นปลา ซึ่งทำโดยการต้มหัวปลา[ 30 ]
สูตรสำหรับน้ำซุปเนื้อเจลพบได้ในLe Viandierซึ่งเขียนขึ้นในราวปี ค.ศ. 1375 [ 31 ]
ในศตวรรษที่ 15 ในสหราชอาณาจักร มีการต้มกีบวัวเพื่อผลิตเจล[ 32 ]ในช่วงปลายศตวรรษที่ 17 เดนิส ปาแปง นักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศส ได้ค้นพบวิธีการสกัดเจลาตินอีกวิธีหนึ่งโดยการต้มกระดูก[ 33 ]สิทธิบัตรการผลิตเจลาตินของอังกฤษได้รับการอนุมัติในปี 1754 [ 32 ] ในปี 1812 ฌอง-ปิแอร์-โจเซฟ ดาร์เซต์นักเคมีได้ทำการทดลองเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้กรดไฮโดรคลอริกเพื่อสกัดเจลาตินจากกระดูก และต่อมาด้วยการสกัดด้วยไอน้ำ ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่ามาก รัฐบาลฝรั่งเศสมองว่าเจลาตินเป็นแหล่งโปรตีนราคาถูกที่เข้าถึงได้สำหรับคนยากจน โดยเฉพาะในปารีส[ 34 ]
การประยุกต์ใช้เจลาตินในอาหารในฝรั่งเศสและสหรัฐอเมริกาในช่วงศตวรรษที่ 19 ดูเหมือนจะพิสูจน์ให้เห็นถึงความหลากหลายของเจลาติน รวมถึงต้นกำเนิดความนิยมของเจลาตินในสหรัฐอเมริกาในรูปแบบของเจลโล่ [ 35 ] ใน ช่วงกลางศตวรรษที่ 19 ปี เตอร์ คูเปอร์นักอุตสาหกรรมและนักประดิษฐ์ชาวอเมริกันได้จดสิทธิบัตรผงเจลาตินสำหรับทำขนมหวานที่เขาเรียกว่า "เจลาตินพกพา" ซึ่งเพียงแค่เติมน้ำก็เพียงพอแล้ว ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ชาร์ลส์และโรส น็อกซ์ได้ก่อตั้งบริษัท Charles B. Knox Gelatin Company ในนิวยอร์ก ซึ่งส่งเสริมและทำให้การใช้เจลาตินเป็นที่นิยม[ 36 ]
การใช้งานด้านการทำอาหาร

เจลาติ นเป็นสารก่อเจลที่ใช้กันทั่วไปในการปรุงอาหารเจลาตินชนิดและเกรดต่างๆ ถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์อาหารและไม่ใช่อาหารหลากหลายประเภท ตัวอย่างอาหารทั่วไปที่มีเจลาติน ได้แก่เยลลี่ทริฟเฟิลแอ สปิก มาร์ช เมลโลว์ลูกอมข้าวโพดและขนมหวาน เช่นพีปส์กัมมี่แบร์ขนมผลไม้และเยลลี่เบบี้[ 37 ]เจลาตินอาจใช้เป็นสารทำให้คงตัวสารเพิ่มความข้น หรือสารปรับเนื้อสัมผัสในอาหาร เช่น โยเกิร์ตครีมชีสและมาการีน นอกจากนี้ ยังใช้ในอาหารไขมันต่ำเพื่อจำลองความรู้สึกในปากของไขมันและเพื่อเพิ่มปริมาตร และยังใช้ในการผลิตเกี๊ยวน้ำจีนหลายชนิด โดยเฉพาะเกี๊ยวน้ำเซี่ยงไฮ้ หรือเสี่ยวหลงเปารวมถึงเซิงเจี้ยนหมั่นโถวซึ่งเป็นเกี๊ยวน้ำแบบทอดและนึ่ง ไส้ของทั้งสองอย่างทำโดยการผสมเนื้อหมูบดกับเจลาตินก้อน และในระหว่างการปรุง เจลาตินจะละลาย ทำให้ได้เนื้อสัมผัสที่คล้ายน้ำซุปและมีความเหนียวหนึบเป็นเอกลักษณ์
เจลาตินใช้สำหรับทำให้ใสของน้ำผลไม้ เช่น น้ำแอปเปิล และน้ำส้มสายชู[ 38 ]
ไอซิงกลาสได้มาจากถุงลมของปลา ใช้เป็น สาร ตกตะกอนสำหรับไวน์และเบียร์[ 39 ]นอกจาก เยลลี่ ฮาร์ทฮอร์นซึ่งได้จากเขากวาง (จึงเป็นที่มาของชื่อ "ฮาร์ทฮอร์น") ไอซิงกลาสเป็นหนึ่งในแหล่งเจลาตินที่เก่าแก่ที่สุด
สารยึดเกาะ สารทำให้เกิดอิมัลชัน และสารคงตัว
เจลาตินใช้เป็นตัวนำหรือสารแยกสารสำหรับสารอื่นๆ มันทำให้เบต้าแคโรทีนละลายน้ำได้ จึงสามารถนำไปใช้เป็นสารแต่งสีในเครื่องดื่มทำให้มีสีเหลือง
อุปกรณ์ให้แสงสว่างระดับมืออาชีพและสำหรับการแสดงละครบางชนิดใช้เจลสีเพื่อเปลี่ยน สี ของลำแสงในอดีต เจลสีเหล่านี้ทำจากเจลาติน จึงเป็นที่มาของคำว่า " เจลสี "
เจลาติ นถูกใช้เพื่อยึด ผลึกซิลเวอร์ เฮไลด์ในอิมัลชัน ใน ฟิล์มถ่ายภาพและกระดาษถ่ายภาพเกือบทุกชนิดแม้จะมีความพยายามอย่างมาก แต่ก็ยังไม่พบสารทดแทนที่เหมาะสมซึ่งมีความเสถียรและราคาถูกเท่าเจลาติน
เจ ลาตินใช้เป็นสารยึดเกาะในหัวไม้ขีดไฟ[ 40 ]และกระดาษทราย [ 41 ]
การใช้เจลาตินในด้านการทำอาหาร เช่น การทำให้ใสและการทำให้บริสุทธิ์ รวมถึงการใช้ในทางการแพทย์เพื่อช่วยให้ยาคงตัว ล้วนเป็นตัวอย่างของการใช้เจลาตินเป็นอิมัลซิไฟเออร์หรือสารยึดเกาะ
การเคลือบ
เจลาตินถูกนำมาใช้เป็น สารเคลือบผิวภายนอกของกระดาษเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2380 และยังคงเป็นสารเคลือบผิวหลักของกระดาษยุโรปทั้งหมดจนถึงกลางศตวรรษที่ 19 [ 42 ]ในยุคปัจจุบัน ส่วนใหญ่พบในกระดาษสีน้ำ และบางครั้งก็พบในกระดาษพิมพ์มันเงา กระดาษศิลปะ และไพ่ เจลาตินช่วยรักษารอยย่นในกระดาษเครป
ยาและเครื่องสำอาง
การเตรียมยาใช้ภายนอก
เครื่องสำอางบางชนิดอาจมีเจลาตินชนิดที่ไม่จับตัวเป็นเจล โดยใช้ชื่อว่าคอลลาเจนไฮโดรไลซ์ (ไฮโดรไลเซต) คอลลาเจนไฮโดรไลซ์อาจพบได้ในครีมทาผิว โดยทำหน้าที่เป็นตัวปรับสภาพเนื้อสัมผัสและให้ความชุ่มชื้นแก่ผิว
ยารับประทาน
เจลาตินเป็นสารเพิ่มปริมาณ ทั่วไป ในยารับประทาน ทั้งยาและวิตามิน เดิมทีเจลาตินถูกใช้ในเปลือกของแคปซูล ทั้งหมด เพื่อให้กลืนได้ง่ายขึ้น ปัจจุบัน ไฮ โปร เมลโลส (ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส, HPMC) ซึ่ง เป็นทางเลือกที่ยอมรับได้สำหรับผู้ ทาน มังสวิรัติก็ถูกนำมาใช้สำหรับแคปซูลแข็งเช่นกัน มีต้นทุนการผลิตต่ำกว่าเจลาติน นอกจากนี้ยังมีการใช้แป้งดัดแปลงด้วย[ 43 ]
ซอฟต์เจล (แคปซูลนิ่ม) ส่วนใหญ่ยังคงทำจากเจลาตินเนื่องจากความยืดหยุ่นที่จำเป็น ทางเลือกมังสวิรัติเชิงพาณิชย์ตัวแรกที่ใช้คาร์ราจีแนน - แป้งดัดแปลงปรากฏขึ้นในปี 2544 ซอฟต์เจลรุ่นใหม่ยังใช้อัลจิเนตด้วย กระบวนการผลิตซอฟต์เจลมังสวิรัติยังคงซับซ้อนกว่าแบบที่ใช้เจลาติน[ 44 ]
สารทำให้คงตัวในการฉีด
เจลาตินยังทำหน้าที่เป็นสารคงตัวในวัคซีนและยาฉีดอื่นๆ ช่วยให้ส่วนผสมคงตัวเพื่อรักษาประสิทธิภาพและความสม่ำเสมอ[ 45 ]น่าเสียดายที่ประชากรส่วนน้อยแพ้เจลาติน ซึ่งอาจนำไปสู่ปฏิกิริยาทั่วร่างกายที่รุนแรงเมื่อฉีดเข้าไป ส่งผลให้มีการเลิกใช้เจลาตินในวัคซีนโดยสมัครใจในหลายประเทศ เช่น ญี่ปุ่น[ 46 ]
สารทดแทนพลาสมาในเลือด
เจลาตินอาจใช้เป็นสาร ทดแทน พลาสมาในเลือด ซึ่งเป็น สารเพิ่มปริมาตรคอลลอยด์เพื่อรักษาภาวะช็อกจากการขาดปริมาตรเลือดที่เกิดจากสภาวะต่างๆ เช่นแผลไหม้หรือใช้เป็นการรักษาระยะสั้นเมื่อ ไม่มี ผลิตภัณฑ์เลือด ที่เหมาะสมกว่า ให้ใช้ได้ทันที[ 47 ]
รากฟันเทียม
การปลูกถ่ายคอลลาเจนหรือฟิลเลอร์ผิวหนังยังใช้เพื่อแก้ไขปัญหาเรื่องริ้วรอย ความไม่สมบูรณ์ของรูปทรง และรอยแผลเป็นจากสิว เป็นต้น องค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาได้อนุมัติการใช้งาน และระบุว่าเซลล์จากวัวและมนุษย์เป็นแหล่งที่มาของฟิลเลอร์เหล่านี้ ตามข้อมูลขององค์การอาหารและยา ผลลัพธ์ที่ต้องการสามารถคงอยู่ได้นาน 3-4 เดือน ซึ่งถือว่ามีอายุการใช้งานสั้นที่สุดเมื่อเทียบกับวัสดุอื่นๆ ที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์เดียวกัน[ 48 ]
เทคโนโลยีชีวภาพ
เจลาตินยังใช้ในการสังเคราะห์ไฮโดรเจลเพื่อ การประยุกต์ใช้ ในวิศวกรรมเนื้อเยื่อโครงสร้างคล้ายคอลลาเจนทำให้เจลาตินเป็นเมทริกซ์นอกเซลล์ที่ มีประโยชน์ ในการเพาะเลี้ยงเซลล์แบบ 3 มิติ[ 49 ]
เจลาตินยังใช้เป็นสารอิ่มตัวในการทดสอบภูมิคุ้มกันและเป็นสารเคลือบ อีกด้วย [ 50 ]
การทดสอบการย่อยสลายเจลาตินช่วยให้สามารถมองเห็นและวัดปริมาณการบุกรุกในระดับเซลล์ย่อยแทนที่จะวิเคราะห์พฤติกรรมการบุกรุกของเซลล์ทั้งหมด สำหรับการศึกษาการยื่นของเซลล์ที่เรียกว่าอินวาโดโพเดียและโพโดโซมซึ่งเป็นโครงสร้างที่ยื่นออกมาในเซลล์มะเร็งและมีบทบาทสำคัญในการยึดเกาะของเซลล์และการปรับโครงสร้างของเมทริกซ์นอกเซลล์ (ECM) [ 51 ]
การใช้งานทางเทคนิคอื่นๆ

- กาวจากสัตว์บางชนิดเช่น กาวจากหนังสัตว์ อาจเป็นเจลาตินที่ไม่ผ่านการกลั่น
- เจลาติ นสำหรับทดสอบวิถีกระสุนใช้ในการทดสอบและวัดประสิทธิภาพของกระสุนที่ยิงจากปืน
อนุพันธ์ของเจลาติน
เจลาตินเมทาคริลอยล์ (GelMA) เป็นอนุพันธ์ของเจลาตินที่ได้รับการดัดแปลงทางเคมี โดยการนำหมู่ฟังก์ชันเมทาคริลอยล์มาใส่ในหมู่เอมีนและไฮดรอกซิลของเจลาติน การดัดแปลงนี้ทำให้ GelMA สามารถเกิดการเชื่อมโยงด้วยแสงได้เมื่อมีตัวเริ่มต้นปฏิกิริยาด้วยแสง ทำให้เกิดไฮโดรเจลที่เสถียรและมีคุณสมบัติทางกลที่ปรับได้[ 52 ]นอกจากนี้ การนำหมู่เมทาคริเลตมาใส่ยังช่วยเพิ่มคุณสมบัติการยึดเกาะกับเยื่อเมือกของ GelMA ทำให้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการประยุกต์ใช้ในการส่งยาผ่านเยื่อเมือก[ 53 ]เนื่องจากความเข้ากันได้ทางชีวภาพ การย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และความสามารถในการเลียนแบบเมทริกซ์นอกเซลล์ GelMA จึงได้รับการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อ การส่งยา และการผลิตทางชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีประโยชน์ในการพิมพ์ชีวภาพ 3 มิติ การรักษาบาดแผล และการพัฒนาแบบจำลองอวัยวะบนชิป ความสามารถในการสนับสนุนการยึดเกาะ การแพร่กระจาย และการแยกตัวของเซลล์ยังทำให้เป็นวัสดุชีวภาพที่น่าสนใจสำหรับเวชศาสตร์ฟื้นฟูและการวิจัยทางชีวการแพทย์[ 54 ]
ข้อพิจารณาทางศาสนา
การบริโภคเจลาตินจากสัตว์บางชนิดอาจถูกห้ามโดยกฎทางศาสนาหรือข้อห้ามทางวัฒนธรรม
โดยทั่วไปแล้ว ธรรมเนียม ฮาลาลของอิสลามและโคเชอร์ ของชาวยิว ต้องการเจลาตินจากแหล่งอื่นที่ไม่ใช่หมู เช่น วัวที่ถูกฆ่าตามข้อกำหนดทางศาสนา (ฮาลาลหรือโคเชอร์) หรือปลา (ที่ชาวยิวและชาวมุสลิมสามารถบริโภคได้) [ 55 ]
ในทางกลับกัน นักนิติศาสตร์ อิสลามที่เข้าร่วมสัมมนาในปี 1995 ซึ่งจัดขึ้นในคูเวตโดยองค์กรวิทยาศาสตร์การแพทย์อิสลาม ได้โต้แย้งว่าการบำบัดทางเคมี "ทำให้บริสุทธิ์" หรือ "เปลี่ยนแปลง" เจลาตินให้เพียงพอที่จะเป็นฮาลาลได้เสมอ ยิ่งไปกว่านั้น หลักการความจำเป็นทั่วไปที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ('Umum al-Balwa) ของชะรีอะฮ์อนุญาตให้ใช้สารที่ "ไม่บริสุทธิ์" เช่น อินซูลินที่ได้จากตับอ่อนหมูได้เมื่อไม่มีทางเลือกอื่นในทันที หลักการเดียวกันนี้ยังอนุญาตให้ใช้แอลกอฮอล์เป็นตัวทำละลายในการผลิตอาหาร โดยมีปัจจัยเพิ่มเติมคือแอลกอฮอล์เหลืออยู่ในผลิตภัณฑ์น้อยมากเนื่องจากการระเหย[ 55 ]
มีการโต้แย้งในทำนองเดียวกันว่าเจลาตินในทางการแพทย์นั้นอนุญาตได้ในศาสนายูดาย เนื่องจากไม่ได้ใช้เป็นอาหาร[ 56 ]ตามกฎเกณฑ์ด้านอาหารของชาวยิวซึ่งเป็นหนังสือแนวทางโคเชอร์ที่ตีพิมพ์โดยสภาแรบไบซึ่งเป็นองค์กรของ แรบไบ ชาวยิวสายอนุรักษ์นิยมเจลาตินทั้งหมดเป็นโคเชอร์และพาเรฟเนื่องจากกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิตทำให้เจลาตินกลายเป็นสารทางกายภาพและเคมีที่แตกต่างออกไป[ 57 ]
ธรรมเนียมปฏิบัติ ของพุทธศาสนาฮินดูและเชนอาจต้องการเจลาตินทางเลือกจากแหล่งอื่นที่ไม่ใช่สัตว์ เนื่องจากชาวฮินดูจำนวนมาก ชาวเชนเกือบทั้งหมด และชาวพุทธบางส่วนเป็นมังสวิรัติ[ 58 ]