Wie wird Gelatine hergestellt?

Einführung

“Auf technischer Ebene liegt die Antwort auf die Frage, wie Gelatine hergestellt wird, in der kontrollierten Teilhydrolyse von Kollagen: ein ausgeklügeltes Verfahren, bei dem Bindegewebe - wie Rinderhäute oder Schweinehaut - einer spezifischen sauren oder alkalischen Vorbehandlung unterzogen wird, um ihre faserigen Strukturen zu destabilisieren. Diesem kritischen Schritt folgt eine Abfolge von mehrstufigen Warmwasserextraktionen, Ionenaustauschreinigung und Vakuumtrocknung, wodurch natürlich unlösliches Kollagen effektiv in ein lösliches, hochreines Proteinpulver umgewandelt wird, das das Rückgrat moderner Softgels und funktioneller Gummis bildet.”

Die Beschaffung von Rohstoffen

Bevor ein einziger Tropfen Wasser erhitzt wird, wird die Qualität der Gelatine bereits durch ihre Quelle bestimmt. Gelatine wird nicht synthetisiert, sondern extrahiert. Daher ist die Integrität der Lieferkette von größter Bedeutung. Die Industrie stützt sich auf drei primäre Säulen von kollagenen Rohstoffen, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften für die Endanwendung aufweisen:

• Schweinehaut (Schweinefleisch): Historisch gesehen die häufigste Quelle für Lebensmittelanwendungen. Sie wird in der Regel einer Säureverarbeitung (Typ A) unterzogen, um Gelatine mit ausgezeichneter Klarheit und hoher Ausblühfestigkeit herzustellen.
• Rinderhäute und -knochen (Rindfleisch): Die bevorzugte Wahl für pharmazeutische Hartkapseln. Rinderknochen werden vor der Extraktion zu “Ossein” (demineralisierter Knochen) verarbeitet. Diese Quelle wird im Allgemeinen einer alkalischen Verarbeitung unterzogen (Typ B).
• Marine Quellen (Fischhaut und -schuppen): Ein schnell wachsendes Segment, das durch “Clean Label”-Trends und spezifische Ernährungspräferenzen (Pescatarian) angetrieben wird und für einen niedrigeren Schmelzpunkt und einzigartige Viskositätsprofile bekannt ist.

Experten-Einblick: Rückverfolgbarkeit und Sicherheit

Für einen Experten für Nahrungsergänzungsmittel ist die Beschaffung ein Synonym für Sicherheit. Die Gelatineindustrie unterliegt strengen Vorschriften, die mit denen des Pharmasektors konkurrieren.

• Für den menschlichen Verzehr geeignet: Es ist ein nicht verhandelbarer Standard, dass alle Rohstoffe von Tieren stammen müssen, die tierärztlich untersucht und für den menschlichen Verzehr freigegeben wurden.
• Die BSE-Kontrolle: Speziell bei Rindern ist die Kontrolle der Bovinen Spongiformen Enzephalopathie (BSE) von entscheidender Bedeutung. Die Hersteller von Premium-Gelatine beziehen ihre Produkte ausschließlich aus Ländern, die von der OIE (Weltorganisation für Tiergesundheit) als “vernachlässigbares BSE-Risiko” eingestuft werden, um die absolute Sicherheit der Lieferkette vom Bauernhof bis zur Kapsel zu gewährleisten.

Die Torwächter der Zertifizierung: Koscher & Halal

Bei Beschaffungsentscheidungen geht es selten nur um Chemie, sondern oft auch um den Marktzugang. Die kulturellen und religiösen Zertifizierungen...Koscher und Halal-sind entscheidende Faktoren bei der Auswahl von Rohstoffen.

• Obwohl Schweinegelatine funktionell hervorragend ist, ist sie von diesen riesigen Weltmärkten ausgeschlossen.
• Um diese Normen zu erfüllen, müssen die Hersteller Rinder- oder Meeresquellen verwenden, die unter strenger religiöser Aufsicht verarbeitet werden. Dies schreibt nicht nur vor was Rohmaterial gekauft wird, aber wie es wird direkt am Schlachthof gesammelt und getrennt.

Vor-Behandlung: Die entscheidende Trennung

Sobald das Rohmaterial eintrifft, erreicht der Herstellungsprozess eine kritische Weggabelung. Kollagen ist von Natur aus zäh - seine Dreifach-Helix-Struktur wird durch starke Querverbindungen zusammengehalten, die das tierische Gewebe stützen. Bevor wir Gelatine mit warmem Wasser extrahieren können, müssen wir diese Bindungen zunächst “entriegeln”.

Diese Phase, bekannt als Vorbehandlung oder Konditionierung, Sie bestimmt die genetische Beschaffenheit der fertigen Gelatine und teilt sie in zwei verschiedene Familien ein: Typ A oder Typ B.

Gelatine Typ A: Der Säureprozess

• Das Ziel: Hauptsächlich verwendet für Schweinehaut (Schweinehaut).
• Der Prozess: Schweinehaut enthält Kollagen, das weniger vernetzt und strukturell “jünger” ist als Rinderhaut. Daher erfordert sie eine mildere, schnellere Behandlung. Die Häute werden in einer verdünnten Säurelösung (in der Regel Schwefel- oder Salzsäure) eingeweicht.
• Der “Fast Track”: Dieses Verfahren ist aggressiv, aber effizient. Es öffnet die Kollagenstruktur effektiv innerhalb weniger Stunden oder Tage (typischerweise 18 bis 48 Stunden).
• Chemisches Profil: Da die Säurebehandlung nur kurz ist, werden die Proteinseitenketten nur minimal chemisch verändert. Infolgedessen behält Gelatine vom Typ A einen hohen Isoelektrischer Punkt (pI) von pH 7,0 - 9,0, ähnlich wie das native Kollagen. Bei der Verarbeitung entsteht fast kein Ammoniak.

Gelatine Typ B: Das Alkali/Kalk-Verfahren

• Das Ziel: Hauptsächlich verwendet für Rinderhäute und -knochen (Ossein).
• Der Prozess: Rinderkollagen ist hoch vernetzt und komplex. Die Säure reicht nicht aus, um diese zähe Struktur zu durchdringen. Stattdessen wird das Material in eine Kalkaufschlämmung (Calciumhydroxid) oder eine Alkalilösung getaucht.
• Der “Deep Clean”: Dies ist ein langsamer, transformativer Prozess, der als “Kalkung” bezeichnet wird. Er erfordert Geduld und dauert zwischen mehrere Wochen bis einige Monate. Durch diese längere Einwirkung werden nicht nur die kollagenen Bindungen aufgebrochen, sondern auch kollagenfremde Proteine, Fette und andere Verunreinigungen gründlich entfernt.
• Chemisches Profil: Durch die lange Alkalibehandlung werden die Aminosäuren Glutamin und Asparagin in Glutaminsäure und Asparaginsäure umgewandelt. Durch diese chemische Verschiebung (Deamidierung) wird die elektrische Ladung des Moleküls drastisch verändert, was zu einer viel geringeren Isoelektrischer Punkt (pI) von pH 4,7 - 5,2.

Warum ist diese Unterscheidung wichtig?

Für einen Formulierer von Nahrungsergänzungsmitteln ist es nicht nur eine Kleinigkeit zu wissen, ob man Typ A oder Typ B verwendet - es geht um Chemie.

• Typ A wird häufig wegen seiner Klarheit und Schnelligkeit in saurem Milieu bevorzugt.
• Typ B ist aufgrund seiner robusten Stabilität der Standard für pharmazeutische Hartkapseln.
• Warnung: Das Mischen von Typ-A- und Typ-B-Gelatine in einer flüssigen Lösung ohne Einstellung des pH-Werts kann dazu führen, dass sie sich gegenseitig beeinflussen und ausfallen (verklumpen), da sie bei neutralem pH-Wert entgegengesetzte elektrische Ladungen tragen.

Extraktion: Der mehrstufige Ansatz

Nachdem die Kollagenstruktur durch die Vorbehandlung “geöffnet” wurde, ist das Material bereit für die Extraktion. Entgegen der Küchenlogik bei der Herstellung von Knochenbrühe ist die industrielle Gelatineextraktion jedoch kein einfaches “Ein-Topf”-Kochverfahren. Es handelt sich um ein präzises, fraktioniertes Extraktionsverfahren, mit dem Gelatine in bestimmten Qualitätsstufen gewonnen werden kann.

Wir verwenden ein mehrstufiger Extraktionsprozess mit streng kontrolliertem warmem Wasser. Dadurch wird ein thermischer Abbau verhindert und sichergestellt, dass wir das Kollagen in seiner vollen Leistungsfähigkeit erfassen.

Die Temperatur-Leiter

Die Extraktion erfolgt in mehreren Schritten, in der Regel in 3 bis 6 Stufen, wobei die Temperatur für jede neue Wassercharge schrittweise erhöht wird.

• Der erste Auszug (der Premium Cut):
  • Temperatur: Sanft gesteuert 50-60°C.
  • Ergebnis: In diesem Stadium wird die hochwertigste Gelatine gewonnen. Da die thermische Belastung minimal ist, bleiben die Proteinketten lang und intakt. Das Ergebnis ist ein Produkt mit der höchste Bloomstärke (oft 250+ Bloom), die hellste Farbe und die höchste Klarheit. Dies ist das Äquivalent des “Nativen Olivenöls Extra” in der Welt der Gelatine.
• Nachfolgende Auszüge (Der Gradient):
  • Temperatur: Bei jeder weiteren Extraktion wird die Wassertemperatur erhöht (z. B. auf 70 °C, dann auf 80 °C).
  • Ergebnis: Mit zunehmender Hitze wird die Hydrolyse immer aggressiver. Die Proteinketten werden in kürzere Abschnitte zerhackt. Folglich wird die Die Stärke der Blüte nimmt ab und die Farbe wird mit jeder Stufe intensiver.
• Der letzte Auszug:
  • Temperatur: Erreicht den Siedepunkt (~100°C).
  • Ergebnis: Dadurch erhält man die niedrigste Bloom-Gelatine (niedrige Viskosität), die häufig für spezielle Süßwarenanwendungen oder technische Zwecke verwendet wird, bei denen die Gelierkraft weniger wichtig ist.

Experten-Einblick: Die Kunst des Mischens für Weichkapseln

Das könnten Sie fragen: “Wenn der erste Extrakt der beste ist, warum verwenden wir ihn dann nicht für alles?”

Die Antwort liegt in Funktionalität. In der Welt der Softgels (Weichgelatinekapseln), wird “am besten” durch Ausgewogenheit definiert, nicht nur durch Stärke.

• Mechanische Festigkeit vs. Auflösung: Eine Softgel-Hülle benötigt Gelatine mit hohem Bloom-Gehalt, um das Öl zu halten und dem Transport standzuhalten (mechanische Festigkeit). Wenn der Bloom-Wert jedoch zu zu hoch ist, kann die Schale zu hart oder brüchig werden, was die Freisetzung des Medikaments im Magen verzögert.
• Die Lösung: Die Hersteller verwenden selten einen einzigen Extrakt. Stattdessen mischen wir hochblütige (Erster Extrakt) und mittelblütige Fraktionen. Diese Mischung schafft eine Hülle, die robust genug ist, um die Lieferkette zu überstehen, aber löslich genug, um sich bei der Einnahme schnell aufzulösen.

Reinigung und Veredelung: Vom Rohextrakt zur Pharmaqualität

Die Flüssigkeit, die aus den Extraktionstanks abgezogen wird, ist Gelatine, aber noch lange nicht das Endprodukt. In diesem Stadium handelt es sich um eine verdünnte Lösung (Konzentration von ca. 3-4%), die suspendierte Fette, Proteine und anorganische Salze enthält. Um diese “Suppe” in einen pharmazeutischen Hilfsstoff zu verwandeln, muss sie die strengste Verarbeitungsstufe der gesamten Anlage durchlaufen.

Diese Phase ist die Wendepunkt die hochwertige Pharma-/Lebensmittelgelatine von niedrigeren Industriequalitäten unterscheidet.

1. Filtration und Klärung

Zunächst durchläuft die Flüssigkeit hocheffiziente Abscheider und Kieselgurfilter.

• Das Ziel: Zur physikalischen Entfernung von Schwebstoffen und Restfetten/-ölen.
• Das Ergebnis: Die trübe Flüssigkeit wird transparent. Für hochwertige Anwendungen ist Klarheit nicht nur ästhetisch, sondern auch ein Reinheitsindikator.

2. Ionenaustausch: Der Spielveränderer

Dies ist wohl der kritischste Schritt für die chemische Reinheit. Die gefilterte Flüssigkeit fließt durch Harzsäulen in einem Prozess namens Entionisierung.

• Entfernen von “Asche”: Durch diesen Prozess werden anorganische Salze (Kalzium, Natrium, Magnesium) und Schwermetalle entfernt, was technisch als Reduktion des “Aschegehalt”.”
• Warum das wichtig ist: Für Hersteller von Weichgelkapseln, ist dies nicht verhandelbar. Ein hoher Salzgehalt (hohe Leitfähigkeit) kann mit den Weichmachern in der Softgel-Schale oder den darin enthaltenen Wirkstoffen interagieren, was zu Vernetzungen (Verhärtung der Schale) oder Stabilitätsproblemen führen kann.

3. Vakuum-Konzentration

Die gereinigte Flüssigkeit besteht immer noch größtenteils aus Wasser. Um es zu entfernen, ohne die Gelatine zu Tode zu kochen, verwenden wir Vakuum-Verdampfer.

• Physik bei der Arbeit: Durch die Erzeugung eines Vakuums senken wir den Siedepunkt des Wassers. Dadurch können wir die Feuchtigkeit bei relativ niedrigen Temperaturen verdampfen und die Flüssigkeit von einer 4%-Lösung zu einem honigähnlichen Sirup (ca. 30%-Konzentration) eindicken, ohne dass die Proteinketten thermisch abgebaut werden.

4. UHT-Sterilisation

Vor der Trocknung wird die Sicherheit eingeschlossen. Der konzentrierte Sirup durchläuft Sterilisation bei ultrahoher Temperatur (UHT).

• Die Schocktherapie: Die Gelatine wird nur 4-5 Sekunden lang auf etwa 140 °C erhitzt.
• Der Vorteil: Dieser Thermoschock tötet Bakterien und Sporen sofort ab, ist aber zu kurz, um die Gelatine in ihrer Ausblühfestigkeit zu beeinträchtigen. Er gewährleistet, dass das fertige Pulver strenge mikrobielle Grenzwerte (z. B. USP/EP-Normen) einhält.

Formung und Trocknung: Die endgültige Umwandlung

Wir haben jetzt einen gereinigten, sterilen und konzentrierten Gelatinesirup. Aber die Kunden kaufen keinen Sirup, sie kaufen stabiles Pulver oder Granulat. Die letzte Etappe der Reise konzentriert sich auf das Feuchtigkeitsmanagement und die Partikeltechnik.

1. Kühlen und Extrudieren: Die “Nudeln”

Der heiße konzentrierte Sirup gelangt in einen Wärmetauscher mit abgeschabter Oberfläche (oft als Wähler). Hier wird es schnell abgekühlt, um in einen festen Gelzustand überzugehen.

• Die Form: Das Gel wird durch eine Düsenplatte extrudiert, wobei lange, kontinuierliche Streifen entstehen, die bemerkenswert ähnlich aussehen Spaghetti-Nudeln.
• Warum Nudeln? Dabei geht es nicht um die Ästhetik. Durch die Bildung von “Nudeln” wird die Oberfläche maximiert, was einen effizienten und gleichmäßigen Luftstrom während des Trocknungsprozesses ermöglicht.

2. Bandtrocknung: Der Tunnel

Diese Gel-Nudeln werden auf Bänder aus rostfreiem Stahlgewebe gelegt, die durch einen riesigen Trockentunnel laufen.

• Zonierte Trocknung: Der Tunnel ist in Zonen mit präziser Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle unterteilt. Die Luft passiert über das Netz und das Gelatinebett.
• Das Ziel: Zur schonenden Reduzierung des Feuchtigkeitsgehalts von ca. 70% auf einen stabilen 10-12%. Wenn sie zu schnell getrocknet werden, härtet die Oberfläche aus, während das Innere feucht bleibt (Einsatzhärtung); wenn sie zu langsam getrocknet werden, steigt das mikrobielle Risiko. Es ist ein empfindliches Gleichgewicht.

3. Mahlen und Mischen: Die Kunst der Konsistenz

Nach dem Trocknen sind die Nudeln spröde und hart (bekannt als “Flocken” oder “Kibble”). Anschließend werden sie je nach Kundenbedarf zu bestimmten Körnungen (Mesh Sizes) gemahlen - feines Pulver für Instantgetränke oder gröberes Granulat für die Zubereitung von Tafeln.

• Der kritische Schritt: Mischen
  • Expertenmeinung: Die Natur ist variabel. Keine zwei Chargen von Haut oder Knochen sind identisch, d. h. keine zwei Extraktionspartien haben genau die gleiche Blüte oder Viskosität.
  • Die Lösung: Wir verkaufen nicht “Charge A” oder “Charge B”. Wir kreieren eine “Master Batch”. Indem wir Tonnen von Gelatine aus verschiedenen Extraktionen in riesigen Silos mischen, homogenisieren wir das Produkt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Gelatine, die Sie heute kaufen, genau die gleiche Wirkung hat wie die Gelatine, die Sie vor sechs Monaten gekauft haben.

Verstehen der Spezifikationen: Entschlüsselung der COA

Für einen Beschaffungsmanager oder einen F&E-Wissenschaftler ist das Analysenzertifikat (COA) der Reisepass des Produkts. Doch um die Qualität wirklich beurteilen zu können, muss man über die Zahlen hinausblicken und die physikalische Realität verstehen, die sie darstellen. Hier erfahren Sie, wie Sie die drei wichtigsten Abschnitte eines Gelatine-Datenblatts lesen können.

1. Bloom Strength: Der Goldstandard der Steifigkeit

Bloom ist nicht nur eine willkürliche Zahl, sondern ein standardisiertes Maß für die Steifigkeit von Gelen.

• Die Testmethode: Die Definition von Bloom ist sehr spezifisch. A 6.67% Gelatinelösung wird zubereitet und bei 10°C für 17 Stunden. Ein genormter Kolben (12,7 mm Durchmesser) wird dann in die Geloberfläche gedrückt.
• Die Definition: Der “Bloom-Wert” ist das Gewicht in Gramm, das erforderlich ist, um den Kolben genau niederzudrücken. 4mm in das Gel.
  • Hohe Blütezeit (200-300g): Steifer, schneller abbindend. Ideal für Hartkapseln und ballistische Gelatine.
  • Geringe/mittlere Blüte (100-200g): Weicher, elastischer. Ideal für Gummibärchen und Süßwaren.

2. Die Viskosität: Der Fließfaktor

Bloom misst zwar die solide Zustand, die Viskosität misst die flüssig Zustandsverhalten bei 60°C (normalerweise in mPa-s oder Millipoise gemessen).

• Warum das wichtig ist: Dies ist eine Kennzahl für die Produktionseffizienz.
  • Zu hoch: Die Gelatine wird “strähnig” oder lässt sich nur schwer pumpen, was zu Problemen bei der Verkapselung von Softgels oder einer ungleichmäßigen Beschichtung führt.
  • Zu niedrig: Die Schale könnte zu dünn sein oder undicht werden, bevor sie fest wird.
• Expertenhinweis: Viskosität und Bloom korrelieren in der Regel (hoher Bloom ≈ hohe Viskosität), doch können sie durch unterschiedliche Verarbeitungstechniken (Säure vs. Lauge) entkoppelt werden, um spezifischen Maschinenanforderungen gerecht zu werden.

3. Mikrobiologische Normen: Das Sicherheitsnetz

Da Gelatine ein tierisches Protein ist, hat die mikrobiologische Kontrolle höchste Priorität. Es reicht nicht aus, “sauber” zu sein; sie muss “konform” sein.”

• Einhaltung der Pharmakopöen: Premium-Gelatine muss den harmonisierten Normen der Europäischen Union entsprechen. USP (Vereinigte Staaten), EP (Europa) und JP (Japan) Pharmakopöen.
• Die roten Linien:
  • Gesamtzahl der aeroben Mikroorganismen (TAMC): Streng begrenzt (z. B. < 1000 KBE/g).
  • Krankheitserreger: Es gibt keine Toleranz. Salmonellen und E. coli müssen in bestimmten Probengrößen (in der Regel 10 g oder 25 g) strikt “negativ” (nicht nachgewiesen) sein.

Schlussfolgerung

Auf die Frage “Wie wird Gelatine hergestellt?” gibt es eine Antwort, die zu gleichen Teilen aus alter Tradition und moderner Biotechnologie besteht. Von der sorgfältigen Auswahl der Quellen von Schweinen oder Rindern bis hin zur präzisen molekularen Schere der sauren oder alkalischen Hydrolyse ist jeder Schritt darauf ausgerichtet, einen sicheren, funktionellen und konsistenten Hilfsstoff herzustellen.

Die “pflanzliche” Herausforderung & die Widerstandsfähigkeit von Gelatine

Wir leben in einer Zeit, in der “pflanzenbasiert” ein hochaktueller Trend ist. Während Alternativen wie HPMC (Hypromellose), Stärke und Carrageen ihre Nische gefunden haben, bleibt Gelatine der unangefochtene König der pharmazeutischen und nutrazeutischen Welt. Warum?

• Der “Schmelz-Faktor”: Gelatine schmilzt bei Körpertemperatur (~37°C). Diese einzigartige thermische Reversibilität schafft ein sensorisches Erlebnis und ein Wirkstofffreisetzungsprofil, das Pflanzengummis nur schwerlich perfekt nachahmen können.
• Die Sauerstoffbarriere: Für empfindliche Inhaltsstoffe wie Omega-3-Fettsäuren oder Probiotika bietet Gelatine einen hervorragenden Schutz vor Oxidation und verlängert so auf natürliche Weise die Lagerfähigkeit.
• Die Wirtschaft: Er ist nach wie vor der kostengünstigste Hochleistungs-Filmbildner auf dem Markt.

Letzter Gedanke

Gelatine ist nicht nur ein Nebenprodukt, sondern ein hochentwickeltes natürliches Biopolymer. Da sich die Branche in Richtung sauberer Etiketten und höherer Transparenz entwickelt, werden die Hersteller, die das empfindliche Gleichgewicht von Beschaffung, Wissenschaft und Sicherheit - wie in diesem Leitfaden beschrieben - beherrschen, weiterhin den Standard für hochwertige Gesundheitsprodukte definieren.