ژلاتین (Gelatin)

مقدمه:

ژلاتین یک پروتئین است که از بافت های حیوانی مثل استخوان و پوست دام ها بدست می آید. این پروتئین به شکل پودری یا تخمیر شده در بازار موجود است. وقتی ژلاتین با آب مخلوط و سپس خنک شود موجب ایجاد یک ساختار ژله ای می شود که معمولا به عنوان ویسکوز کننده یا افزودنی درغذاها استفاده می شود. از جمله کاربرد های رایح ژلاتین تهیه ژله، پخت شیرینی ها، تهیه پودینگ و برخی داروها می باشد.

فرمول شیمیایی:

فرمول شیمیای ژلاتین بستگی به ترکیباتی دارد که در آن وجود دارند اما بطور کلی ژلاتین از پروتئین های زیادی تشکیل شده است. اصلی ترین ترکیبات ان عبارت اند از: امینو اسید های گلایسین، پرولین و هیدروکسی پرولین که در ساختار کلی ژلاتین حضور دارند. به عنوان مثال یک واحد مولکولی گلایسین دارای فرمول شیمیایی C2H5NO2 می باشد. این آمینو اسید ها و سایر ترکیبات ژلاتین باعث تشکیل یک پروتئین ساختاری شده که برای ایجاد ساختار ژله ای مورد استفاده قرار میگیرند.

اسامی تجاری: ژلاتین در واقع نام عمومی مخلوط فراکسیون های پروتئینی است که با هیدرولیز اسیدی نسبی (ژلاتین تیپ A) یا هیدرولیز قلیایی نسبی (ژلاتین تیپ B) از کلاژن حیوانی به دست می آید.

خواص ظاهری:

ژلاتین به صورت جامد کهربایی روشن تا زرد کم رنگ و شکننده است. عملاً بی بو و بی مزه است و به صورت ورقه های شفاف، تکه ها و گرانول ها یا به صورت پودر درشت در دسترس است.

میزان محلولیت در حلال های مختلف

عملا در استون، کلروفرم، اتانول(95%)، اتر و متانول نامحلول است. محلول در گلیسیرین، اسیدها و قلیاها، اگرچه اسیدهای قوی یا قلیاها باعث ته‌نشینی آن می شوند. درآب، 
ژلاتین متورم و نرم می شود، به تدریج آب جذب می کند و پنج و 10 برابر وزن خود آب جذب می کند. ژلاتین محلول درآب بالاتر از 40 درجه سانتیگراد، یک محلول 
کلوئیدی تشکیل می دهد که ژل تشکیل می دهد. 

خنک شدن تا 35-40 درجه سانتیگراد باعث تشکیل یک سیستم ژل-سل تیکسوتروپیک و برگشت پذیر می شود.

گلیسرین می تواند دمای ذوب ژلاتین را تغییر دهد.

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی:

·       وزن مولکولی :20000-200000

·       دانسیته:. .

1. 32 g/cm3 for type A;

1. 28 g/cm3 for type B.

·       Flash point:غیرقابل اشتعال

·       ویسکوزیته:وابسته به شرایط دما و غلظت میباشد اما به مقدار قابل توجهی زیاد میباشد.

موارد مصرف و مقدار مصرف( در داروسازی و آرایشی بهداشتی و صنایع غذایی):[1]

ژلاتین به طور گسترده در انواع فرمولاسیون های دارویی استفاده می شود، از جمله استفاده از آن به عنوان ماده ماتریکس زیست تخریب پذیر در یکسری از سیستم های دارورسانی
 قابل کاشت استفاده می شود، اگرچه اغلب برای تشکیل کپسول های ژلاتین سخت یا نرم استفاده می شود. 

کپسول های ژلاتین یکسری از اشکال دارویی هستند که عمدتاً برای تجویز خوراکی طراحی شده اند. کپسول‌های نرم موجود در بازار شامل کپسول‌هایی برای تجویز
 رکتوم و واژینال نیز می‌شوند. کپسول های سخت را می توان با مواد جامد (پودر، گرانول، پلت، قرص و مخلوط آنها)، پرکننده های نیمه جامد و مایع پر کرد،
 در حالی که کپسول های نرم عمدتاً با پرکننده های نیمه جامد یا مایع پر می شوند. ژلاتین در آب گرم (>30 درجه سانتیگراد) محلول است و یک کپسول ژلاتین در ابتدا
 متورم می شود و در نهایت در مایع معده حل می شود تا محتویات آن به سرعت آزاد شود. 

ژلاتینی که برای تولید کپسول های سخت استفاده می شود ممکن است حاوی مواد رنگی مختلف و نگهدارنده های ضد میکروبی باشد. سورفکتانت‌ها ممکن است به
 مقدار کم در پوسته‌ها وجود داشته باشند که بقایای روان‌کننده پین ​​هستند. با این حال، استفاده از مواد نگهدارنده دیگر مطابق با اصول GMP فعلی تشویق نمی شود.
 پوسته کپسول ممکن است با فرمالدئید واکنش داده شود تا در مایع معده نامحلول شود. حجم کپسول های استاندارد از 0/13 تا 1/37 میلی لیتر متغیر است. 
برای استفاده دامپزشکی، کپسول هایی با حجم بین 3 تا 28 میلی لیتر و کپسول هایی با ظرفیت 0/025 میلی لیتر برای مطالعات سمیت در موش ها در دسترس هستند. 

بر خلاف کپسول های سخت دو تکه، کپسول های ژلاتین نرم در یک فرآیند تولید، پر و بسته بندی می شوند. ژلاتینی که برای تشکیل پوسته‌های نرم استفاده می‌شود،
 استحکام ژل کمتری نسبت به کپسول‌های سخت دارد و ویسکوزیته محلول‌ها نیز پایین‌تر است که منجر به پوسته‌های انعطاف‌پذیرتر می‌شود. مواد افزودنی به فرمولاسیون 
پوسته نرم، نرم کننده هایی مانند پلی الکل ها (گلیسیرین، پروپیلن گلیکول، پلی اتیلن گلیکول) هستند. سوربیتول را می توان به عنوان یک عامل مرطوب کننده 
اضافه کرد هنگامی که آب بیشتری در فرمولاسیون کپسول ها وجود داشته باشد. مواد رنگی و مات کننده نیز به فرمولاسیون پوسته اضافه شود. مواد پرشده 
در داخل کپسول می تواند با ژلاتین و نرم کننده از نظر شیمیایی تداخل داشته باشد. ممکن است اجزای پرکننده کپسول به داخل پوسته و
 از طرفی دیگر نرم کننده از پوسته به داخل کپسول مهاجرت کنند. این فعل و انفعالات باید در طول فرمولاسیون پوسته ژلاتین و پر کردن در نظر گرفته شود.
 روش اصلی برای تولید کپسول های ژلاتین نرم، روش دای چرخشی (RP Scherer) است.

ژلاتین همچنین برای میکرو انکپسولاسیون داروها استفاده می‌شود، جایی که مواد دارویی در داخل یک کپسول یا بیدلت در اندازه کوچک فرموله می شود، 
که ممکن است به صورت پودر استفاده شود. اولین داروهای ریز کپسوله شده (بیدلت ها) روغن ماهی و ویتامین های روغنی در دانه های ژلاتینی بودند
 که به روش کواسرواسیون تهیه می شدند.

ژلاتین با وزن مولکولی پایین به دلیل توانایی آن در افزایش انحلال داروهای خوراکی مورد بررسی قرار گرفته است. تهیه خمیر، پاستیل، پساری و شیاف. 
علاوه بر این، از آن به عنوان یک ماده چسباننده و پوشش دهنده قرص و به عنوان یک عامل افزایش دهنده ویسکوزیته برای محلول ها و نیمه جامدها استفاده می شود. 

از نظر درمانی، ژلاتین در تهیه پانسمان زخم استفاده شده است و به عنوان یک جایگزین پلاسما استفاده شده است، اگرچه واکنش های آنافیلاکتوئیدی در کاربرد دوم 
گزارش شده است. ژلاتین قابل جذب به صورت فیلم استریل، فیلم چشمی، استریل موجود است. اسفنج، اسفنج فشرده استریل و پودر استریل از اسفنج. اسفنج ژلاتینی
 خاصیت هموستاتیک دارد. 

ژلاتین همچنین به طور گسترده در محصولات غذایی و امولسیون های عکس‌برداری استفاده می شود. 

سمیت و عوارض:[2]

به طور کلی، هنگامی که ژلاتین در فرمول های خوراکی استفاده می شود ممکن است به عنوان یک ماده غیر سمی و غیر تحریک کننده در نظر گرفته شود.
 با این حال، گزارش‌های نادری از چسبیدن کپسول‌های ژلاتین به پوشش مری، که ممکن است باعث تحریک موضعی شود، گزارش شده است. 

نگرانی هایی در مورد گسترش احتمالی عفونت های BSE/TSE از طریق محصولات مشتق شده گاو وجود دارد. با این حال، خطر چنین آلودگی داروها بسیار کم است. 

ژلاتین یک ماده طبیعی و برای اکثر افراد بطور کلی ایمن است اما در موارد نادر ممکن است برخی افراد حسایت نشان دهند در این افراد عوارضی مثل تحریک پوست، الرژی های مرتبط با تنفس، سرفه، تنگی نفس، یا واکنش های حاد مثل انافیلاکسی شود.

همچنین در برخی موارد ژلاتین ممکن است حاوی فسفات باشد که برای برخی از افرادی که مشکلات کلیوی دارند شرایط را بدتر میکند.

ناسازگاری:[3]

ژلاتین یک ماده آمفوتریک است و با اسیدها و بازها واکنش می دهد. همچنین یک پروتئین است و بنابراین خواص شیمیایی مشخصه چنین موادی را نشان می دهد. به عنوان مثال، ژلاتین ممکن است توسط اکثر سیستم های پروتئولیتیک هیدرولیز شود تا اجزای اسید آمینه آن تولید شود

ژلاتین همچنین با آلدئیدها و قندهای آلدهیدی، پلیمرهای آنیونی و کاتیونی، الکترولیت ها، یون های فلزی، نرم کننده ها، مواد نگهدارنده، اکسید کننده های قوی و سورفکتانت ها واکنش می دهد. توسط الکل ها، کلروفرم، اتر، نمک های جیوه و اسید تانیک رسوب می کند. ژل ها می توانند توسط باکتری ها مایع شوند مگر اینکه حفاظت ضد میکروبی شوند.

برخی از این فعل و انفعالات برای بهتر شدن خواص فیزیکی ژلاتین مورد استفاده قرار می گیرند: برای مثال، ژلاتین با یک نرم کننده مانند گلیسیرین مخلوط می شود تا کپسول ها و شیاف های ژلاتین نرم تولید شود. ژلاتین با فرمالدئید برای ایجاد مقاومت معده درمان می شود.

بورات سدیم، الکالویید ها و امونیاک با ژلاتین سازگاری ندارد. مواد اسیدی میتوانند باعث تغییر خواص و یا هیدرولیز ان شوند.

نکات مهم در حین کار و مصرف این ماده: [4]

اقدامات احتیاطی معمولی متناسب با شرایط و مقدار مواد مورد استفاده را رعایت کنید. محافظ چشم و دستکش توصیه می شود. ژلاتین باید در محیطی با تهویه مناسب 
و دور از منابع اشتعال و گرما نگهداری شود. ظروف خالی خطر آتش سوزی دارند و بقایای ژلاتین باید در زیر یک هود بخار تبخیر شوند. 

تخمیر و ذوب سازی مکرر: استفاده مکرر از ژلاتین باعث میشود ویژگی های آن تغییر کند و ممکن است به کاهش خواص ژل سازی آن منجر شود.

جهت حل کردن ژلاتین بهتر است از آب گرم یا داغ استفاده شود دمای بالاتر میتواند حل شدن را تسریع بخشد.

شرایط نگهداری:[5]

ژلاتین خشک در هوا پایدار است. محلول های آبی ژلاتین نیز اگر در شرایط خنک نگهداری شوند، برای مدت طولانی پایدار هستند اما در معرض تخریب باکتریایی هستند. پلیمریزاسیون در دمای بالای 65 درجه سانتیگراد سریعتر می شود و هنگامی که محلول به مدت 1 ساعت در دمای 80 درجه سانتیگراد گرم می شود، قدرت ژل ممکن است به نصف کاهش یابد. سرعت و میزان پلیمریزاسیون به وزن مولکولی ژلاتین بستگی دارد و مواد با وزن مولکولی کمتر با سرعت بیشتری تجزیه می شوند.

ژلاتین ممکن است با حرارت خشک استریل شود.

مواد فله باید در یک ظرف دربسته در مکانی خنک، تهویه مناسب و خشک نگهداری شود.