明胶性质、用途与生产工艺
明胶（Gelatin）是由动物皮肤、骨 、 肌膜、肌魅等结缔组织中的胶原部分降解而成为白色或淡黄色、半透明、微带光泽的薄片或粉粒；故又叫做动物明胶、膘胶。其属于一种大分子的亲水胶体，明胶是一种营养价值较高的低卡保健食品,可以用来制作糖果添加剂、冷冻食品添加剂等。此外，明胶也被广泛利用到医药和化工产业中。
明胶中水分和无机盐大约占16%，蛋白含量占82%以上。与母体胶原类似，明胶也由18种氨基酸 组成，其中亚氨基酸Pro和Hyp的含量较高。明胶凝胶中的类三螺旋结构主要靠分子内氢键和氢键水合维系，Pro的-NH、Hyp的-OH与其它氨基酸 侧链基团及水分子均可形成氢键，利于类三螺旋结构的稳定。
1.性状：明胶成品为白色或淡黄色、半透明、微带光泽的薄片或粉粒；是一种无色无味，无挥发性、透明坚硬 的非晶体物质。
2.分子量：明胶是胶原变性的产物，是一种热可逆性的混合物，没有固定的结构和相对分子量，其分子量分布 在几万到几十万（<300KD）。
3.溶解性：可溶于热水，不溶于冷水，但可以缓慢吸水膨胀软化，明胶可吸收相当于重量5-10倍的水。
4.凝胶化：明胶溶液可形成具有一定硬度、不能流动的凝胶。当明胶凝胶受到环境刺激时会随之响应,即当溶液的组成、pH值、离子强度发生变化和温度、光强度、电场等刺激信号发生变化时,或受到特异的化学物质刺激时,凝胶就会发生突变,呈现出相转变行为。
5.乳化性质：明胶是一种有效的保护胶体,可以阻止晶体或离子的聚集,用以稳定非均相悬浮液,在水包油的分散体药剂中作为乳化剂。
1.生物相容性。明胶是一种天然的高分子材料,其结构与生物体组织结构相似,因此具有良好的生物相容性。
2.生物可降解性。明胶作为一种天然的水溶性的生物可降解高分子材料,其优点就是降解产物易被吸收而不产生炎症反应。在应用明胶的可降解性时,经常对其进行化学修饰,调控其降解速度以适应不同的需要。
1.食用明胶。在食品工业中是一种重要的配料和添加剂，常作为胶凝剂、稳定剂、乳化剂、增稠剂和澄清剂等应用于肉制品、蛋糕、冰淇淋、啤酒、果汁等的生产。
2.生物膜材料。国内外研究最多的明胶基膜材料主要是壳聚糖-明胶共混膜、明胶-丝素共混膜、聚乳酸-明胶共混膜以及聚乙烯醇-明胶共混膜等,这些混合材料大大提高了明胶的理化性质,使明胶基高分子膜材料更加具有功能性。明胶是一种亲水性化学物质，在组织化学、细菌培养基和光学显微镜放射自显影中很有用。
3.医用纤维。利用其他复合材料与明胶进行共混纺丝改善明胶基医用纤维材料力学性能。
4.组织修复与替代。明胶基复合材料用作组织工程支架材料和信号分子载体是目前生物材料的研究热点之一。明胶溶液经交联后形成水凝胶,其中的水为致孔剂,冷冻干燥后形成多孔支架材料,而且可以通过改变冷冻参数来调节孔率和孔径。因此可以根据不同组织修复要求,设计理想的明胶基组织工程材料。
5.工业明胶。用于纤维纺织、绝缘材料、纸张、全息材料等的制造方面。
1.碱法：将动物的骨和皮等用石灰乳液充分浸渍后，用盐酸中和，经水洗，于60 ℃～70 ℃熬胶，再经防腐、漂白、凝冻、刨片、烘干而得。成品称“B型明胶”或“碱法明胶”。
2.酸法：原料在pH值1～3的冷硫酸液中酸化2～8 h，漂洗后水浸24 h，在50 ℃～70 ℃下熬胶4～8 h，然后冻胶、挤条、干燥而成。成品称“A型明胶”或“酸法明胶”。
3.酶法：用蛋白酶将原料皮酶解后用石灰处理24 h，经中和、熬胶、浓缩、凝冻、烘干而得。
ADI不作限制性规定(FAO/WHO，2001).
GB 2760-96：可用于各类食品，以GMP为限。
FAO/WHO(1984，g/kg)：加工干酪制造8；乳脂干酪5；熟洋火腿、熟猪前腿肉，按GMT；酪农干酪5(按稀奶油计)；稀奶油5(仅用于巴氏杀菌掼奶油或掼打用的超高温杀菌稀奶油和消毒稀奶油)。
冰淇淋制造时，明胶用做保护胶体来防止冰晶增大，使产品口感细腻，约添加0.5%。酸奶、干酪等乳制品中添加约0.25%，可防止水分析出，使质地细腻。
在于制造明胶甜食(dessert，主要成分是明胶)、软糖、奶糖、蛋白糖、巧克力等(添加量1%～3.5%，最高达12%)。
在午餐肉、咸牛肉等罐头食品中广泛使用明胶，可与肉汁中的水结合以保持产品外形、湿度和香味，约添加肉的1%～5%。
亦用做酱油的增稠剂。
添加剂中文名称
允许使用该种添加剂的食品中文名称
添加剂功能
最大允许使用量（g/kg）
最大允许残留量（g/kg）
明胶
胶基糖果
胶基糖果中基础剂物质
按生产需要适量使用（有特别规定的除外）
明胶
食品
增稠剂
按生产需要适量使用（有特别规定的除外）
化学性质
工业明胶为无色至淡黄色透明或半透明等薄片或粉粒。无味，无臭。在冷水中吸水膨胀。 溶于热水。溶于甘油和醋酸，不溶于乙醇和乙醚。
用途
作增稠剂，我国规定可用于各类食品，按生产需要适量使用。还可作酒类的澄清剂和疏水胶体的稳定剂。
用途
增稠剂；稳定剂；澄清剂；发泡剂。
明胶是亲水性胶体，具有保护胶体的性质，可作为疏水胶体的稳定剂、乳化剂。又为两性电解质，故在水溶液中可将带电微粒凝聚成块，用做酒类、酒精的澄清剂。
用途
根据明胶的功能性质，其用途可分两类。一类用其胶体的保护能力作分散剂，用于生产聚氯乙烯、感光材料，细菌培养及制药，食品（如糖果，冰淇淋、鱼肝油胶囊等）。另一类利用其粘结能力作粘结剂，用于造纸、印刷、纺织、印染和电镀等工业部门。根据用途不同，对明胶的质量要求也不一样。明胶在胶带、纸制容器，纸管、装订等方面作粘结剂使用时，粘接强度是主要的价值因素；而用于照相、食品、医药等领域时，则重视产品的纯度。我国对食用明胶制订的国家标准编号为GB6783-86，使用范围和最大使用量按GB2760-86。
用途
极谱法测铜，碱性镀锌发光剂，测二氧化硅，鉴别培养基的配制，比浊及比色测定中的保护胶体。
用途
添加剂,粘附剂等
用途
明胶是亲水胶体，有保护胶体作用，可作疏水胶体的稳定剂、乳化剂。其是两性电解质，在水中可将带电微粒凝聚成块，因而可作酒类及酒精的澄清剂。作为分散剂、黏结剂、增稠剂、稳定剂、乳化剂广泛用于感光材料、制药、食品、造纸、印刷、纺织、印染、电镀、化妆品、细菌培养等。
生产方法
主要有石灰乳法和盐酸法。1.石灰乳法 将牛皮、猪皮等变质的下脚皮的内层油脂乱去，切成小块，放在3.5%-4.0%的石灰乳中浸泡约30-40d，中间换石灰乳4-6次。在浸泡过程中，经常搅拌，使上下浸泡均匀。将浸泡的生皮从石乳缸中取出，用水洗净，在搅拌下10%盐酸中和3-4h，洗涤后pH应在6.0-6.5。然后将肉皮按1：1加水，加热蒸煮，控制温度为60-70℃，每隔一定时间抽取胶水，用清洁纱布趁热过滤，共抽5-6次。将稀胶水送入蒸发器浓缩，使相对密度为1.03-1.07。热胶移入铝盘冷却，把冷胶往放在不锈钢筛网上，送入烘房鼓风干燥，温度严格控制在28℃左右。干燥的胶片用颗粒粉碎即得成品。按猪皮重量计，收率约22%。2.盐酸法 将家畜的杂骨，脊骨及小骨粉碎，用苯在45-50℃提油后水洗。洗净利的骨头，用3.5-4.0%的盐酸浸泡，主骨头柔软后即得粗制骨素，水洗，使水溶液pH在3.5左右，加石灰乳可制饲料磷酸氢钙及干燥氯化钙。将骨头再用3.0%-3.5%以上的石灰乳浸泡30-50d（中间换石灰乳5-6次），取出，用水洗约1h，将此次净骨素用0.2盐酸进行第一次中和，待pH降至3.5-4.0，放掉中和液，另加入清水，再用0.5%盐酸中和约2h。当酸浓度降至0.2-0.25%时，立即将酸浓度提高到1%，并维持这一浓度直至到达中和终点（pH3.0）。中和完毕，将骨素用清水充分洗涤，浸泡4-5h。然后用氢氧化钠溶液洗涤，稀碱液浸泡16-20h后用清水冲洗，即得精制骨素。精制骨素经过7道熬胶得到胶水，各道熬胶的加水量，温度分别掌握，加水量逐道减少，熬胶温度逐道提高，从第一道的64℃提高到第七道的85℃。出胶的浓度从第一道到第七道，也从8%降低至2-3%。共熬40h。将得到的稀胶水过滤，浓缩，使用对密度达1.025-1.075，放在胶盒上冷冻，然后刨成薄片置于筛网上，送入烘烘房鼓风干燥，温度从25℃逐渐提高至60℃。干燥后即成为成品。各道熬胶制得的明交质量不同，按批道分为照相胶，食用胶，最后为用于制蛋白胨的烘胶，好胶率大于60%。每吨产品消耗：性骨约7t；30%的盐酸约7t。常德市鼎城区常沅明胶厂利用制革生产中的铬革边角废料（蓝矾皮）生产有胶，采用流程如下：蓝矾皮→破碎→浸灰→漂浸→浸灰→漂浸→抽提→浓缩→滴胶→烘干→粉碎。原料消耗（kg/t）蓝矾皮 4000硫酸（98%） 1000盐酸（31%） 200石灰 1000
生产方法
碱法 将动物的骨和皮等用石灰乳液充分浸渍后，用盐酸中和，经水洗，于60～70℃熬胶，再经防腐、漂白、凝冻、刨片、烘干而得。成品称“B型明胶”，或“碱法明胶”。
酸法原料在pH值为1～3的冷硫酸液中酸化2～8h，漂洗后水浸24h，在50～70℃下熬胶4～8h，然后冻胶、挤条、干燥而成。成品称“A型明胶”，或“酸法明胶”。
酶法用蛋白酶将原料皮酶解后用石灰处理24h，经中和、熬胶、浓缩、凝冻、烘干而得。
生产方法
明胶的生产方法通常以动物的骨头和皮为原料，有石灰乳法(碱法)、盐碱法、酶法和酸法。
酶法
用蛋白酶将胶原蛋白水解为明胶，加入稀盐酸使其溶解，然后用丙酮、硫酸钠或氯化钠使明胶沉析出来。此法尚不成熟，目前生产用其来缩短灰浸时间。具体过程为：脱脂原料用稀氢氧化钠溶液(pH值11～12)浸泡24h，再用2907碱性蛋白酶在40℃下酶解6h，水洗后酸浸(pH=2～2.5)1d，水洗至pH值5.8～6.0，再灰浸3～10d。
石灰乳法
从原料开始，经预处理、灰浸、水洗、中和、水洗、抽提、过滤、浓缩、干燥等工序制得。此法比较成熟，国内约80%的明胶用该法生产，国外也普遍采用，但此法生产周期长。
预处理 将猪皮或牛皮切成5mm×10mm的小块或2mm×8mm的短条，然后进行水力脱脂。动物骨头要破碎至3～5cm用苯在40～50℃下抽油，再用3.5%～4.0%的盐酸溶液在10～15℃浸泡5～14d，用水洗至pH值3.5。
灰浸、中和及水洗 将上述处理过的动物皮或骨头用3.5%～4.0%的石灰乳在10～12℃浸泡30~50d，期间换石灰乳4～6次，用水泡洗24h至pH值9.0～9.5。用0.2%的盐酸泡洗12~24h至pH值4～5，再水泡洗12～24h至pH值5.5～6.0。
抽提、浓缩和干燥 用水在50～60℃下抽提，以后每次升高温度5℃，一般抽提6～8次，共约40h。抽提液过滤后在65～70℃第一效蒸发，60~65℃第二效蒸发至15%～20%的浓度。浓缩液经20~40℃冷盘干燥得胶片，或用滚筒干燥得胶粉。
盐碱法
此法适合于皮质原料，尤其是石灰难以处理的干皮。将干碎皮用10%硫酸钠与2%～5%的氢氧化钠混合溶液在0~20℃下浸泡1～4d，水洗、中和后抽提即得成品。
明胶
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