明胶

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明胶(Gelatim)

　　明胶是指由18种氨基酸与肽交联形成的直链聚合物。由于其具有良好的生物降解性、生物相容性与组织相容性，降解后可形成无毒产物被排出体外等优点，而且价格低廉，因此作为生物高分子材料和医用材料，被广泛应用到工业、食品、药品等领域。

　　明胶为无色、无臭的淡黄色至黄色的半透明、微带光泽的微粒或薄片；受潮后，易被细菌分解；不溶于冷水，但在水中久浸即吸水膨胀并软化，重量可增加5～10倍。溶于热水、醋酸或甘油与水的热混合液，不溶于乙醇、氯仿或乙醚。

　　明胶的提取(即提胶，俗称熬胶)工序一般为：原料预处理加热过滤离心浓缩干燥成品明胶。加热过程中，如果明胶水溶液加热时间过长则会进一步水解(降解)，所以必须控制水解的工艺参数(主要是温度和时间)以提取不同规格的明胶。

　　提胶时，由于温度的作用，削弱了胶原间的交联键，使胶原转变成明胶；如果温度过高，就会使明胶进一步水解(二次降解)，主肽链发生断裂而大大破坏了明胶的冻力与黏度等重要性能指标。所以，控制适当的温度和时间是提胶工序的主要因素。提胶工序使用的主要设备有提胶锅、单效或双效蒸发机、真空泵(水力喷射泵)、消毒桶、压滤机、洗棉机、压棉机、过滤桶、吸滤桶、贮胶桶等。为提高明胶的透明度，有的碱家还使用圆盘型过滤机，以硅藻土为介质过滤明胶液，或使用布袋筒型滤器。

　　1.药用明胶

　　药用明胶是选用动物皮、骨和筋腱，经复杂的理化处理制得的无脂肪高蛋白，易被人体吸收，具有黏度高、冻力高、易凝冻等物理特点。药用明胶应干燥、洁净、均匀，无夹杂物，外观为淡黄色至黄色细粒，应通过孔径4mm标准筛网，其溶液无不适气味，人们习惯称药用明胶为医用明胶，或医药明胶。

　　药用明胶主要用于代血浆、止血海绵、软硬胶囊、片剂糖衣的原材料、微球与微囊的囊材料等药物缓释材料及生物膜材料。郝艳茹等采用喷雾干燥和冷冻干燥工艺方法制备注射用琥珀酰明胶，将药物制成固体制剂，以提高其稳定性及运输贮藏的便易性，弥补了多肽生物制品输液剂存在着药物性质不稳定、不便运输贮藏等缺点。

　　需要注意的是，市售的大部分明胶胶原都提取自猪和牛的结缔组织和硬骨料组织中，而这恰恰限制了明胶的使用。世界上有相当一部分人群不能食用猪制品，如希伯来人、穆斯林、素食主义者，而明胶产品并未标明其动物来源，因此在上述人群中明胶的使用受到了限制。近年来，由于疯牛病(BSE)在世界范围内传播，所以，来源于动物的明胶不应再用于动物饲料或兽药等用途。此外，由于明胶的亲水性，使得内容物中亲水性物质向明胶胶壳中迁移，且明胶会与含醛基化合物发生化学反应等，从而限制了它的广泛使用，尤其是在中药中的应用。因此，利用化学合成法合成类胶原蛋白，以及运用基因工程技术，通过不同表达系统生产重组胶原蛋白和明胶，解决了传统提取方法存在的缺点，同时也改善了亲水性、免疫排异性等特性，并赋予其新的生物医学性能，成为近年来的研究热点 。同时，明胶衍生物及其复合物的应用与研究也受到越来越多的关注和研究，如牛金柱等研究发现20％利多卡因明胶纤维网不但止血效果优于氧化纤维素和明胶海绵，且具有缓释止痛作用。

　　2.食用明胶

　　食用明胶是由猪、牛、骡、马的皮子之角料，经除杂、消毒、蒸煮形成汁子，再经脱水，制造形成的胶条、胶片、粉粒状物(应通过孔径4mm标准筛网即5目)。该品含有18种氨基酸和90％的胶原蛋白，有很大的营养价值，不仅具保健美容效果，还具有优良的胶体保护性、表面活性、黏稠性、成膜性、悬乳性、缓冲性、浸润性、稳定性和水易溶性等，因此，常作为添加剂广泛地用于食品工业中，如用于果冻、食用色素、高级软糖、冰淇淋、干酪、酸奶、冷冻食品等的制作中；明胶还可以做粉条，使其更劲道；在化工行业主要用作粘合、乳化和高级化妆品等制作的原料。

　　需注意的是，明胶还含有无机元素，某些无机元素对人体维持正常生命过程是必需的，某些则是有害于人体健康的，还有些在微量时是有益的而过量时则是有害的。因此在制备及使用过程中必须严格控制质量，防止某些元素超标而危害人类健康 。另外，用水解胶原蛋白方法得到的明胶中，含有一定量的亚硝酸盐，若将其作为食用明胶，需预先对其进行处理，以除去亚硝酸盐 。

　　3.工业明胶

　　工业明胶含18种氨基酸，水分和无机盐含量在16％以下，蛋白质含量在82％以上，是一种理想的蛋白源。无不良气味，无肉眼可见杂质。工业明胶是一种精细化学品，根据制备方法的不同，又可划分出皮胶、骨胶，以及热溶胶粉、蛋白专用胶、饲料专用胶、火柴专用胶等，主要用于以下几方面：

　　一是用于火柴制造业，主要利用胶体的起泡性形成孔隙，结合氧化剂，起火剂和填充剂，使其瞬间引燃。二是作为粘和剂，利用其高强度、弹性和韧性等特点，来生产砂布、砂纸、粘合木器、装订书本以及用于礼品盒流水线、高级乐器、家具行业中。三是利用电解作用，将其加入电解质中，可帮助生成平滑、致密的阳极沉淀，消除生产损耗。四是用于纺织物优化，在纱束上可形成膜，以此增加纤维的韧性、强度、平滑性和弹性，防止断裂。五是和重铬酸盐配合制造负型感光耐蚀膜。六是提取水解蛋白，用于添加剂中。

　　明胶是制革工业副产物，从废边脚料中提取，如何高附加值地利用这一副产物，对减少环境污染，维持制革工业的可持续发展具有十分重要的意义。范浩军 等将工业明胶作了精细化改性，其改性后的产品性能优良，可用作发泡复鞣剂、消光补伤剂和蛋白涂饰等，显示出这种废弃物潜在的经济价值会达到理想的修饰效果。

　　需要注意的是，工业明胶相对于药用明胶、食用明胶，其质量较差，杂质也比较多，在实际中，严禁不法分子将工业明胶用于药用和食品领域。2012年4月，网传老酸奶和果冻里有破皮鞋做的工业明胶，甚至医用胶囊里也有工业明胶成分，已有多家药企被处罚，并及时召回含工业明胶的胶囊壳和胶囊。

　　4.照相明胶

　　在日常生活中，人们通常将照相明胶与工业明胶、食用明胶、药用明胶一起称为明胶。照相明胶，是根据明胶的质量指标和用途不同划分出来的一种产品。照相明胶是明胶中的高档产品，是感光材料生产中三大重要材料之一，由于其物理化学性能独特而被用作银盐感光材料载体，目前还没有可以全面取代明胶的物质。因此被广泛地应用于生产各种胶片、胶卷、医用X光胶片、印刷片、相纸等感光工业中。

　　照相明胶分为彩色感光照相明胶和黑白照相明胶。国外彩色感光材料用的照相明胶主要以新鲜牛骨料为原料，我国利用的是牦牛骨作为原料，研制的彩色感光材料用于照相明胶取得了较好的进展。黑白照相明胶除用于黑白正负片、相纸、医用和工业用x光胶片外，还广泛用于报纸和书刊的印刷胶片。