明膠

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明膠(Gelatim)

　　明膠是指由18種氨基酸與肽交聯形成的直鏈聚合物。由於其具有良好的生物降解性、生物相容性與組織相容性，降解後可形成無毒產物被排出體外等優點，而且價格低廉，因此作為生物高分子材料和醫用材料，被廣泛應用到工業、食品、藥品等領域。

　　明膠為無色、無臭的淡黃色至黃色的半透明、微帶光澤的微粒或薄片；受潮後，易被細菌分解；不溶於冷水，但在水中久浸即吸水膨脹並軟化，重量可增加5～10倍。溶於熱水、醋酸或甘油與水的熱混合液，不溶於乙醇、氯仿或乙醚。

　　明膠的提取(即提膠，俗稱熬膠)工序一般為：原料預處理加熱過濾離心濃縮乾燥成品明膠。加熱過程中，如果明膠水溶液加熱時間過長則會進一步水解(降解)，所以必須控制水解的工藝參數(主要是溫度和時間)以提取不同規格的明膠。

　　提膠時，由於溫度的作用，削弱了膠原間的交聯鍵，使膠原轉變成明膠；如果溫度過高，就會使明膠進一步水解(二次降解)，主肽鏈發生斷裂而大大破壞了明膠的凍力與黏度等重要性能指標。所以，控制適當的溫度和時間是提膠工序的主要因素。提膠工序使用的主要設備有提膠鍋、單效或雙效蒸發機、真空泵(水力噴射泵)、消毒桶、壓濾機、洗棉機、壓棉機、過濾桶、吸濾桶、貯膠桶等。為提高明膠的透明度，有的鹼家還使用圓盤型過濾機，以硅藻土為介質過濾明膠液，或使用布袋筒型濾器。

　　1.藥用明膠

　　藥用明膠是選用動物皮、骨和筋腱，經複雜的理化處理制得的無脂肪高蛋白，易被人體吸收，具有黏度高、凍力高、易凝凍等物理特點。藥用明膠應乾燥、潔凈、均勻，無夾雜物，外觀為淡黃色至黃色細粒，應通過孔徑4mm標準篩網，其溶液無不適氣味，人們習慣稱藥用明膠為醫用明膠，或醫葯明膠。

　　藥用明膠主要用於代血漿、止血海綿、軟硬膠囊、片劑糖衣的原材料、微球與微囊的囊材料等藥物緩釋材料及生物膜材料。郝艷茹等採用噴霧乾燥和冷凍乾燥工藝方法製備註射用琥珀酰明膠，將藥物製成固體製劑，以提高其穩定性及運輸貯藏的便易性，彌補了多肽生物製品輸液劑存在著藥物性質不穩定、不便運輸貯藏等缺點。

　　需要註意的是，市售的大部分明膠膠原都提取自豬和牛的結締組織和硬骨料組織中，而這恰恰限制了明膠的使用。世界上有相當一部分人群不能食用豬製品，如希伯來人、穆斯林、素食主義者，而明膠產品並未標明其動物來源，因此在上述人群中明膠的使用受到了限制。近年來，由於瘋牛病(BSE)在世界範圍內傳播，所以，來源於動物的明膠不應再用於動物飼料或獸藥等用途。此外，由於明膠的親水性，使得內容物中親水性物質向明膠膠殼中遷移，且明膠會與含醛基化合物發生化學反應等，從而限制了它的廣泛使用，尤其是在中藥中的應用。因此，利用化學合成法合成類膠原蛋白，以及運用基因工程技術，通過不同表達系統生產重組膠原蛋白和明膠，解決了傳統提取方法存在的缺點，同時也改善了親水性、免疫排異性等特性，並賦予其新的生物醫學性能，成為近年來的研究熱點 。同時，明膠衍生物及其複合物的應用與研究也受到越來越多的關註和研究，如牛金柱等研究發現20％利多卡因明膠纖維網不但止血效果優於氧化纖維素和明膠海綿，且具有緩釋止痛作用。

　　2.食用明膠

　　食用明膠是由豬、牛、騾、馬的皮子之角料，經除雜、消毒、蒸煮形成汁子，再經脫水，製造形成的膠條、膠片、粉粒狀物(應通過孔徑4mm標準篩網即5目)。該品含有18種氨基酸和90％的膠原蛋白，有很大的營養價值，不僅具保健美容效果，還具有優良的膠體保護性、錶面活性、黏稠性、成膜性、懸乳性、緩衝性、浸潤性、穩定性和水易溶性等，因此，常作為添加劑廣泛地用於食品工業中，如用於果凍、食用色素、高級軟糖、冰淇淋、乾酪、酸奶、冷凍食品等的製作中；明膠還可以做粉條，使其更勁道；在化工行業主要用作粘合、乳化和高級化妝品等製作的原料。

　　需註意的是，明膠還含有無機元素，某些無機元素對人體維持正常生命過程是必需的，某些則是有害於人體健康的，還有些在微量時是有益的而過量時則是有害的。因此在製備及使用過程中必須嚴格控制質量，防止某些元素超標而危害人類健康 。另外，用水解膠原蛋白方法得到的明膠中，含有一定量的亞硝酸鹽，若將其作為食用明膠，需預先對其進行處理，以除去亞硝酸鹽 。

　　3.工業明膠

　　工業明膠含18種氨基酸，水分和無機鹽含量在16％以下，蛋白質含量在82％以上，是一種理想的蛋白源。無不良氣味，無肉眼可見雜質。工業明膠是一種精細化學品，根據製備方法的不同，又可劃分出皮膠、骨膠，以及熱溶膠粉、蛋白專用膠、飼料專用膠、火柴專用膠等，主要用於以下幾方面：

　　一是用於火柴製造業，主要利用膠體的起泡性形成孔隙，結合氧化劑，起火劑和填充劑，使其瞬間引燃。二是作為粘和劑，利用其高強度、彈性和韌性等特點，來生產砂布、砂紙、粘合木器、裝訂書本以及用於禮品盒流水線、高級樂器、傢具行業中。三是利用電解作用，將其加入電解質中，可幫助生成平滑、緻密的陽極沉澱，消除生產損耗。四是用於紡織物優化，在紗束上可形成膜，以此增加纖維的韌性、強度、平滑性和彈性，防止斷裂。五是和重鉻酸鹽配合製造負型感光耐蝕膜。六是提取水解蛋白，用於添加劑中。

　　明膠是製革工業副產物，從廢邊腳料中提取，如何高附加值地利用這一副產物，對減少環境污染，維持製革工業的可持續發展具有十分重要的意義。範浩軍 等將工業明膠作了精細化改性，其改性後的產品性能優良，可用作發泡復鞣劑、消光補傷劑和蛋白塗飾等，顯示出這種廢棄物潛在的經濟價值會達到理想的修飾效果。

　　需要註意的是，工業明膠相對於藥用明膠、食用明膠，其質量較差，雜質也比較多，在實際中，嚴禁不法分子將工業明膠用於藥用和食品領域。2012年4月，網傳老酸奶和果凍里有破皮鞋做的工業明膠，甚至醫用膠囊里也有工業明膠成分，已有多家藥企被處罰，並及時召回含工業明膠的膠囊殼和膠囊。

　　4.照相明膠

　　在日常生活中，人們通常將照相明膠與工業明膠、食用明膠、藥用明膠一起稱為明膠。照相明膠，是根據明膠的質量指標和用途不同劃分出來的一種產品。照相明膠是明膠中的高檔產品，是感光材料生產中三大重要材料之一，由於其物理化學性能獨特而被用作銀鹽感光材料載體，目前還沒有可以全面取代明膠的物質。因此被廣泛地應用於生產各種膠片、膠卷、醫用X光膠片、印刷片、相紙等感光工業中。

　　照相明膠分為彩色感光照相明膠和黑白照相明膠。國外彩色感光材料用的照相明膠主要以新鮮牛骨料為原料，我國利用的是氂牛骨作為原料，研製的彩色感光材料用於照相明膠取得了較好的進展。黑白照相明膠除用於黑白正負片、相紙、醫用和工業用x光膠片外，還廣泛用於報紙和書刊的印刷膠片。