明膠

中文名稱：明膠

中文別名：白明膠;動物膠;食用明膠;

英文名稱：Gelatin

英文別名：Gelatins;Gelatine;

CAS號：9000-70-8

海關編碼：3503001001

危險類別碼：R36/37/38

安全說明：S24/25; S36/37/39; S27; S26

1.疏水參數(shù)計算參考值（XlogP）:6.1

2.氫鍵供體數(shù)量:1

3.氫鍵受體數(shù)量:5

4.可旋轉化學鍵數(shù)量:9

5.互變異構體數(shù)量:5

6.拓撲分子極性表面積64.6

7.重原子數(shù)量:36

8.表面電荷:0

9.復雜度:915

10.同位素原子數(shù)量:0

11.確定原子立構中心數(shù)量:0

12.不確定原子立構中心數(shù)量:1

13.確定化學鍵立構中心數(shù)量:0

14.不確定化學鍵立構中心數(shù)量:0

15.共價鍵單元數(shù)量:1

明膠中水分和無機鹽大約占16%，蛋白含量占82%以上。與母體膠原類似，明膠也由18種氨基酸 組成，其中亞氨基酸Pro和Hyp的含量較高。明膠凝膠中的類三螺旋結構主要靠分子內(nèi)氫鍵和氫鍵水合維系，Pro的-NH、Hyp的-OH與其它氨基酸 側鏈基團及水分子均可形成氫鍵，利于類三螺旋結構的穩(wěn)定。

工業(yè)明膠為無色至淡黃色透明或半透明等薄片或粉粒。無味，無臭。在冷水中吸水膨脹。 溶于熱水。溶于甘油和醋酸，不溶于乙醇和乙醚。

明膠依據(jù)生產(chǎn)原料、生產(chǎn)方式和產(chǎn)品質量、產(chǎn)品用途不同，分為食用明膠、藥用明膠、工業(yè)明膠、照相明膠、以及皮膠、骨膠。主要應用：

堿法：將動物的骨和皮等用石灰乳液充分浸漬后，用鹽酸中和，經(jīng)水洗，于60 ℃～70 ℃熬膠，再經(jīng)防腐、漂白、凝凍、刨片、烘干而得。成品稱“B型明膠”或“堿法明膠”。

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 ℃下熬膠4～8 h，然后凍膠、擠條、干燥而成。成品稱“A型明膠”或“酸法明膠”。

酶法：用蛋白酶將原料皮酶解后用石灰處理24 h，經(jīng)中和、熬膠、濃縮、凝凍、烘干而得。

主要有石灰乳法和鹽酸法。

1.石灰乳法 將牛皮、豬皮等變質的下腳皮的內(nèi)層油脂亂去，切成小塊，放在3.5%-4.0%的石灰乳中浸泡約30-40d，中間換石灰乳4-6次。在浸泡過程中，經(jīng)常攪拌，使上下浸泡均勻。將浸泡的生皮從石乳缸中取出，用水洗凈，在攪拌下10%鹽酸中和3-4h，洗滌后pH應在6.0-6.5。然后將肉皮按1：1加水，加熱蒸煮，控制溫度為60-70℃，每隔一定時間抽取膠水，用清潔紗布趁熱過濾，共抽5-6次。將稀膠水送入蒸發(fā)器濃縮，使相對密度為1.03-1.07。熱膠移入鋁盤冷卻，把冷膠往放在不銹鋼篩網(wǎng)上，送入烘房鼓風干燥，溫度嚴格控制在28℃左右。干燥的膠片用顆粒粉碎即得成品。按豬皮重量計，收率約22%。

2.鹽酸法 將家畜的雜骨，脊骨及小骨粉碎，用苯在45-50℃提油后水洗。洗凈利的骨頭，用3.5-4.0%的鹽酸浸泡，主骨頭柔軟后即得粗制骨素，水洗，使水溶液pH在3.5左右，加石灰乳可制飼料磷酸氫鈣及干燥氯化鈣。將骨頭再用3.0%-3.5%以上的石灰乳浸泡30-50d（中間換石灰乳5-6次），取出，用水洗約1h，將此次凈骨素用0.2鹽酸進行第一次中和，待pH降至3.5-4.0，放掉中和液，另加入清水，再用0.5%鹽酸中和約2h。當酸濃度降至0.2-0.25%時，立即將酸濃度提高到1%，并維持這一濃度直至到達中和終點（pH3.0）。中和完畢，將骨素用清水充分洗滌，浸泡4-5h。然后用氫氧化鈉溶液洗滌，稀堿液浸泡16-20h后用清水沖洗，即得精制骨素。精制骨素經(jīng)過7道熬膠得到膠水，各道熬膠的加水量，溫度分別掌握，加水量逐道減少，熬膠溫度逐道提高，從第一道的64℃提高到第七道的85℃。出膠的濃度從第一道到第七道，也從8%降低至2-3%。共熬40h。將得到的稀膠水過濾，濃縮，使用對密度達1.025-1.075，放在膠盒上冷凍，然后刨成薄片置于篩網(wǎng)上，送入烘烘房鼓風干燥，溫度從25℃逐漸提高至60℃。干燥后即成為成品。各道熬膠制得的明交質量不同，按批道分為照相膠，食用膠，最后為用于制蛋白胨的烘膠，好膠率大于60%。每噸產(chǎn)品消耗：性骨約7t；30%的鹽酸約7t。

GB 2760-96：可用于各類食品，以GMP為限。

FAO/WHO(1984，g/kg)：加工干酪制造8；乳脂干酪5；熟洋火腿、熟豬前腿肉，按GMT；酪農(nóng)干酪5(按稀奶油計)；稀奶油5(僅用于巴氏殺菌摜奶油或摜打用的超高溫殺菌稀奶油和消毒稀奶油)。

冰淇淋制造時，明膠用做保護膠體來防止冰晶增大，使產(chǎn)品口感細膩，約添加0.5%。酸奶、干酪等乳制品中添加約0.25%，可防止水分析出，使質地細膩。

在于制造明膠甜食(dessert，主要成分是明膠)、軟糖、奶糖、蛋白糖、巧克力等(添加量1%～3.5%，最高達12%)。

在午餐肉、咸牛肉等罐頭食品中廣泛使用明膠，可與肉汁中的水結合以保持產(chǎn)品外形、濕度和香味，約添加肉的1%～5%。

亦用做醬油的增稠劑。

明膠是膠原部分水解而得到的一類蛋白質,明膠與膠原具有同源性。膠原具有棒狀三股螺旋結構,當其部分水解制備明膠的過程中,膠原的這種三螺旋結構發(fā)生部分分離和斷裂。明膠的氨基酸組成與膠原相似,但因預處理的差異,組成成分也可能不同。不同規(guī)格的明膠分子量一般為15000～250000Da。

（1）、取該品約0.5g，加水50ml，加熱使溶解后，取溶液5ml ，加重鉻酸鉀試液4 份與稀鹽酸1 份的混合液數(shù)滴，即生成桔黃色絮狀沉淀。

（2）、取鑒別（1） 項下剩余的溶液1ml ，加水100ml ，搖勻后，加鞣酸試液數(shù)滴，即發(fā)生渾濁。（3）、取該品，加鈉石灰后，加熱，即發(fā)生氨臭。

酸度取該品1.0g，加入100ml 熱水中，充分振搖使溶解，放冷至35℃，

依法測定（附錄Ⅳ H），pH值應為3.6～7.6。

取該品5.0g，加水90ml使膨脹后，在65～70℃水浴中加熱溶解，取出，加水使成100ml ；分取5ml ，置25ml納氏比色管中，立即與同體積的對照液（精密量取標準氯化鈉溶液30ml，置50ml量瓶中，加硝酸與硝酸銀試液各1ml ，用水稀釋至刻度，在暗處放置5 分鐘，必要時可用焦糖溶液調色）比較，不得更渾濁。

取該品20g ，置長頸圓底燒瓶中，加水50ml，放置使膨脹后，加稀硫酸50ml，即時連接冷凝管，用水蒸氣蒸餾，餾液導入過氧化氫試液（對甲基紅－亞甲藍混合指示液顯中性）20ml中，至餾出液達80ml，停止蒸餾；餾出液中加甲基紅－亞甲藍混合指示液數(shù)滴，用氫氧化鈉滴定液（0.1mol/L）滴定至溶液顯草綠色，并將滴定的結果用空白試驗校正，消耗氫氧化鈉滴定液（0.1mol/L）不得過1.0ml。

取該品約1g，置經(jīng)105 ℃干燥至恒重的不銹鋼或鋁制器皿（直徑約75mm）中，精密稱定，加水10ml，放置，使膨脹后，置水浴上加熱溶解，蒸干，在105 ℃干燥至恒重，減失重量不得過16.0%（附錄Ⅷ L）。

取該品1.0g，置熾灼至恒重的坩鍋中，精密稱定，緩緩熾灼至完全炭化時，逐漸升高溫度至60～70℃，使完全灰化并恒重，遺留灰分不得過2.0 %。

取灰分項下遺留的殘渣，加鹽酸2ml 與硝酸0.5ml ，置水浴上蒸干，加水5ml，再蒸干，加醋酸鹽緩沖液(pH3.5）5ml與水20ml，溫熱數(shù)分鐘，加水適量使成50ml。分取20ml，加水5ml ，依法檢查（附錄Ⅷ H第一法），含重金屬不得過百萬分之五十。

取該品1.0g，加淀粉0.5g與氫氧化鈣1.0g，加水少量，攪拌均勻，干燥后，先用小火熾灼使炭化，再在500 ～600 ℃熾灼成灰白色，放冷，加鹽酸8ml 與水20ml溶解后，依法檢查（附錄Ⅷ J第一法），應符合規(guī)定（0.0002%）。

取該品1.10g ，置稱定重量的錐形瓶中，加水80ml，在15～18℃放置 2小時，使完全膨脹后，置60℃水浴中加熱溶解，取出，稱重，加水適量使內(nèi)容物成100g，取10ml，置內(nèi)徑13mm的試管中，在0℃冰浴中冷凍6 小時，取出，倒置10秒鐘，應不流下。

明膠是一種水溶性、能形成凝膠體的混合蛋白質類物質，通常采取加熱水提取預處理動物體結締組織制得。明膠主要成分中，膠原蛋白≥80%，水分≤14%。

（1）明膠按照提取原料可以分為皮明膠、骨明膠。皮明膠又可細分為牛皮明膠、豬皮明膠、雞皮明膠、魚皮明膠等；骨明膠又可細分為牛骨膠、豬骨膠、雞骨膠、魚骨膠等。

魚鱗明膠是近年來研究出來以魚鱗為原料提取出來的明膠。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，魚鱗中豐富的膠原蛋白，約20 ~ 40%，并且脂肪含量少，明膠提取及純化工藝簡單，并且，提取的明膠氣味較輕，性質穩(wěn)定。但是魚鱗明膠存在生產(chǎn)原料受到限制的問題，產(chǎn)量不大，目前不是明膠市場的主流。

魚明膠是近年研究明膠的熱點。傳統(tǒng)的明膠原料為豬和牛的皮和骨，但對于清真教、猶太教及伊斯蘭教地區(qū)卻存在著宗教問題，豬明膠及不按照他們要求屠宰和生產(chǎn)的牛明膠根本不能進入市場。并且，近年來歐美國家時常發(fā)生瘋牛病、豬口蹄疫，其牛肉豬肉消費量顯著下降，明膠生產(chǎn)原料也相應地減少。與此同時，隨著海洋漁業(yè)資源的大量開發(fā)與利用，越來越多的魚類產(chǎn)品走向人們的餐桌，伴隨著產(chǎn)生的魚皮、魚骨等下腳料也逐漸受到戰(zhàn)略科學家們的重視。鑒于以上種種原因，魚明膠的生產(chǎn)工藝優(yōu)化及可行性分析，成為從事明膠研究生產(chǎn)人員的一個重要方面。

（2）明膠按照生產(chǎn)方式分為堿法明膠（又稱 B 型明膠）、酸法明膠（又稱A 型明膠）、酶法明膠。三種明膠最大的不同點即為明膠生產(chǎn)過程中的前處理過程采用不同的方法。B 型明膠的產(chǎn)量居三種明膠之首，原料在堿性介質中預處理，中和后在中性介質中提取得到。A 型明膠是指原料在酸性介質中預處理，酸性介質中提取得到的明膠。酶法明膠是指原料經(jīng)酶預處理，在適度 pH 值的介質中提取的明膠。

（3）明膠按照用途可以分為食用明膠、藥用明膠、照相明膠、工業(yè)明膠。目前，世界明膠年產(chǎn)量已達 32 萬噸，食用明膠約占總量的 60%以上。