明膠是膠原部分水解而得到的一類蛋白質(zhì),明膠與膠原具有同源性。膠原具有棒狀三股螺旋結(jié)構(gòu),當(dāng)其部分水解制備明膠的過程中,膠原的這種三螺旋結(jié)構(gòu)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(yù)處理的差異,組成成分也可能不同。
明膠溶液的凝凍及其隨后的凝膠網(wǎng)絡(luò)的變化是由于溶液中無序明膠分子部分地回復(fù)到膠原結(jié)構(gòu)而引起的。非常均一的明膠稀溶液中所誘導(dǎo)和產(chǎn)生的更廣泛的向膠原的逆轉(zhuǎn),這也是凝膠形成機(jī)理本質(zhì)上類似的這種逆轉(zhuǎn)過程,稱之為“復(fù)性”,但由于受明膠分子分散性、復(fù)雜的化學(xué)組成和它們非常的濃度的影響而有所變化。在復(fù)性過程中,明膠的組分所起的作用有所不同。 [2]
商品明膠黏度與濃度的關(guān)系在早期研究中被確定為“黏度是濃度的指數(shù)函數(shù)”;隨后的研究發(fā)現(xiàn),黏度的對數(shù)對濃度作圖始終是一條曲線,只是隨著濃度的增加而曲率呈下降趨勢。明膠濃溶液的黏度在等電點(diǎn)pH下處于低值,而在鹽溶液加入時(shí),所有pH值下的溶液黏度均相應(yīng)地降低。
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。三種明膠大的不同點(diǎn)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,原料在堿性介質(zhì)中預(yù)處理,中和后在中性介質(zhì)中提取得到。A型明膠是指原料在酸性介質(zhì)中預(yù)處理,酸性介質(zhì)中提取得到的明膠。酶法明膠是指原料經(jīng)酶預(yù)處理,在適度pH值的介質(zhì)中提取的明膠。
明膠是經(jīng)膠原適度水解和熱變性得到的產(chǎn)物,生產(chǎn)明膠的原料主要是動(dòng)物的皮、骨及制革業(yè)廢料等,市場上常見的明膠多以牛皮牛骨或豬皮為原料制備,近年來由于瘋牛病和口蹄疫的出現(xiàn),許多明膠生產(chǎn)廠家開始轉(zhuǎn)向以魚皮、魚鱗和雞皮為原料制備明膠。目前,明膠的生產(chǎn)方法主要有堿法、酸法、酶法等。堿法和酸法是傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法,生產(chǎn)周期較長一般為15天,所排廢液對環(huán)境的污染較大。由于酶法制備明膠的生產(chǎn)成本較低,產(chǎn)品安全性高,在醫(yī)藥、食品領(lǐng)域等逐步取代酸法和堿法生產(chǎn)的明膠。
明膠的生產(chǎn)主要由三部工序組成從原料的收集、保存和經(jīng)過各種方式的對原料皮、骨的預(yù)處理,是明膠技術(shù)發(fā)展的前工序部分,膠原的降解即明膠的提取是第二工序部分,也是影響產(chǎn)率的關(guān)鍵部分,明膠的過濾、蒸發(fā)、滅菌、烘干等構(gòu)成了明膠技術(shù)的后工序部分。