明膠是一種大分子的親水膠體,是膠原部分水解后的產(chǎn)物。按其性能和用途可分為照相明膠、食用明膠和工業(yè)明膠。根據(jù)用途不同,對(duì)明膠的質(zhì)量要求也不一樣。用作粘結(jié)劑使用時(shí),主要要求粘接強(qiáng)度。用于照相、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域時(shí),則強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的純度。
膠原分子是由三條多肽鏈相互纏繞所形成的螺旋體,通過(guò)工藝過(guò)程的處理,膠原分子螺旋體變性分解成單條多肽鏈(α-鏈)的α-組分和由兩條α鏈組成的β-組分及由三條α鏈組成的γ-組分,以及介于其間和小于α-組分或大于γ-組分的分子鏈碎片。由此可見(jiàn),明膠是一個(gè)具有一定分子量分布的多分散體系,其分子量分布因工藝條件不同而有所差別,并影響到明膠的理化性能。
一、理化性質(zhì):
明膠是膠原變性所得的產(chǎn)物,屬蛋白質(zhì)大分子范疇,它具有與蛋白質(zhì)大分子相類(lèi)似的特性,但由于分子結(jié)構(gòu)的特殊性,決定了其理化性質(zhì)又有*之處。
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(wú)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(lèi)似的這種逆轉(zhuǎn)過(guò)程,稱(chēng)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(guò)程中,明膠的組分所起的作用有所不同。
明膠凝膠在冷卻到0℃以下時(shí),內(nèi)部水分結(jié)冰,其結(jié)晶晶格的引力超過(guò)了明膠分子對(duì)水分子的引力,水分就在凝膠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中間形成冰的結(jié)晶,并逐漸擴(kuò)大。溫度越低,結(jié)晶的水分越多。在俄羅斯的寒冷季節(jié),有時(shí)利用天然冷風(fēng)使明膠淡液結(jié)出冰晶,得到濃縮的凝膠,這比蒸發(fā)法減少水分既經(jīng)濟(jì)而又不影響質(zhì)量。
皮明膠在結(jié)冰時(shí)冰晶在凝膠內(nèi)部形成,將冰晶除去,剩下一個(gè)和凍豆腐類(lèi)似的立體網(wǎng)絡(luò);但在骨明膠結(jié)冰時(shí),冰晶在凝膠的表面及四周產(chǎn)生。這說(shuō)明非常相似的兩種明膠,其凝膠中的分子結(jié)構(gòu)與組織并不*相同,骨明膠內(nèi)部的水分可以更自由地運(yùn)動(dòng)。
4、黏度
黏度反映了微小的纖維狀肽鏈分子溶解并分散在水中時(shí)因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。對(duì)于稀溶液來(lái)說(shuō),由于體系中分子數(shù)極少,內(nèi)摩擦力幾乎為零,其所表現(xiàn)出的黏度反映了多肽鏈體系平均分子量的大小。因此,在固定溫度、pH等的條件下,稀溶液的黏度測(cè)定主要用于測(cè)定明膠體系的平均分子量。而在濃溶液的情況下,其黏度主要是由明膠分子之間的流體力學(xué)的相互作用所引起的。在明膠濃溶液的濃度范圍內(nèi),影響?zhàn)ざ鹊闹饕兞渴菧囟?、pH值和所加的鹽類(lèi);此外,明膠的平均分子量和分子量分布也影響到明膠的黏度。
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(duì)數(shù)對(duì)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(shì)。明膠濃溶液的黏度在等電點(diǎn)pH下處于z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。
二、分類(lèi):
(1)明膠按照生產(chǎn)方式分為堿法明膠(又稱(chēng)B型明膠)、酸法明膠(又稱(chēng)A型明膠)、酶法明膠。三種明膠最大的不同點(diǎn)即為明膠生產(chǎn)過(guò)程中的前處理過(guò)程采用不同的方法。B型明膠的產(chǎn)量居三種明膠之s,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。
(2)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。
(3)明膠按照品質(zhì)不同可以分為高檔明膠、低檔明膠、骨膠,其中高檔明膠簡(jiǎn)稱(chēng)明膠,國(guó)外稱(chēng)為Gelatin,低檔明膠和骨膠則稱(chēng)為Glue。
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