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明膠

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明膠(Gelatim)

目錄

  • 1 什麼是明膠[1]
  • 2 明膠的提取[2]
  • 3 明膠的應用與發展前景[1]
  • 4 參考文獻

什麼是明膠[1]

  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[2]

  明膠的提取(即提膠,俗稱熬膠)工序一般為:原料預處理\to加熱\to過濾\to離心\to濃縮\to乾燥\to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。

明膠的應用與發展前景[1]

  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。

參考文獻

  1. 1.0 1.1 郭允,楊碩曄.明膠的應用研究進展[J].河南職工醫學院學報,2013(2)
  2. ↑ 張換換,李明霞,李文飛,劉軍海.明膠的製備及其在日用化學品中的應用[J].口腔護理用品工業,2011(4)