明膠提取工藝

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1、福建水產(chǎn),2007年6月第2期NO.2JOURNALOFFUJIANFISHERIESJun.26.2007明膠提取工藝及其應(yīng)用的研究進(jìn)展12位紹紅,許永安(1.福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,福建福州350002;2.福建省水產(chǎn)研究所,福建廈門361002)摘要:明膠是膠原蛋白部分水解的產(chǎn)物,是從動(dòng)物的皮、骨等結(jié)締組織中提取而成,其提取方法主要有堿法、酸法、酶法、鹽堿法和酸鹽法,在食品、醫(yī)藥、感光和工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的用途。本文就明膠的組成和性質(zhì)、提取工藝及其應(yīng)用的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,以期為明膠的生產(chǎn)和研究者提供參考。關(guān)鍵詞:明膠;提取

2、;工藝[3,4]明膠是一種從動(dòng)物的骨、生皮、肌腱、膜等固醇的高營養(yǎng)價(jià)值的理想蛋白源。結(jié)締組織的生膠質(zhì)(又稱膠原)中提取出來的明膠成品為無色或淡黃色、透明或半透明而[1]蛋白質(zhì),其分子量從幾萬到十幾萬不等,有堅(jiān)硬的非晶體物質(zhì),顏色越白質(zhì)量越好。明膠不“工業(yè)味精”之稱,被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、保健、溶于冷水,但可以緩慢吸水膨脹軟化,明膠可吸食品加工、化妝品、化工、感光材料等眾多領(lǐng)收相當(dāng)于重量5～10倍的水。明膠能溶于甘油、域,在國內(nèi)外市場上有供不應(yīng)求的趨勢。1986醋酸、水楊酸和苯二甲酸等有機(jī)酸,不溶于乙醇年,世界總產(chǎn)量15萬噸,總需求量2

3、0萬噸。和乙醚,呈細(xì)棒或纖維結(jié)構(gòu),由重復(fù)的肽鍵-l995年世界總產(chǎn)量已超過20萬噸,近年世界總CO-NH-纏繞成的網(wǎng)狀組織。具有α-氨基酸[4]需求量為30萬噸。2001年國內(nèi)年產(chǎn)量約1萬和蛋白質(zhì)的一般物理與化學(xué)性質(zhì)。溫水是明膠最[2]噸,需求量超過2萬噸,缺口較大。普遍的溶劑,明膠可溶于熱水,形成熱可逆性凝傳統(tǒng)的明膠生產(chǎn)工藝存在已經(jīng)有130多年的膠,它具有極其優(yōu)良的物理性質(zhì)(如膠凍力、歷史了,現(xiàn)在明膠的提取工藝主要有堿法、酸親和力、高度分散性、低粘度特性、分散穩(wěn)定法、酶法、酸鹽法、鹽堿法。傳統(tǒng)的明膠生產(chǎn)工性、持水性、被覆性、韌性

4、及可逆性),因此明藝能生產(chǎn)出高質(zhì)量的明膠(照相膠、藥用膠及膠是一種重要的食品添加劑,如作為食品的膠凍食用膠),為感光工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和人類文明做劑、穩(wěn)定劑、增稠劑、發(fā)泡劑、乳化劑、分散[3,4,5]出了巨大貢獻(xiàn)。但傳統(tǒng)的方法也有周期長、耗水劑、澄清劑等。量大、對環(huán)境污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)。自從上世紀(jì)下半葉以來,國際上一些先導(dǎo)性的企業(yè)、研究所,都2明膠制膠原理及提取工藝投入了大量人力和物力,從事新工藝的探索與研211制膠原理:究。目前國內(nèi)外對明膠已有較為深入的研究,本在動(dòng)物的皮、骨等結(jié)締組織中含有豐富的生文就明膠目前的提取工藝研究進(jìn)展進(jìn)行概述

5、。膠質(zhì),生膠質(zhì)是由多種蛋白質(zhì)組成的,其中的膠原蛋白是制膠的主要成分,它不溶于水,也不溶1明膠的組成及性質(zhì)于酸、堿和鹽的稀溶液。但是,在熱水中于一定明膠中除16%以下的水分和無機(jī)鹽外,蛋的pH值條件下,膠原發(fā)生一定程度的水解,使白質(zhì)的含量占82%以上,蛋白質(zhì)中含有18種人原來的高聚物變成低分子量、能溶于熱水的具有體所需的氨基酸,有7種為人體所必需,其中甘一定粘度的膠液.這就是制膠的原理。因此,制氨酸約占1/3,脯氨酸與羥基脯氮酸約占1/3,作優(yōu)質(zhì)明膠和膠原蛋白的過程就是通過適當(dāng)?shù)奶幤渌?/3,是一種無脂肪的高蛋白,且不含膽理方法來

6、破壞穩(wěn)定膠原纖維分子間和分子內(nèi)的共68福建水產(chǎn)總第113期價(jià)交聯(lián)和非共價(jià)鍵,釋放出原膠原分子,然后通但酸法制膠周期短,產(chǎn)率大,若能控制好制膠條[10]過加熱使穩(wěn)定膠原螺旋的氫鍵也斷裂從而釋放出件,可廣泛應(yīng)用于明膠工業(yè)。明膠。所以明膠生產(chǎn)過程中的兩個(gè)關(guān)鍵步驟就是通過酸浸使膠原水解而制取明膠的方法稱為原料的前期處理和提取的工藝條件。酸法。浸酸過程實(shí)際上是一個(gè)擴(kuò)散過程,浸酸用212原料的前期處理濃度不大于5%、pH值315～415的稀淡無機(jī)酸目前國內(nèi)外生產(chǎn)明膠的方法主要有堿法、酸溶液?？捎玫臒o機(jī)酸有鹽酸、亞硫酸、硫酸和磷法、酶法、酸鹽法

7、和鹽堿法。酸,也常用其混合酸液。酸處理的溫度為15℃21211堿處理～20℃,處理時(shí)間為10h～48h(根據(jù)原料性質(zhì)、目前國產(chǎn)明膠80%以上是用堿法生產(chǎn)的,溫度、酸濃度等確定),直到原料充分酸化即達(dá)[6]世界各國也都普遍采用堿法生產(chǎn)明膠。以石灰到最大膨脹。浸酸結(jié)束后倒去酸液,將原料清洗乳浸泡原料的堿處理過程成為“浸灰”。浸灰是至pH值4以上,再進(jìn)行提膠,酸法制得的明堿法制膠極為重要的一環(huán),原料在堿的作用下,膠,其凝膠強(qiáng)度和粘度的比值高,平均鏈分子量不僅能疏松原料的組織,而且能夠溶解并除去那為715萬。些影響明膠質(zhì)量的有機(jī)物,如可溶

8、性蛋白、色素工業(yè)生產(chǎn)中嚴(yán)格控制浸酸的平穩(wěn)期是工藝控等。經(jīng)過浸灰處理的原料膠原纖維吸水膨脹、疏制的關(guān)鍵。例如在用牲骨生產(chǎn)骨明膠時(shí),浸酸采松、張開,內(nèi)部結(jié)合力減弱,容易切斷,有利于用逆流法即新骨吃尾骨,這樣有利于避免牲骨中膠原蛋白的溶出。的有機(jī)質(zhì)遭到破