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1、福建水产,2007年6月第2期NO.2JOURNALOFFUJIANFISHERIESJun.26.2007明胶提取工艺及其应用的研究进展12位绍红,许永安(1.福建农林大学食品科学学院,福建福州350002;2.福建省水产研究所,福建厦门361002)摘要:明胶是胶原蛋白部分水解的产物,是从动物的皮、骨等结缔组织中提取而成,其提取方法主要有碱法、酸法、酶法、盐碱法和酸盐法,在食品、医药、感光和工业等领域有着广泛的用途。本文就明胶的组成和性质、提取工艺及其应用的研究进展进行综述,以期为明胶的生产和研究者提供参考。关键词:明胶;提取
2、;工艺[3,4]明胶是一种从动物的骨、生皮、肌腱、膜等固醇的高营养价值的理想蛋白源。结缔组织的生胶质(又称胶原)中提取出来的明胶成品为无色或淡黄色、透明或半透明而[1]蛋白质,其分子量从几万到十几万不等,有坚硬的非晶体物质,颜色越白质量越好。明胶不“工业味精”之称,被广泛应用于医药、保健、溶于冷水,但可以缓慢吸水膨胀软化,明胶可吸食品加工、化妆品、化工、感光材料等众多领收相当于重量5~10倍的水。明胶能溶于甘油、域,在国内外市场上有供不应求的趋势。1986醋酸、水杨酸和苯二甲酸等有机酸,不溶于乙醇年,世界总产量15万吨,总需求量2
3、0万吨。和乙醚,呈细棒或纤维结构,由重复的肽键-l995年世界总产量已超过20万吨,近年世界总CO-NH-缠绕成的网状组织。具有α-氨基酸[4]需求量为30万吨。2001年国内年产量约1万和蛋白质的一般物理与化学性质。温水是明胶最[2]吨,需求量超过2万吨,缺口较大。普遍的溶剂,明胶可溶于热水,形成热可逆性凝传统的明胶生产工艺存在已经有130多年的胶,它具有极其优良的物理性质(如胶冻力、历史了,现在明胶的提取工艺主要有碱法、酸亲和力、高度分散性、低粘度特性、分散稳定法、酶法、酸盐法、盐碱法。传统的明胶生产工性、持水性、被覆性、韧性
4、及可逆性),因此明艺能生产出高质量的明胶(照相胶、药用胶及胶是一种重要的食品添加剂,如作为食品的胶冻食用胶),为感光工业、医药工业和人类文明做剂、稳定剂、增稠剂、发泡剂、乳化剂、分散[3,4,5]出了巨大贡献。但传统的方法也有周期长、耗水剂、澄清剂等。量大、对环境污染严重等缺点。自从上世纪下半叶以来,国际上一些先导性的企业、研究所,都2明胶制胶原理及提取工艺投入了大量人力和物力,从事新工艺的探索与研211制胶原理:究。目前国内外对明胶已有较为深入的研究,本在动物的皮、骨等结缔组织中含有丰富的生文就明胶目前的提取工艺研究进展进行概述
5、。胶质,生胶质是由多种蛋白质组成的,其中的胶原蛋白是制胶的主要成分,它不溶于水,也不溶1明胶的组成及性质于酸、碱和盐的稀溶液。但是,在热水中于一定明胶中除16%以下的水分和无机盐外,蛋的pH值条件下,胶原发生一定程度的水解,使白质的含量占82%以上,蛋白质中含有18种人原来的高聚物变成低分子量、能溶于热水的具有体所需的氨基酸,有7种为人体所必需,其中甘一定粘度的胶液.这就是制胶的原理。因此,制氨酸约占1/3,脯氨酸与羟基脯氮酸约占1/3,作优质明胶和胶原蛋白的过程就是通过适当的处其它占1/3,是一种无脂肪的高蛋白,且不含胆理方法来
6、破坏稳定胶原纤维分子间和分子内的共68福建水产总第113期价交联和非共价键,释放出原胶原分子,然后通但酸法制胶周期短,产率大,若能控制好制胶条[10]过加热使稳定胶原螺旋的氢键也断裂从而释放出件,可广泛应用于明胶工业。明胶。所以明胶生产过程中的两个关键步骤就是通过酸浸使胶原水解而制取明胶的方法称为原料的前期处理和提取的工艺条件。酸法。浸酸过程实际上是一个扩散过程,浸酸用212原料的前期处理浓度不大于5%、pH值315~415的稀淡无机酸目前国内外生产明胶的方法主要有碱法、酸溶液。可用的无机酸有盐酸、亚硫酸、硫酸和磷法、酶法、酸盐法
7、和盐碱法。酸,也常用其混合酸液。酸处理的温度为15℃21211碱处理~20℃,处理时间为10h~48h(根据原料性质、目前国产明胶80%以上是用碱法生产的,温度、酸浓度等确定),直到原料充分酸化即达[6]世界各国也都普遍采用碱法生产明胶。以石灰到最大膨胀。浸酸结束后倒去酸液,将原料清洗乳浸泡原料的碱处理过程成为“浸灰”。浸灰是至pH值4以上,再进行提胶,酸法制得的明碱法制胶极为重要的一环,原料在碱的作用下,胶,其凝胶强度和粘度的比值高,平均链分子量不仅能疏松原料的组织,而且能够溶解并除去那为715万。些影响明胶质量的有机物,如可溶
8、性蛋白、色素工业生产中严格控制浸酸的平稳期是工艺控等。经过浸灰处理的原料胶原纤维吸水膨胀、疏制的关键。例如在用牲骨生产骨明胶时,浸酸采松、张开,内部结合力减弱,容易切断,有利于用逆流法即新骨吃尾骨,这样有利于避免牲骨中胶原蛋白的溶出。的有机质遭到破