明胶(卷名：轻工)
gelatin
动物胶精制品的统称。由动物的骨或皮中所含的胶原经部分水解制得。胶原是由 3条本身为左旋螺旋体的多肽链分子相互交联，并向一个共同轴线盘绕成的一个右旋超螺旋体。其分子量约为300000。胶原在热水的作用下，首先是形成交联的氢键或静电性键断裂，然后是共价键的水解断裂，引起其超螺旋体的解体。这个作用称为解旋。解旋的产物就是可溶性的明胶质，是18种氨基酸排列成长链的高分子蛋白质。与此同时必然伴随着一部分明胶质的降解。因此明胶是指制造过程的总产物。虽然它不是均一的，但在化学性质上却是确定的，平均分子量在30000左右。产品还有少量的有机和无机杂质，形状呈薄片或不规则的小颗粒，色泽为浅黄到棕黄色。
动物胶的特性实质上就是明胶的特性。各种动物胶的特性、等级和用途取决于其中明胶质和杂质的含量。明胶的主要特性有：亲水性好，能形成凝胶冻，溶胶和凝胶能随温度可逆转化，成膜性好，具表面活性。
由于明胶的用途广泛和制造工艺技术的发展，世界各国都尽可能增加明胶在整个动物胶产品中的比重，世界总产量中明胶已达80％左右，中国约在40％左右。
生产工艺 明胶的生产工艺与一般动物胶相同。但由于要使具有不同含量的不溶性胶原物质最大限度地转化为可溶性的高纯度明胶，产品要求有良好的物理化学性质，如凝胶强度大，粘度高，色泽浅，透明度高，故工艺过程要完善而复杂得多。其主要工序见流程图。
准备 对含胶原物料如鲜骨料、干骨料和皮料进行分类和轧（切）碎。
脱脂 为了避免原料在较高温度下受到较长时间的处理，脱脂不用溶剂萃取法而采用水力脱脂法。使用75～85℃的热水，加入少量HCl使PH值调整到6，与原料一起进行高速搅拌，使脂肪球壁破裂，油脂从脂肪球中释出并进行分离。这个过程平均停留时间仅有2分钟，因此胶原的降解是很少的。
脱矿物质 使用低浓度的HCl、H2SO3、H2SO4对胶原进行浸渍处理，脱除其矿物质。对于新鲜兽骨，脱矿物质是在脱脂后进行的；对于干兽骨则先进行脱矿物质再进行脱脂。
胶原提纯 有碱法和酸法两种处理方法，常用的为碱法。用浓度为2～5％的石灰乳进行浸渍，因此这道工序俗称浸灰。浸灰的目的是破坏胶原中存在的某些化学交联键，同时除去杂质、非胶原蛋白质及碳水化合物等，使残留的油脂转化成不溶性的钙皂。浸灰的温度在15～20℃，时间长达4～12周甚至更长一些。对于照相用明胶，浸灰时间是最长的，食用和工业用明胶则可以短一些。浸灰后的原料要经过水洗和中和。
酸法处理特别适用于新鲜猪皮原料。采用HCl、H2SO4、H2SO3，其浓度不超过5％，PH值保持在3.5～4.5。处理温度为15～20℃，时间一般为10～48小时。酸处理完毕后也要经过水洗、中和。
萃取 在常压下用热水分多道进行萃取，一般为3～8道，萃取温度第一道为40～50℃，以后每道增加5～10℃，直到接近沸腾。每道萃取到胶液浓度达到了3～8％时将萃取液放出。每道萃取液分别处理，以生产不同档次和用途的明胶产品。
澄清、过滤和离子交换 为了降低明胶产品中的灰分和其他杂质及除去重金属离子，采用以棉浆板作为过滤介质的板框压滤机或芬达式过滤机过滤。过滤后的淡胶液须经过阴阳离子交换树脂的处理。
蒸发 除了使用常规的多效真空蒸发设备外，为了使明胶溶液在蒸发过程中获得尽可能高的浓度，而不致于降低明胶的质量，往往最后采用带刮板的降膜式蒸发器，使浓缩的胶液再经过一道精密的过滤。
灭菌 灭菌是明胶尤其是医药用和食用明胶生产中的一个重要环节。浓胶液一般采用短时间（4～6秒）的高温(140～142℃)加热法灭菌。经过灭菌处理后的胶液再用的设备管道以及包装容器和操作场所都要进行严格的清洁和灭菌。成品可用三氯甲烷或环氧乙烷蒸气熏蒸或用放射性物质（钴-60）作辐射处理。
冷却成型和干燥 浓缩的胶液经过冷却成为凝胶，一般做成薄片状的小块。烘干设备一般为卡网式，干燥空气与物料逆向流动，其温度比一般干燥器要低并分为7个区段。湿物料进口处的空气温度为40℃，干物料出口处为75℃。干燥空气要经过脱水后循环使用。空气脱水一般采用氯化锂或三甘醇吸收法。
分类及用途 按所用原料可分为骨明胶和皮明胶两大类；按生产方法分，在原料准备中胶原提纯工序采用酸法处理所得产品称为A型明胶，采用碱法处理所得产品称为B型明胶。但明胶主要是按用途分为照相明胶、医药明胶、食用明胶和工业明胶4类。
照相明胶 最高档次的明胶产品。它所用的原料是新鲜牛骨。胶原提纯采用浸灰法，时间长达 90～100天，在分级用热水萃取时是第一道萃取温度40～50℃所得的产品，淡胶液经过阴离子、 阳离子、 阴阳混合离子三次离子交换树脂的提纯。因此照相明胶是纯度最高、杂质最少、凝胶强度最大、色泽最浅而透明度最高的产品。传统的照相明胶中含有若干微量的活性物质，如某些硫化物等，具有增感作用，可提高照相乳剂的感光度。因此又称活性照相明胶。现代的照相明胶生产中采取明胶纯化技术，最大限度地除去其中的一切微量活性成分，以避免由此夹带进来的消极作用（如形成灰雾）。这样的明胶称为惰性照相明胶，简称惰胶，俗称纯胶。明胶对照相材料的生产和使用具有重要的作用。用于照相乳剂的配制，照相胶片的涂布；使照相胶片曝光后产生的潜影稳定，防止潜影衰退；利用明胶的溶胀作用，使胶片或相纸能进行显影和定影，同时形成溶胀膜，对胶片和纸起到保护作用。
医药明胶 用于制造药品和医疗用品的明胶。主要用途有下列6种。
①明胶是制造硬胶囊的材料。硬胶囊用于各种粉状药品的小包装，便于定量吞服，进入胃中后在体温下吸水溶解使药物很快产生作用。如将硬胶囊用甲醛处理可制成肠溶性胶囊，使之在胃中不溶解，避免某些药物受胃酸和酶的影响，胶囊进入肠道后溶解，使药物被吸收。此外还有软胶囊，是明胶中加入甘油和水制成的，用于油状液体药物（如鱼肝油、维生素E等）的小包装。
②在药片生产中作为粘结剂，亦可作为糖衣表面的涂层。
③明胶与甘油调制后可作为栓剂和敷料的基料。甘油明胶柔软而有弹性，不会刺痛伤口，进入人体后会自动溶化并溶解而被吸收，不必再行取出，比棉花和纱布优越。
④明胶与甲醛化合后成为脆性的粉末，可用作外科手术手套的消毒撒粉剂。这种粉剂落入人体无害而能被吸收，与伤口接触能加速愈合，比以往使用滑石粉优越得多。
⑤明胶搅打至发泡再用甲醛处理成为止血海绵，用于外科手术。人体的解朊酶能把明胶海绵完全消化掉，因此可将其留在手术部位，作为组织治疗药物。
⑥稀释的明胶溶液的粘度和渗透压与人体血浆相似，因此可在紧急情况下，作为血浆的代用品，以恢复血液的循环，带动红血球并起输送药物的作用。
医药明胶在纯度和细菌含量上有严格的要求：重金属含量<50ppm，二氧化硫含量不得超过20ppm，砷含量不得超过1ppm，细菌总数不得超过10000个／克，大肠菌群不能超过150个／100克，并且不得含有沙门氏菌；此外作为注射用和与伤口血液接触的医药明胶，除了要求绝对灭菌外，还要求不含热原，即微量的细菌残骸、细菌排泄物或病毒等能引起人体发热的有害物质；作为硬胶囊的明胶要求凝胶强度为275～280克。因此要使用第一道萃取的产品。其余的可用第二或第三道产品。
食用明胶 用作食品添加剂的明胶。大都以兽皮为原料。猪皮是常用的原料。以第2～4道萃取的胶液制得的成品。由18种氨基酸组成，能被胃酸分解，用以补充人体的胶原蛋白质。而且明胶中不含脂肪和胆固醇，因此是良好的营养品。食用明胶是各种明胶产品中数量最多的品种。其主要作用为:在冻胶食品中作为胶凝剂，明胶与空气搅打成为泡沫状物质，用于生产果汁软糖、牛轧糖、太妃糖、甜点心等；在食品中抑制糖的结晶，并控制冰晶的生成；用作果汁、酒类的澄清剂，使其中所含过多的单宁质与明胶生成絮凝沉淀而分离。
食用明胶的质量标准是:水分最高不超过16％，灰分不超过2％，水不溶物不超过0.5％，二氧化硫不超过150ppm，砷不超过3ppm，重金属不超过80ppm（其中铁和铜的含量应在20ppm以下）。此外还规定1％溶液的pH值应为5.5～7。其细菌含量指标同医药明胶，不得超过 10000个／克。
工业明胶 介于明胶和工业胶之间的产品。二者之间并没有明显的界线。在明胶生产中的萃取过程的最后阶段，热水温度已接近沸点，原料接触热水的时间也已很长，此时所得到的胶液往往用于制取工业明胶，或并入工业胶产品中。主要用途为：①作为乳化剂，在高分子树脂单体的乳液聚合中使用；②作为絮凝剂，在铀矿石的选矿中使石英、陶士和高岭土等分离；③在印刷工业中用于质量要求较高的制版和油墨辊筒的制造；④在微胶囊技术中用于掩盖不好的味道，保护某些物质不受氧化，使某些液体转变为一种含液量高的自由流动的粉剂。能使活性物质在需要进行混合、发挥其作用之前得到物理性分离。如无碳复写纸就是用明胶使一种染料微胶囊化而制得的。