明膠（Gelatin）是由動物皮膚、骨 、 肌膜、肌魅等結(jié)締組織中的膠原部分降解而成為白色或淡黃色、半透明、微帶光澤的薄片或粉粒；故又叫做動物明膠、膘膠。其屬于一種大分子的親水膠體，明膠是一種營養(yǎng)價值較高的低卡保健食品,可以用來制作糖果添加劑、冷凍食品添加劑等。此外，明膠也被廣泛利用到醫(yī)藥和化工產(chǎn)業(yè)中。

明膠中水分和無機鹽大約占16%，蛋白含量占82%以上。與母體膠原類似，明膠也由18種氨基酸 組成，其中亞氨基酸Pro和Hyp的含量較高。明膠凝膠中的類三螺旋結(jié)構(gòu)主要靠分子內(nèi)氫鍵和氫鍵水合維系，Pro的-NH、Hyp的-OH與其它氨基酸 側(cè)鏈基團及水分子均可形成氫鍵，利于類三螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。1.性狀：明膠成品為白色或淡黃色、半透明、微帶光澤的薄片或粉粒；是一種無色無味，無揮發(fā)性、透明堅硬 的非晶體物質(zhì)。
2.分子量：明膠是膠原變性的產(chǎn)物，是一種熱可逆性的混合物，沒有固定的結(jié)構(gòu)和相對分子量，其分子量分布 在幾萬到幾十萬（<300KD）。
3.溶解性：可溶于熱水，不溶于冷水，但可以緩慢吸水膨脹軟化，明膠可吸收相當(dāng)于重量5-10倍的水。
4.凝膠化：明膠溶液可形成具有一定硬度、不能流動的凝膠。當(dāng)明膠凝膠受到環(huán)境刺激時會隨之響應(yīng),即當(dāng)溶液的組成、pH值、離子強度發(fā)生變化和溫度、光強度、電場等刺激信號發(fā)生變化時,或受到特異的化學(xué)物質(zhì)刺激時,凝膠就會發(fā)生突變,呈現(xiàn)出相轉(zhuǎn)變行為。
5.乳化性質(zhì)：明膠是一種有效的保護膠體,可以阻止晶體或離子的聚集,用以穩(wěn)定非均相懸浮液,在水包油的分散體藥劑中作為乳化劑。1.生物相容性。明膠是一種天然的高分子材料,其結(jié)構(gòu)與生物體組織結(jié)構(gòu)相似,因此具有良好的生物相容性。
2.生物可降解性。明膠作為一種天然的水溶性的生物可降解高分子材料,其優(yōu)點就是降解產(chǎn)物易被吸收而不產(chǎn)生炎癥反應(yīng)。在應(yīng)用明膠的可降解性時,經(jīng)常對其進行化學(xué)修飾,調(diào)控其降解速度以適應(yīng)不同的需要。

1.食用明膠。在食品工業(yè)中是一種重要的配料和添加劑，常作為膠凝劑、穩(wěn)定劑、乳化劑、增稠劑和澄清劑等應(yīng)用于肉制品、蛋糕、冰淇淋、啤酒、果汁等的生產(chǎn)。
2.生物膜材料。國內(nèi)外研究最多的明膠基膜材料主要是殼聚糖-明膠共混膜、明膠-絲素共混膜、聚乳酸-明膠共混膜以及聚乙烯醇-明膠共混膜等,這些混合材料大大提高了明膠的理化性質(zhì),使明膠基高分子膜材料更加具有功能性。明膠是一種親水性化學(xué)物質(zhì)，在組織化學(xué)、細菌培養(yǎng)基和光學(xué)顯微鏡放射自顯影中很有用。
3.醫(yī)用纖維。利用其他復(fù)合材料與明膠進行共混紡絲改善明膠基醫(yī)用纖維材料力學(xué)性能。
4.組織修復(fù)與替代。明膠基復(fù)合材料用作組織工程支架材料和信號分子載體是目前生物材料的研究熱點之一。明膠溶液經(jīng)交聯(lián)后形成水凝膠,其中的水為致孔劑,冷凍干燥后形成多孔支架材料,而且可以通過改變冷凍參數(shù)來調(diào)節(jié)孔率和孔徑。因此可以根據(jù)不同組織修復(fù)要求,設(shè)計理想的明膠基組織工程材料。
5.工業(yè)明膠。用于纖維紡織、絕緣材料、紙張、全息材料等的制造方面。

1.堿法：將動物的骨和皮等用石灰乳液充分浸漬后，用鹽酸中和，經(jīng)水洗，于60 ℃～70 ℃熬膠，再經(jīng)防腐、漂白、凝凍、刨片、烘干而得。成品稱“B型明膠”或“堿法明膠”。
2.酸法：原料在pH值1～3的冷硫酸液中酸化2～8 h，漂洗后水浸24 h，在50 ℃～70 ℃下熬膠4～8 h，然后凍膠、擠條、干燥而成。成品稱“A型明膠”或“酸法明膠”。
3.酶法：用蛋白酶將原料皮酶解后用石灰處理24 h，經(jīng)中和、熬膠、濃縮、凝凍、烘干而得。ADI不作限制性規(guī)定(FAO/WHO，2001).GB 2760-96：可用于各類食品，以GMP為限。
FAO/WHO(1984，g/kg)：加工干酪制造8；乳脂干酪5；熟洋火腿、熟豬前腿肉，按GMT；酪農(nóng)干酪5(按稀奶油計)；稀奶油5(僅用于巴氏殺菌摜奶油或摜打用的超高溫殺菌稀奶油和消毒稀奶油)。
冰淇淋制造時，明膠用做保護膠體來防止冰晶增大，使產(chǎn)品口感細膩，約添加0.5%。酸奶、干酪等乳制品中添加約0.25%，可防止水分析出，使質(zhì)地細膩。
在于制造明膠甜食(dessert，主要成分是明膠)、軟糖、奶糖、蛋白糖、巧克力等(添加量1%～3.5%，最高達12%)。
在午餐肉、咸牛肉等罐頭食品中廣泛使用明膠，可與肉汁中的水結(jié)合以保持產(chǎn)品外形、濕度和香味，約添加肉的1%～5%。
亦用做醬油的增稠劑。工業(yè)明膠為無色至淡黃色透明或半透明等薄片或粉粒。無味，無臭。在冷水中吸水膨脹。 溶于熱水。溶于甘油和醋酸，不溶于乙醇和乙醚。作增稠劑，我國規(guī)定可用于各類食品，按生產(chǎn)需要適量使用。還可作酒類的澄清劑和疏水膠體的穩(wěn)定劑。增稠劑；穩(wěn)定劑；澄清劑；發(fā)泡劑。
明膠是親水性膠體，具有保護膠體的性質(zhì)，可作為疏水膠體的穩(wěn)定劑、乳化劑。又為兩性電解質(zhì)，故在水溶液中可將帶電微粒凝聚成塊，用做酒類、酒精的澄清劑。根據(jù)明膠的功能性質(zhì)，其用途可分兩類。一類用其膠體的保護能力作分散劑，用于生產(chǎn)聚氯乙烯、感光材料，細菌培養(yǎng)及制藥，食品（如糖果，冰淇淋、魚肝油膠囊等）。另一類利用其粘結(jié)能力作粘結(jié)劑，用于造紙、印刷、紡織、印染和電鍍等工業(yè)部門。根據(jù)用途不同，對明膠的質(zhì)量要求也不一樣。明膠在膠帶、紙制容器，紙管、裝訂等方面作粘結(jié)劑使用時，粘接強度是主要的價值因素；而用于照相、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域時，則重視產(chǎn)品的純度。我國對食用明膠制訂的國家標(biāo)準(zhǔn)編號為GB6783-86，使用范圍和最大使用量按GB2760-86。極譜法測銅，堿性鍍鋅發(fā)光劑，測二氧化硅，鑒別培養(yǎng)基的配制，比濁及比色測定中的保護膠體。添加劑,粘附劑等

明膠是親水膠體，有保護膠體作用，可作疏水膠體的穩(wěn)定劑、乳化劑。其是兩性電解質(zhì)，在水中可將帶電微粒凝聚成塊，因而可作酒類及酒精的澄清劑。作為分散劑、黏結(jié)劑、增稠劑、穩(wěn)定劑、乳化劑廣泛用于感光材料、制藥、食品、造紙、印刷、紡織、印染、電鍍、化妝品、細菌培養(yǎng)等。

主要有石灰乳法和鹽酸法。1.石灰乳法 將牛皮、豬皮等變質(zhì)的下腳皮的內(nèi)層油脂亂去，切成小塊，放在3.5%-4.0%的石灰乳中浸泡約30-40d，中間換石灰乳4-6次。在浸泡過程中，經(jīng)常攪拌，使上下浸泡均勻。將浸泡的生皮從石乳缸中取出，用水洗凈，在攪拌下10%鹽酸中和3-4h，洗滌后pH應(yīng)在6.0-6.5。然后將肉皮按1：1加水，加熱蒸煮，控制溫度為60-70℃，每隔一定時間抽取膠水，用清潔紗布趁熱過濾，共抽5-6次。將稀膠水送入蒸發(fā)器濃縮，使相對密度為1.03-1.07。熱膠移入鋁盤冷卻，把冷膠往放在不銹鋼篩網(wǎng)上，送入烘房鼓風(fēng)干燥，溫度嚴格控制在28℃左右。干燥的膠片用顆粒粉碎即得成品。按豬皮重量計，收率約22%。2.鹽酸法 將家畜的雜骨，脊骨及小骨粉碎，用苯在45-50℃提油后水洗。洗凈利的骨頭，用3.5-4.0%的鹽酸浸泡，主骨頭柔軟后即得粗制骨素，水洗，使水溶液pH在3.5左右，加石灰乳可制飼料磷酸氫鈣及干燥氯化鈣。將骨頭再用3.0%-3.5%以上的石灰乳浸泡30-50d（中間換石灰乳5-6次），取出，用水洗約1h，將此次凈骨素用0.2鹽酸進行第一次中和，待pH降至3.5-4.0，放掉中和液，另加入清水，再用0.5%鹽酸中和約2h。當(dāng)酸濃度降至0.2-0.25%時，立即將酸濃度提高到1%，并維持這一濃度直至到達中和終點（pH3.0）。中和完畢，將骨素用清水充分洗滌，浸泡4-5h。然后用氫氧化鈉溶液洗滌，稀堿液浸泡16-20h后用清水沖洗，即得精制骨素。精制骨素經(jīng)過7道熬膠得到膠水，各道熬膠的加水量，溫度分別掌握，加水量逐道減少，熬膠溫度逐道提高，從第一道的64℃提高到第七道的85℃。出膠的濃度從第一道到第七道，也從8%降低至2-3%。共熬40h。將得到的稀膠水過濾，濃縮，使用對密度達1.025-1.075，放在膠盒上冷凍，然后刨成薄片置于篩網(wǎng)上，送入烘烘房鼓風(fēng)干燥，溫度從25℃逐漸提高至60℃。干燥后即成為成品。各道熬膠制得的明交質(zhì)量不同，按批道分為照相膠，食用膠，最后為用于制蛋白胨的烘膠，好膠率大于60%。每噸產(chǎn)品消耗：性骨約7t；30%的鹽酸約7t。常德市鼎城區(qū)常沅明膠廠利用制革生產(chǎn)中的鉻革邊角廢料（藍礬皮）生產(chǎn)有膠，采用流程如下：藍礬皮→破碎→浸灰→漂浸→浸灰→漂浸→抽提→濃縮→滴膠→烘干→粉碎。原料消耗（kg/t）藍礬皮 4000硫酸（98%） 1000鹽酸（31%） 200石灰 1000堿法 將動物的骨和皮等用石灰乳液充分浸漬后，用鹽酸中和，經(jīng)水洗，于60～70℃熬膠，再經(jīng)防腐、漂白、凝凍、刨片、烘干而得。成品稱“B型明膠”，或“堿法明膠”。
酸法原料在pH值為1～3的冷硫酸液中酸化2～8h，漂洗后水浸24h，在50～70℃下熬膠4～8h，然后凍膠、擠條、干燥而成。成品稱“A型明膠”，或“酸法明膠”。
酶法用蛋白酶將原料皮酶解后用石灰處理24h，經(jīng)中和、熬膠、濃縮、凝凍、烘干而得。明膠的生產(chǎn)方法通常以動物的骨頭和皮為原料，有石灰乳法(堿法)、鹽堿法、酶法和酸法。
酶法
用蛋白酶將膠原蛋白水解為明膠，加入稀鹽酸使其溶解，然后用丙酮、硫酸鈉或氯化鈉使明膠沉析出來。此法尚不成熟，目前生產(chǎn)用其來縮短灰浸時間。具體過程為：脫脂原料用稀氫氧化鈉溶液(pH值11～12)浸泡24h，再用2907堿性蛋白酶在40℃下酶解6h，水洗后酸浸(pH=2～2.5)1d，水洗至pH值5.8～6.0，再灰浸3～10d。
石灰乳法
從原料開始，經(jīng)預(yù)處理、灰浸、水洗、中和、水洗、抽提、過濾、濃縮、干燥等工序制得。此法比較成熟，國內(nèi)約80%的明膠用該法生產(chǎn)，國外也普遍采用，但此法生產(chǎn)周期長。
預(yù)處理 將豬皮或牛皮切成5mm×10mm的小塊或2mm×8mm的短條，然后進行水力脫脂。動物骨頭要破碎至3～5cm用苯在40～50℃下抽油，再用3.5%～4.0%的鹽酸溶液在10～15℃浸泡5～14d，用水洗至pH值3.5。
灰浸、中和及水洗 將上述處理過的動物皮或骨頭用3.5%～4.0%的石灰乳在10～12℃浸泡30~50d，期間換石灰乳4～6次，用水泡洗24h至pH值9.0～9.5。用0.2%的鹽酸泡洗12~24h至pH值4～5，再水泡洗12～24h至pH值5.5～6.0。
抽提、濃縮和干燥 用水在50～60℃下抽提，以后每次升高溫度5℃，一般抽提6～8次，共約40h。抽提液過濾后在65～70℃第一效蒸發(fā)，60~65℃第二效蒸發(fā)至15%～20%的濃度。濃縮液經(jīng)20~40℃冷盤干燥得膠片，或用滾筒干燥得膠粉。
鹽堿法
此法適合于皮質(zhì)原料，尤其是石灰難以處理的干皮。將干碎皮用10%硫酸鈉與2%～5%的氫氧化鈉混合溶液在0~20℃下浸泡1～4d，水洗、中和后抽提即得成品。