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明胶

胶原水解产物

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明胶是什么

明胶

明胶(gelatin),又称白明胶、动物明胶、膘胶、吉利丁(从英文名Gelatine译音而来),以动物的骨、皮、筋、腱和鳞等为原料经适度水解所制得的食品添加?#31890;?#21576;淡黄色至黄色固体状如颗粒、片状、粉末等,无不适气味,可溶于热水、甘油和醋酸,不溶于冷水、乙醇和乙醚,但可以缓慢吸水膨胀软化。

实际上,明胶在自然界并不存在,它是胶原纤维的衍生物。胶原基础的结构是由2-氨基及氨基酸以多肤键连接在?#40644;?#30340;聚合物。胶原是构成各种动物皮、骨等结缔组织的主要成分,如果将动物的皮或骨经处理后,加热水解就可以获得胶原的水解产物一一明胶,即胶原蛋白经不可逆的加热水解?#20174;Γ?#20351;分子间键部分断裂后转变成水溶性的产物,在结构上明胶是由氨基酸组成的大分子,较其他食用胶具有营养保健、特殊的凝胶作用、稳定性等优点。

明胶作为蛋白质来说,具有一定的营养价值,但由于它是一种不完全蛋白质,所以其生物价和氨基酸评分是比较低的,在食?#20998;?#21033;用?#20445;?#26356;多地是利用它的理化性能及作用。

明胶基本?#38382;?/span>

中文名称明胶中文别名白明胶、吉利丁、动物明胶、膘胶
英文名称Gelatin外观淡黄色至黄色颗粒或片状或粉末
CNS号20.002CAS号9000-70-8
气味无不适合气味分子量1.0万~7.0万
企业生产规范《食品添加剂明胶生产企业卫生规?#19969;?/td>质量规格标准GB6783-2013食品安全国家标准 食品添加剂明胶

明胶原料要求

可以使用的原料

a、屠宰场、肉联厂、罐头厂、菜市场等提供的经检疫合格的新鲜牛、猪、羊和鱼等动物的皮、骨、筋、腱和鳞等。

b、制革鞣制工艺前,剪切下的带毛边皮或剖下的内层皮。

c、骨粒加工厂加工的清洁骨粒和自然风干的骨料。

禁止使用的原料

a、制革厂鞣制后的任何废料。

b、无检验检疫合格证明的牛、猪、羊或鱼等动物的皮、骨、筋、腱和鳞等。

c、经有害物处理过或使用苯等有机溶剂进行脱脂的动物的皮、骨、筋、腱和鳞等。

明胶检验方法

取适量明胶置于洁净透明的玻璃器皿中,在自然光线下,观察其色泽和状态,为淡黄色至黄色固体状(如颗粒、片状、粉末等)。

配制明胶溶液(2.5%),嗅其味,无不适气味。明胶感官要求应符合表1规定。

表1感官要求

项目 要求 检验方法
色泽 淡黄色至黄色 取适量样?#20998;?#20110;洁净透明的玻璃器皿中,在自然光线下,观察其色泽和状态
状态 固体状(如颗粒、片状、粉末等)
气味 无不适气味 配制明胶溶液(2.5 %),嗅其味

明胶理化指标

项目 指标要求 检验方法
水分,w/%? ≤ 14.0 GB 5009.3 ?直接干燥法a
凝冻强度(6.67%)/(Bloom g)≥ 50 附录A中A.4
灰分,w/%≤ 2.0 GB 5009.4b
?#24178;?#27604;/% 波长/nm 450≥ 30 附录A中A.5
620≥ 50 附录A中A.5
水不溶物,w/% ≤ 0.2 附录A中A.6
二氧化硫/(mg/kg)≤ 30 附录A中A.7
过氧化物/(mg/kg) ≤ 10 附录A中A.8
总砷(As)/(mg/kg) ≤ 1.0 GB/T 5009.11
铬(Cr)/(mg/kg) ≤ 2.0 GB/T 5009.123原子吸收石墨炉法c 或附录A中A.9
铅(Pb)/(mg/kg) ≤ 1.5 GB 5009.12石墨炉原子吸收光谱法
a称样量为?1.0 g,精确至0.001g,干燥温度为105℃±2℃。
b称样量为1g±0.1g,精确至0.001g。
c为仲裁法。

明胶微生物指标

项目 指标要求 检验方法
菌落总数/(CFU/g)≤ 10000 GB 4789.2
沙门氏菌 不得检出 GB 4789.4
大肠菌群/?(MPN/g)≤ 3 GB 4789.3 MPN计数法

明胶化学结构

明胶的分子既?#25381;?#22266;定的结构,?#32622;挥?#22266;定的相对分子质量。但它们的相对分子质量都是简单的蛋白质相对分子质量的整数倍,并且往往是成几何级数系中的倍数。因此,我们所说的商品明胶,是许多胶?#23454;?#28151;合物,它们的相对分子质量各不相同,为15000~250000,各种成分的量,一方面依赖于原料的性质,另一方面也与制造的方法有关。商品明胶中,降解程度较低者,其相对分子质量是比较大的,平均大约为55000。为了制得较多、较好的明胶,在生产上既要求把胶原尽可能水解为明胶,又要求明胶不再水解下去。

明胶的分子式:C102H151039N31

明胶的物化性质

明胶性状

明胶成品为白色或淡黄色、半透明、微带光泽的薄片或粉粒,是一种无色无味,无挥发性、透明坚硬的非晶体物质。

明胶溶解性

明胶可溶于热水,不溶于冷水,但可以缓慢吸水膨胀软化,明胶可吸收相当于重量5-10倍的水。

明胶分子量

明胶是胶原变性的产物,是一种热可逆性的混合物,?#25381;?#22266;定的结构和相对分子量,其分子量分布在几万到?#29976;?#19975;(<300KD)。

明胶凝胶化

明胶溶液可形成具有一定硬度、不能流动的凝胶。当明胶凝胶受到环境刺激时会随之响应,即当溶液的组成、pH值、离子强度发生变化和温度、光强度、电场等刺激信号发生变化?#20445;?#25110;受到特异的化学物质刺激?#20445;?#20957;胶就会发生突变,呈现出相转变行为。

明胶凝胶性

明胶重要的功能性质,指明胶分子在一定条件下由无规则卷曲态逐渐?#25351;?#25104;有序三螺旋结构,分三个阶段:第一,当温度降至凝固点约35℃以下?#20445;?#26126;胶溶液中无规则卷曲的多肽链复旋成左手螺旋,相邻的左手螺旋链段间作用产生氢键交联,重新形成类胶原螺旋体的核心区域,此过程称为?#26696;?#24615;?#34180;?#31532;二,类胶原螺旋体聚合形成微凝胶。第三,聚集体进一步形成具有一定刚性的网络凝胶。明胶的凝胶性受明胶的氨基酸组成、平均分子量及分子量分布、胶?#21495;?#24230;和PH、凝胶温度和凝?#21576;?#38388;等多种因素影响。明胶凝胶性的?#27809;低?#24120;以凝胶强度、胶凝温度和溶化温度来衡量。

明胶乳化性质

明胶是一种有效的保护胶体,可以阻止晶体或离子的聚集,用以稳定非均相悬浮液,在水包油的分散体药剂中作为乳化剂。

明胶还具有许多优良的功能特性如持水性、成膜性、乳化性及起泡性等。

明胶化学性质

明胶浓度5%以下时不凝固,通常以10%~15%的溶液形成凝胶。胶凝化温度随浓度及共存?#21355;?#30340;种类、浓度溶液的PH等因素而异。溶解温度与凝固温度相差很小,约30℃溶解,20~25℃时凝固。其凝胶?#25381;?#24377;性,口感柔软。其水溶液长时间沸煮,因分解而性质发生变化,冷却后不再形成凝胶,如再加热则变成蛋白和胨。明胶溶液如受甲醛作用,则变成不溶于水的不可逆凝胶。

明胶生物学性能

生物相容性

明胶是一种天然的高分子材料,其结构与生物体组织结构相似,因此具有良好的生物相容性。

生物可降解性

明胶作为一种天然的水溶性的生物可降解高分子材料,其优点降解产物易被吸收而不产生炎症?#20174;Α?#22312;应用明胶的可降解性?#20445;?#32463;常对其进行化学修饰,调控其降解速度以适应不同的需要。

抗微生物性能

明胶溶液是细菌的培养基,很多细菌如致病性葡萄球菌、专性厌气菌、兼性厌气菌、需气菌以及真菌中的青霉、曲霉、毛霉等都能液化明胶。

明胶的特性

明胶营养特征

除色氨酸外,明胶含有所有种类的必须氨基酸,以及很大比例的非必须氨基酸。无论是单独使用,还是和其他蛋白质来源相结合,明胶都能帮助人们建立健康、丰富、?#33014;?#30340;膳食。

明胶界面特性

明胶的界面?#20174;?#21463;到亲水、疏水分子以及它们的界面的影响。这些属性决定了明胶的特性,例如泡沫和乳液的稳定性、粘结性能和溶解度。

明胶等电点

明胶是由局部水解的胶原蛋白制成,使用酸处理生产的A型明胶的等电点约在8到9之间。碱处理生产的B型明胶的等电点则在4.8到5.4之间。该差异是由于谷氨酰胺和天冬酰胺在原材料的碱预处理过程中部分脱氨基产生的谷氨酸与天冬氨酸导致。

等电点在明胶的应用中十分重要。最终产品的酸碱值越接近明胶的等电点,出现浑浊或沉淀的可能性就越高。

?#36739;?#34920;现

明胶是一种由长度各异的蛋白链组成的多分散?#20302;常?#36825;些蛋白质链由长疏水链片段和短亲水链片段交替组成。这种分子结构是表面活性物?#23454;?#20856;型结构。得益于这种结构,明胶分子能够聚集在表面,形成一层薄膜,从而降低水性体系中的表面张力。这种能力能够在泡沫或乳液等多项?#20302;?#30340;形成和稳定中发挥?#38469;?#20316;用。

泡沫和乳液

在具体应用中,可能会需要明胶实现特定的发泡或?#38142;?#36136;量。A型明胶的发泡质量优于B型明胶。这一差异在酸碱值为3到6时非常稳定。这是由于不同酸碱值(酸碱兼性的表现/两性表现)造成的表面电荷差异,导致了分子解卷积的强化或削弱。除了这些基本差异外,两种类型的明胶尽管存在着差异,这两种类型的明胶在经过分子结构(两亲行为)上的相应调整后都可适用于发泡和稳定作用,以及乳胶的形成和稳定。

明胶生产工艺

明胶生产方法主要有石灰乳法和盐酸法。

明胶制备方法主要有碱法、酸法、盐碱法和酶法等,国内外普遍采用的是碱法生产。

碱法:将动物的骨和皮等用石灰乳液充分浸渍后,用盐酸中和,经水洗,于60℃~70℃熬胶,再经防腐、漂白、凝?#22330;?#21032;片、烘干而得。成品称B型明胶或碱法明胶。

酸法:原料在pH值1~3的冷硫酸液中酸化2~8h,漂洗后水浸24h,在50℃~70℃下熬胶4~8h,然后冻胶、挤条、干燥而成。成品称A型明胶或酸法明胶。

酶法:用蛋白酶将原料皮酶解后用石灰处理24h,经中和、熬胶、浓缩、凝?#22330;?#28888;干而得。

明胶产品分类

1、根据生产方式(生产时水解方式)不同,明胶可分为酸法明胶(又称A型明胶)、碱法明胶(又称B型明胶)、酶法明胶,水解明胶,前三种明胶最大的不同点即为明胶生产过程中的前处理过程采用不同的方法。

酸法明胶(又称A型明胶):指原料在酸性介质?#24615;?#22788;理,酸性介质中提取得到的明胶。A型明胶主要是由6~9个月的动物皮及骨头,通过酸化处理(pH3.5~4.5)10~48h提取而得,酸法明胶等电点在pH6.8~8.5(骨胶)及7.5~9.5(皮胶)之间。

碱法明胶(又称B型明胶):B型明胶的产量居三种明胶之首,原料在碱性介质?#24615;?#22788;理,中和后在中性介质中提取得?#20581;型明胶主要是由2~5年的牛骨及皮骨,用碱法处理6~8周后提?#20923;?#26469;的明胶,碱法明胶等电点在pH4.5~5.3。

酶法明胶:指原料经酶预处理,在适度pH值的介质中提取的明胶。

水解明胶:以牛、猪等动物的骨和皮为原料,在碱、酸、?#28982;?#37238;的作用下使其水解,从而制得小分子明胶液,再经精制、分?#19969;?#35843;整其分子量后分别进行后处理,即可得到各种不同分子量的水解明胶产品。

2、按照原材料不同,明胶可分为皮明胶、骨明胶、清真明胶。

皮明胶:以动物的皮,如牛皮、猪皮等为原料直接熬制提取的动物胶粗制品,一般为黄色或褐色块状半透明或不透明物,纯度低,有特殊的臭味,分子量在1.75~4.5万内变化。

皮明胶:?#19978;?#20998;为牛皮明胶、猪皮明胶、鸡皮明胶、鱼胶、鱼鳔胶等。

牛皮胶?#21495;?#30382;胶呈褐色颗粒,用于制作砂轮用。

鱼胶:鱼皮胶呈淡黄色?#24863;?#39063;粒,用于食品添加剂

鱼鳔胶:由取自海洋动物石?#23376;?#31185;、大黄鱼、小黄鱼及同科动物,鲟科动物中华鲟、鳇鱼及同科动物的鰾经粉碎、浸泡、溶胶、干燥等加工而成长圆形薄片微黄透明天然蛋白质制品。

骨明胶:由牛、猪等动物骨头经粉碎、水解、过滤、干燥等工序加工制成,?#26159;?#40644;色到黄棕色、半透明微带光泽的球状颗粒,无臭无肉眼可见的?#21448;剩?#22240;其外观为珠状也称作珠状骨胶。

骨明胶:?#19978;?#20998;为牛骨胶、猪骨胶、鸡骨胶、鱼骨胶等。

清真明胶:以符合?#20102;?#20848;教法可食用动物(牛、羊、鸡、鱼等,不得使用猪及其制品作为原料)制得的食品添加剂。

3、按照?#20998;什?#21516;,明胶还可分为高档明胶、低档明胶、骨胶,其中高档明胶简称明胶,国外称为Gelatin,低档明胶和骨胶则称为Glue。

明胶使用方法

食用明胶的溶解

食用明胶的溶解可以?#33267;?#27493;进行,第一步是让食用明胶在冷开水中吸水膨胀约30min,第二步是向膨胀好的食用明胶加热水(经煮沸后而又冷却至60~70℃)或加热使食用明胶溶解成所需要的明胶溶液。

食用明胶溶液使用前的准备?#27688;?#25345;

食用明胶溶液在使用?#27688;?#39035;彻底搅拌,使溶液处于均匀状态,如果溶液中明胶含量(明胶浓度)太大,在使用前应该用热水稀释,使食用明胶的浓度适?#20445;?#20957;冻后凝胶强度适宜。食用明胶溶液在使用前,特别是冬天或室温较低?#20445;?#24212;将盛放食用明胶溶液的容?#38819;?#22312;热水浴中保温,使明胶能保持溶液状态,如已凝冻,应用热水浴使其溶化。

颜色和透明度

明胶在溶解时会呈现出一种特殊的微黄色调。这一特性可以通过加工过程中的热处理进行调整。现代工艺已经能够生产出润泽、水晶般透明的明胶。膨胀度高的明胶通常是透明的。这些透明明胶通常会?#25381;?#29992;于不希望受到色彩干扰的产?#20998;小?

颗粒尺寸

几乎所有生产过程都是从溶解开始。?#24515;?#36807;程中颗粒尺寸的均匀分布是这一阶段的重要?#38382;?#20043;一。用于溶解的各种?#38469;?#24046;异很大,但其中大多数都是一个很简单的过程是将适量的水加热到60摄氏度到80摄氏度,然后添加明胶并进行搅拌。

根据使用的设备不同,溶解过程中可能会发生结块或发泡等问题,并?#39029;?#24120;会伴随着损失明胶粉末的现象。这种现象通常是由于溶解时间过长或者过高的?#26032;?#25605;拌动能而造成的。

明胶溶解动能相关步骤

1、明胶颗粒的浸润

2、明胶颗粒吸水(膨胀)

3、膨胀明胶颗粒的分解

一般来说,所有类型的颗粒都可用于备制低浓度明胶溶液。如果要备制高浓度的明胶溶液,粗颗粒的明胶则更适合。它们在溶解时比较不容易结块,形成的气泡也较少。然而,它们的吸水速度却比较缓慢,并且需要更长的时间进行膨胀、进而溶解。同时还要考虑到明胶溶液的粘性会随着其浓度增加而呈指数型上升。因此,在选定明胶产品?#20445;?#38656;要同时考虑加工工艺设备的情况。

明胶安全性评估

中国:中华人民共和国国家标准《食品添加剂使用标准》(GB 6783-2013)规定明胶可在各类食?#20998;?#25353;生产需要适量使用(GB 2760-2014表A.3)。

GB 2760-2014表A.3,食用明胶可在调制乳、风味发酵乳、蒸馏酒、熟肉制品、奶油类似品、焙烤食品、果?#22330;?#22797;合调味料、水产品罐头、碳酸饮料、脂肪类甜品、冷冻饮品、蔬菜罐头、豆类制品、冷冻米面制品等各类食?#20998;?#25353;生产需要适量使用。

日本:近年来日本等国较多将食用明胶用于食品的涂层,在食品表面涂覆明胶具有抑制褐变?#20174;Α?#38450;止食品吸潮及僵硬、使食品表面具有光泽,改善了食品的外观等?#20040;Α?

国际:国际上关于食品添加剂明胶的安全性评价和使用情况联合国粮农组织/世界卫生组织联合食品添加剂专家委员会(JECFA)对食用明胶的安全性进行了评价,其每日?#24066;?#25668;入量(ADI)不需要限定。

明胶用途

明胶按照用途可以分为食用明胶、药用明胶、工业明胶(含照相明胶)等。其中,食用明胶约占总量的60%以上。目前,世界明胶年产量已达32万吨。不同用途的明胶主要原料来源不同,执行的标准、生产规范和卫生规范也不同。

食用明胶:明胶在食品工业中是一种重要的配料和添加?#31890;?#39135;用明胶常作为食品增稠剂、胶凝剂、稳定剂、乳化剂和澄清剂等应用于肉制品、?#26696;狻?#20912;淇淋、啤酒、皮?#22330;?#32592;头、果汁等产品生产。

药用明胶:在医药中应用中,明胶常作为包裹药物的胶囊、片剂?#19988;?#30340;原材料。

工业明胶:在工业中,明胶用于板材、家具、火柴、饲料、包装、造?#20581;?#32442;织、丝绸、印?#23613;?#21360;刷、陶瓷、石油、日化、涂料、?#33519;?#31561;行业的各种产?#20998;校?#24182;在其中起增稠、稳定、凝聚、调和、上光、上浆、粘合、固水等作用。

照相明胶:主要用于感光材料生产,通常是乳剂用胶、分散用胶、护膜用胶、衬?#23376;?#33014;、?#26723;子?#33014;和修饰用胶。

明胶应用领域

食品:乳制食品、肉制食品、烘焙食品、面制食品、调味食品等。

医药:保健食品、软硬胶囊、填充剂、外?#21697;?#26009;、止血海棉、医药原料等。

化妆品?#21512;?#38754;乳、美容霜、化妆水、洗发水、面膜等。

工业?#33655;?#32440;/抛光布、黑胶/橡胶包装、工艺品用粘胶业、木制家具业、皮革制造业、冶炼工业、电镀工业、制酒工业?#26696;?#31181;胶片、胶卷、医用X光胶片、印刷片、相纸等感光工业中。

饲料:宠物罐头、动物饲料、水产饲料、维生素饲料、兽药产品(工业明胶中低粘度低灰份的明胶专用于饲料添加剂的工业)。

明胶生产企业卫生规范标准

目前,中国明胶企业生产卫生规范标准为《食品添加剂明胶生产企业卫生规?#19969;罰?#21355;监督发[2005]535号), 该标准规范食品添加剂明胶生产,保障食品添加剂明胶卫生安全,于2005年12月31日卫生部依据《中华人民共和国食品卫生法》和《食品添加剂卫生管理办法》的有关规定制定,2006年6月1日起实施。

明胶国家质量规格标准

目前,明胶执行的质量规格标准为《GB 6783—2013食品安全国家标?#38469;?#21697;添加剂 明胶》,该标?#21363;?#26367;原来的《GB 6783—1994食品添加剂 明胶》,GB 6783-2013明确规定明胶的定义、原料要求、感官要求、理化指标、微生物指标、检验方法等,于2013年11月29日发布,2014年6月1日起实施。

明胶市场规模

明胶具有独特的理化性质,?#36824;?#27867;应用于工业、食品、医药、保健品、化妆品等领域。2017年我国明胶行业产量约6.74万吨,相比2016年的5.52万吨,增长了22.1%,消费量约4.93万吨,产值规模约19.08亿元,其中进口金额约0.91亿元,出口金额约5.73亿元,国内明胶市场规模达到了14.26亿元。

明胶安全信息

海关编码:3503001001

危险类别码:R36/37/38

安全说明:S24/25;S36/37/39;S27;S26

明胶包?#25353;?#23384;运输

包装

明胶产品包装分内外两层。内层用防潮食品用塑料薄膜袋,必须用热压严密封口。外层可用麻袋、化纤袋、?#36739;?#25110;?#23601;啊?#27599;件净重不超过50Kg包?#23433;?#26009;?#21152;?#26159;清洁、干燥、防潮和牢固的。

标志

每件产品包装在的正面?#21152;?#26377;明显的下列标志,生产厂厂名、产品名称、批号、净重、生产日期、食用明胶应增加“食品添加剂”字样。包?#25353;?#20869;应有产?#20998;?#37327;符合标准要求的证明和标准编号。

运输

运输明胶产品?#20445;?#24517;须用清洁、通风并有篷盖的运输工具,防止受潮和受热,不可与有毒物品混在?#40644;?#35013;运。

贮存

明胶产品必须贮存在清洁、干燥、通气的仓库中,不得露天堆放应防止受热和日晒。

参?#30002;?#26009;
1.食品增稠剂第二版黄来发[2009]
2.功能性食品胶第二版胡国华[2014]
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