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明胶的热处理方法

作者:东光县东盛蜂蜡厂 发布时间:2016-05-21
内容摘要:明胶是一种胶体,它是从骨、生皮、肌键、膜及其它动物结缔组织的生胶质(又称胶原)中提取出来的蛋白质。
  

明胶是一种胶体,它是从骨、生皮、肌键、膜及其它动物结缔组织的生胶质(又称胶原)中提取出来的蛋白质。它具有许多优良的物理及化学性质,如亲水性强、具有形成胶冻能力、由它形成的溶胶与凝胶能可逆转化、成膜性能好、侧链基团反应活性很高以及带电性质随介质pH值变化的典型的两性电解质特性等。正因为这些优点,明胶广泛地被应用于许多科学和工业技术领域,如生物化学、食品工业、印刷工业、感光化学工业以及制药工业等。

传统的将胶原转化为明胶的方法有:热处理法、盐碱法、酸法和碱法。当前国产明胶有80铸以上是用碱法生产的。虽然皮料可用碱法工艺制取明胶,但我国从皮原料制胶的厂仍以碱法为主。

采用碱法以皮料生产明胶一般存在下述问题:

a.生产周期长提胶的前处理常需要15d左右,要生产优质明胶则需要更长的时间。

b.得率低按现行生产工艺,需4t干皮或8-9t湿皮生产1t明胶。

c.好胶率低在上述生产的1t明胶中,好胶率仅占70%左右。

d.生产工艺复杂现在的工艺流程耗能大,设备投资大,占地面积大。

e.现行的生产过程中还存在环境污染问题,至今仍无可靠方法来解决。

f.氨基酸损失大如经长时间碱处理胶原生产的明胶含氮量低于18%,而母胶原含有18.6%。在碱性条件下,除酞氨基受到损失以外,还有些精氨酸转化为鸟氨酸。碱法胶的等电点在pH5(士0.2)左右。

在以上几种方法中,将预处理的胶原转化为明胶时,都采用热水提胶,提胶温度约从55℃到100℃分为6至8个阶梯,提胶时间共需60h左右。由于长时间的高温熬胶,使胶原分子受到破坏,大分子的蛋白质长链被水解为长度不等的大小分子混合体,因而使明胶性能变差。特别是最后几次提胶,温度很高,使胶原分子破坏更甚,以至于只能生产出工业用的火柴胶。

为了消除传统的明胶生产工艺中的弊端,既要求缩短前处理时间,又要求克服长时间高温熬胶这一缺点,以便不仅使生产周期大幅度缩短,而且使明胶质量极大提高,这就导致了人们对酶法制胶工艺的研究。

用酶处理使胶原溶解并经热变性而成为明胶的方法称为酶法。

从含胶原物质制取明胶,需要在分子水平上完成以下程序

a.促使原料中非胶原物质的水解,从而使之分离。

b.破坏胶原分子内的末端肤交联,使胶原大分子聚集体解聚而成为可溶性胶原。

c.破坏各链间的氢键,使三股螺旋体解体,胶原分子的a链分散开,成为明胶。

由于氢键的力量相对较弱,所以末端肤的破坏,实际上就成了不溶性胶原向明胶转化的控制步骤。

用生物化学的方法来处理含胶原的原料是美国和日本工作者首先发展起来的。国外较详细的研究酶法制胶始于1962年,以追求胶原在酶作用下易于溶解且有较高的回收率为目标,见于专利报道的主要有日本的西原富雄,美国专利和匈牙利的Duschanck等人。他们研究的对象主要是牛皮,且所使用的酶大多是胃蛋白酶、胰蛋白酶、无花果蛋白酶、菠萝蛋白酶以及通常筛选菌种后培养的对胶原蛋白具有高活力的酸性微生物蛋白酶等等,而这些条件都是我们目前难以具备的。

国内关于酶解制胶的研究大约从1966年开始,到目前为止,虽然在这方面的研究也取得了一些进展,但仍未实现工业化,这主要与原料的预处理及生产过程的控制有关。另外,使用动物性蛋白酶,使得产品的成本提高也是一大障碍。由于我国的养猪业较为发达,且猪皮通常作为制革原料,在制革过程中会产生大量的副产品—猪胶皮,因此,本实验即从我国的国情出发,选用制革厂的副产品—猪胶皮为原料,使用国产的蛋白酶—7.398,3942,537等作为研究用酶,在借鉴国内外成功经验的基础上,从实际出发,对原料的预处理和采用1398中性蛋白酶酶解制胶的工艺路线及其控制条件进行了较为全面和系统的研究,为我国明胶工业赶上世界先进水平找出一条切实可行的捷径。

本实验的主要工作有:

a.猪胶皮中主要成分分析。

b.酸处理对猪胶皮的溶胀和对胶原蛋白变性温度的影响。

c.酶解制胶工艺的研究。

d.明胶理化性能的检测。
 

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