胶原与明胶分子的化学基础和明胶的凝胶化
明胶形成凝胶的原因
明胶形成凝胶的原因引言明胶是一种由动物骨骼、皮肤和结缔组织提取的胶原蛋白，它具有形成凝胶的特性。
凝胶是由溶液中的分子聚集形成的稳定的三维网络结构。
明胶形成凝胶的过程是一个复杂的物理和化学过程，涉及到分子的相互作用、水分子的运动和热力学驱动力等多个因素。
本文将详细探讨明胶形成凝胶的原因。
形成凝胶的原因凝胶的形成取决于明胶分子之间的相互作用和水分子的运动。
明胶的分子结构和电荷特性决定了它们之间的相互作用力，而水分子的运动则使凝胶形成过程更加复杂和多样化。
以下是明胶形成凝胶的主要原因：1. 分子间相互作用明胶分子之间的相互作用主要有两种类型：物理交联和化学交联。
1.1 物理交联物理交联是指通过分子间的非共价键相互作用形成的凝胶网络。
明胶分子具有许多极性基团，如羟基和胺基，它们能够通过氢键相互吸引和结合。
这种物理相互作用使得明胶分子能够紧密地结合在一起，形成一个稳定的网络结构。
物理交联的凝胶具有良好的可逆性，可以通过外界刺激（如温度、pH的改变）而逆转。
1.2 化学交联化学交联是指明胶分子通过共价键相互连接形成的凝胶网络。
通过添加交联剂，如甲醛或二次胺，可以引发明胶分子之间的化学反应，形成交联结构。
化学交联的凝胶具有较高的稳定性和机械强度，不易被外界条件改变。
2. 热力学驱动力明胶形成凝胶的过程是一个热力学驱动的过程。
当明胶溶液的浓度超过一定临界值时，明胶分子之间的相互作用将增强，从而促使凝胶的形成。
此外，温度也是影响凝胶形成的重要因素。
在合适的温度下，明胶分子之间的相互作用力将增强，有利于凝胶的形成。
3. 溶剂作用水作为明胶溶剂在凝胶形成过程中起着重要的作用。
水分子能够与明胶分子形成氢键，并在明胶分子之间形成水包裹层。
水分子的运动使得明胶分子能够更好地相互靠近和结合，促进凝胶的形成。
此外，水还可以调节明胶分子的构象和流动性。
形成凝胶的过程明胶形成凝胶的过程包括几个关键步骤：溶液制备、溶液凝胶化、凝胶稳定化。
食用明胶的使用技术及应用进展
食用明胶的使用技术及应用进展明胶(gelatine)来源于广泛存在于动物皮、筋、骨骼中的胶原蛋白质，是一种从动物的结缔或表皮组织中的胶原部分水解出来的蛋白质。
实际上，明胶在自然界并不存在，它是胶原纤维的衍生物。
胶原最基础的结构是由2-氨基及氨基酸以多肽键连结在一起的聚合物。
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—明胶，即胶原蛋白经不可逆的加热水解反应，使分子间键部分断裂后转变成水溶性的产物。
由于原料来源和生产时水解方式不同，商品明胶可分为A型及B型。
随动物种类及生长期的不同，明胶胶原三螺旋结构体网络上共价连接键的数目有多有少。
一般6～9个月猪的皮及骨头，或小牛骨带有的这类连接键数目比较少，这就是A型明胶的常见原料来源。
采用这种原料，洗净后浸泡在稀酸溶液中(pH＝3.5～4.5，浸泡温度15℃)l0～48h，等原料完全酸化并达到最大溶胀后再调整pH值，经热水提取、过滤、去离子后再低温真空浓缩(一般从5％浓缩至35％)、杀菌(140℃, 6～8s)、干燥粉碎、冻力测定、批号混合后即得到A型明胶。
由于用酸水解，A型明胶的等电点在6.8～8.5(骨胶)，及7.5～9.5(皮胶)之间。
一、明胶的化学组成与结构明胶的分子既没有固定的结构，又没有固定的相对分子质量。
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，商品明胶,其实是许多胶质的混合物，它们的相对分子质量各不相同，自15，000至250，000不等，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55，000。
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。
明胶胶原蛋白质是以三螺旋结构的肽链为基本单位，相互间连接成的网络结构，不溶于水，通过水解使部分连接键断裂后即成为具有水溶性的明胶，三螺旋束自身也可拆散成三股单一的α-链，或者α-链加β-链，或γ-链结构。
胶原和明胶
胶原是生物体胶原纤维的组成单元，是一种蛋白质；明胶是胶原的局部水解产物。在各门多细胞动物中都发现有胶原存在。在无脊椎动物中至少已知有10个门存在胶原，但这些胶原和哺乳动物的胶原在性质上有些差异。原生动物是否含有胶原还未最后肯定。在脊椎动物的皮肤、骨、软骨、动脉管壁等组织内胶原含量特别高。胶原占人体或其他动物体总蛋白质量的25～30％，其功能主要是连接组织和器官(包括专门传力的肌腱)，支持体重（骨、软骨）、保护机体（皮肤）等，在个体发育过程中还有协助引导组织分化和器官形成的作用。不少疾ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ和胶原有关，如动脉硬化，肝硬化等。如果胶原的生物合成发生障碍,就会造成骨生成缺陷症──一种严重的胶原病;还会造成其他的一些胶原病如当洛斯氏综合征、表皮松解症等。胶原自身的代谢一般比较缓慢，但在某些情况下，如动物体的生长、发育，以及组织损伤后的修复等过程中，胶原的生物合成往往比较活跃。
胶原的化学性质 生物体首先合成的是前胶原，它是由3个分子量约12万的亚基组成的。前胶原经特殊的氨肽酶和羧肽酶水解除去氨基末端和羧基末端一段短肽链并经糖苷化后成为原胶原。原胶原经过氨基酸侧链的交联变为成熟的胶原。这些交联反应通常是赖氨酸侧链的氧化产物与其他氨基酸侧链的加成反应。
胶原的氨基酸组成很有特点，甘氨酸约占三分之一，它还有11％的丙氨酸，12％的脯氨酸及9％的羟脯氨酸。胶原分子一级结构中存在一些重复的顺序:甘－脯-x（x为羟脯氨酸或丙氨酸），或甘-x-y，（其中x、y为除甘氨酸外的其他氨基酸）。牛皮胶原的几种α-链螺旋区的氨基酸顺序已经阐明。
根据化学结构,胶原的多肽链有7种类型,用α1(Ⅰ)，α2,α1（Ⅱ）,α1（Ⅲ）,α1（Ⅳ）,α1（Ⅴ），α2（Ⅴ）表示，根据胶原所含的多肽链的类型不同，胶原本身又可分为5种，Ⅰ型胶原含有2条α1（Ⅰ）及一条α2多肽链，Ⅱ型含有相等的3条α1（Ⅱ）多肽链，Ⅲ型胶原含有3条相等的α1（Ⅲ）多肽链，Ⅳ型胶原含有α1（Ⅳ）3条相等的多肽链，Ⅴ型胶原的结构尚未完全阐明，生物体各种组织含有的胶原类型不同，但以Ⅰ型胶原为主。
明胶的分子结构
明胶的分子结构一、介绍明胶明胶是一种常用的食品添加剂和生物材料，具有广泛的应用。
它是一种由动物结缔组织中提取的蛋白质，主要由胶原蛋白组成。
胶原蛋白是一种结构特殊的蛋白质，它在动物体内起着重要的结构支撑和组织修复的作用。
明胶的分子结构决定了其特殊的物理性质和功能。
二、胶原蛋白的结构胶原蛋白是一种由氨基酸序列特殊排列组成的蛋白质，其分子结构复杂而有序。
胶原蛋白由三个α螺旋股组成，这些股通过氢键和其他非共价键相互连接，形成三螺旋结构。
每个α螺旋股由多个氨基酸残基组成，其中甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸的含量较高。
1. 三螺旋结构胶原蛋白中的三个α螺旋股相互缠绕，形成三螺旋结构。
每个α螺旋股含有约1000个氨基酸残基，螺旋的长度可达约1000埃。
这种特殊的结构赋予了胶原蛋白独特的物理性质和生物活性。
2. 氢键和其他非共价键胶原蛋白中的α螺旋股通过氢键和其他非共价键相互连接。
氢键是一种弱的化学键，但在三螺旋结构中起到了重要的作用，增强了胶原蛋白的稳定性和强度。
3. 氨基酸组成胶原蛋白中的氨基酸组成非常特殊。
甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸含量较高，其中羟脯氨酸是胶原蛋白的独特标志。
这些氨基酸在胶原蛋白的结构和功能中起到了重要的作用。
三、明胶的分子结构明胶由多个胶原蛋白分子通过化学键连接而成。
其分子结构与胶原蛋白类似，但存在一些差异。
明胶的分子结构决定了其在食品中的应用和性能。
1. 分子链的排列明胶的分子链通过化学键相互连接，形成稳定的三维结构。
这种排列使得明胶可以在水中形成凝胶状，并具有良好的胶凝性和胶溶性。
明胶的分子链排列还决定了其稳定性和可降解性。
2. 化学键的种类明胶中存在多种化学键，如氢键、二硫键和盐桥等。
这些化学键增强了明胶的稳定性和强度，在加热和冷却过程中仍能保持其凝胶性。
四、明胶的功能和应用明胶具有多种功能和应用，其分子结构与这些特性密切相关。
1. 增稠剂和胶凝剂由于明胶的分子链排列和化学键特性，它可以在液体中形成胶状物质，被广泛用作增稠剂和胶凝剂。
胶原、明胶和胶原水解物的物理化学性能及护肤功能的研究
四川大学硕士学位论文胶原、明胶和胶原水解物的物理化学性能及护肤功能的研究姓名：张忠楷申请学位级别：硕士专业：皮革化学与工程指导教师：李国英20060501四川大学硕士学位论文量为３０万；明胶的电泳分离带为一个连续带，相对分子质量分布在小于３０万ｌ胶原水解物也是一个连续分离带，但其相对分子质量比明胶小，主要分布在几千到５万左右。
ｊ查兰堡主兰垡堡苎图２．７再生胶原纤维的ＳＥＭＩ摩ｌ（Ｂａｒ：５ｐｍ）Ｆ皓２．７ＳＥＭｉｍａｇｅｏｆｒｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄｃｏｌｌａｇｅｎｆｉｂｒｉｌｓ（Ｂａｒ：５ｐｍ）胶原的再生纤维呈多孔网状纤维结构（图２．７）．在适当的条件下，胶原分子靠氢键等作用力连接，重新聚集成具有天然胶原纤维形貌的再生纤维，表现出良好的生物活性。
而明胶和胶原水解物没有成纤维的生物活性。
２．３．６样品耐酶解能力胶原的螺旋区域非常稳定，只有胶原酶等少数酶对其有作用。
但是，胶原的变性产物——明胶和胶原水解物，就很容易受到蛋白酶的水解。
实验中利用胰酶测试样品的耐蛋白酶水解能力，用伯氨基的含量作为水解程度的一个指标。
胰酶水解样品的曲线如图２．８所示。
０．７．０．６芤妊０．２年０．１０．００１２３４５６时间ｍ图２３胶原、明胶和胶原水解物的胰酶水解曲线№·２．８ｌＡＴｐｓｌｎｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓｃｕｒｖ８ｏｆｃｏｌｌａｇｅｎ，ｇｅｌａｔｉｎａｎｄｃｏｌｌａｇｅｎｈｙｄｒｏｌｙｓａｔｅ１９四川大学硕士学位论文从图２．９可以看出胶原膜和明胶膜的峰顶温度分别为５９℃和６２．５℃，但是胶原的吸收峰面积（即热焓）明显大于明胶的峰面积。
在二次扫描过程中，胶原和明胶的吸收峰都消失，仅出现弱的台阶。
这表明样品出现玻璃化转变的现象。
胶原和明胶的热行为与湿含量和热历史（制各条件）有关。
胶原的三股螺旋结构在加热过程中螺旋瓦解，因而吸收峰面积比三股螺旋含量甚少的明胶要大得多。
二次扫描两种样品都没有出现明显的吸收峰是由于螺旋结构的解旋是不可逆。
明胶的理化性质PPT课件
微生物指标
对明胶的微生物如细菌、霉菌 等进行检测，确保无污染。
重金属和农药残留
检测明胶中的重金属和农药残 留量，确保符合安全标准。
批次理
对每个生产批次进行质量追踪 ，确保产品质量的稳定性和可
追溯性。
THANKS
感谢观看
在化妆品和纺织工业中，明胶用于制作面膜、洗发水、乳液和布料涂层等产品，起 到保湿、柔韧和抗皱的作用。
02
明胶的物理性质
溶解性
01
02
03
溶解性
明胶可以溶解在热水、稀 酸、稀碱等溶液中，形成 透明的胶体溶液。
溶解度
明胶的溶解度受温度、pH 值、搅拌速度等因素影响 ，在一定条件下表现出不 同的溶解度。
明胶的来源
明胶主要来源于动物的皮、骨和腱等 组织，其中牛皮是明胶的主要来源。
猪皮也是明胶的一个重要来源，但与 牛皮明胶相比，其性能和应用范围有 所不同。
明胶的应用
在食品工业中，明胶常用于制作软糖、果冻、奶酪和冰淇淋等食品，起到增稠、稳 定和凝结的作用。
在医药领域，明胶用于制造胶囊、药片和输液剂等，起到药物载体和保护药物的作 用。
06
明胶的生产工艺
原材料的选择和处理
原材料种类
明胶通常由动物皮、骨、筋腱等 部位提取，主要选择牛、猪、羊
等动物的皮。
原材料质量
原材料的质量直接影响明胶的品 质，因此需严格筛选，确保无病
、无腐、无杂质。
处理方法
原材料经过清洗、浸泡、除毛、 去脂等预处理，再经过破碎、软
化、浸酸、浸碱等工序。
生产流程
颜色
明胶一般为淡黄色至黄色粉末或 颗粒，其颜色与原料和生产工艺 有关。
状态
明胶在干燥状态下呈现硬而脆的 性质，具有较好的流动性；在吸 湿后会变得柔软，黏性和弹性增 加。
明胶简介及鉴别
明胶简介拼音名：Mingjiao英文名：Gelatin本品为动物的皮、骨、腱与韧带中含有的胶原，经部分水解后得到的一种制品。
【定义】从动物的胶原质中，通过部分酸法水解(A型)，或者部分碱法水解(B型)，甚至还可以通过酶解，提纯而获得的胶原蛋白。
明胶(Gelatin)是胶原的水解产物，是一种无脂肪的高蛋白，且不含胆固醇，是一种天然营养型的食品增稠剂。
食用后既不会使人发胖，也不会导致体力下降。
明胶还是一种强有力的保护胶体，乳化力强，进入胃后能抑制牛奶、豆浆等蛋白质因胃酸作用而引起的凝聚作用，从而有利于食物消化。
【分类】明胶按用途可分为照相、食用、药用及工业四类。
【性状】本品为淡黄色至黄色、半透明、微带光泽的粉粒或薄片；无臭；潮湿后，易为细菌分解；在水中久浸即吸水膨胀并软化，重量可增加5 ～10倍。
本品在热水、醋酸或甘油与水的热混合液中溶解，在乙醇、氯仿或乙醚中不溶。
【类别】赋形剂。
【贮藏】密闭，在干燥处保存。
【制剂】吸收性明胶海绵【来源】淡黄至白色，透明带光泽的粉粒，无臭无肉眼可见的杂质。
明胶以动物皮加工而成，骨胶以动物骨头加工制成：应用于医药、胶囊、片剂；食品：糕点、糖果、冰糕、香肠、粉丝、饲料加工；工业：胶合板、纱布、砂石、印刷、粘合剂等。
明胶成分与特性成分：（1）食用明胶是由猪、牛、骡、马的皮子之角料，（其它动物皮除外）经除杂、消毒、蒸煮形成汁子，再经脱水、制造形成的胶条、胶片、粉粒状物（一般常用粉粒状胶）。
（2）药用明胶是选用动物皮、骨和筋腱，经复杂的理化处理制得的无脂肪高蛋白易被人体吸收的高级胶品。
具有粘度高、冻力高、易凝冻等物理特点。
特性：⑴、药用明胶是选用动物皮、骨和筋腱，经复杂的理化处理制得的无脂肪高蛋白易被人体吸收的高级胶品。
具有粘度高、冻力高、易凝冻等物理特点。
外观为淡黄色至黄色细粒,应保持干燥、洁净、均匀,无夹杂物。
应通过孔径4mm标准筛网。
⑵、食用明胶为淡黄色至黄色细粒,应保持干燥、洁净、均匀,无夹杂物。
《明胶工艺讲座》课件
《明胶工艺讲座》
• 胶原蛋白(Collagen)又称胶原， • 是由三条肽链拧成的螺旋形纤维状蛋白质。
胶原蛋白是动物结缔组织重要的蛋白质，结缔 组织除了含60～70％的水分外，胶原蛋白占了 约20～30％，因为有高含量的胶原蛋白，结缔 组织具有了一定的结构与机械力学性质，如张 力强度、拉力、弹力等以达到支撑、保护的功 能。
⑵、食用明胶为淡黄色至黄色细粒,应保持干燥、 洁净、均匀,无夹杂物。是由猪、牛、骡、马的皮子之 角料，（其它动物皮除外）经除杂、消毒、蒸煮形成汁 子，再经脱水、制造形成的胶条、胶片、粉粒状物（一 般常用粉粒状胶）。应通过孔径4mm标准筛网即5目。 本品含有18种氨基酸和90%的胶原蛋白,富保健美容效果, 具有优良的胶体保护性、表面活性、粘稠性、成膜性、 悬乳性、缓冲性、浸润性、稳定性和水易溶性。
《明胶工艺讲座》
明胶的性质
• 明胶的成品为无色或淡黄色的透明薄片或微粒。明胶不溶于冷水，但可缓慢 吸水膨胀软化，明胶可吸收相当于其重量5—10倍的水。
• 胶原变成明胶后，不能再恢复到原先的结构。 明胶在40℃时能无限溶解于水，而胶原则不能 溶解。
《明胶工艺讲座》
• 特性： ⑴、药用明胶是选用动物皮、骨和筋腱，经复杂的
理化处理制得的无脂肪高蛋白易被人体吸收的高级胶品。 具有粘度高、冻力高、易凝冻等物理特点。外观为淡黄 色至黄色细粒,应保持干燥、洁净、均匀,无夹杂物。应 通过孔径4mm标准筛网。
《明胶工艺讲座》
胶原
胶原是可转变成明胶的物质。是动物骨、皮 中最重要的蛋白质，如存在真皮结缔组织胶原纤 维中的胶原，约占真皮干物质的98%。
胶原（collagen）,有表达为胶原蛋白的意思， 中国人把胶原蛋白称为水解胶原，这是不想把胶 原和胶原蛋白混为一谈
药用明胶的生产及其物理化学性质
药用明胶的生产及其物理化学性质第一节概述明胶是生产常规空心胶囊的主要原料（约占所有原材辅料的96～99%），了解和掌握有关明胶的知识对于指导实际操作有着非常重要的意义。
明胶是一种亲水性蛋白质胶体，它是由动物的骨、生皮、肌腱、及其它结缔组织的胶原经预处理转化，再经适当温度提取出来的具有水溶性、能凝冻的蛋白质类物质。
胶原是明胶的前身，在生物体内是作为结缔组织及保护功能的蛋白质起作用。
它不溶于水、盐溶液、稀酸和稀碱溶液，因而隶属于硬蛋白。
胶原在酸、碱、酶或热的作用下可以发生降解成为明胶。
明胶是胶原经温和且不可逆解旋断裂后的主要产物，并且这种降解在一定条件下，会持续不断进行最后生成小分子氨基酸，此时已失去明胶的粘度和冻力等物理性能。
因此在明胶的制造和使用过程中，都应该对此加以重视，尽可能缩短工艺时间防止明胶的降解。
在已知的胶原结构中，没有一个键是非常活泼以致它能最先断裂，而实际键断裂是随机的，它们与pH值及温度有关，胶原键断裂的位置决定了明胶的分子量、多肽键数目、每种氨基酸残基数量和它们的相对于明胶分子的末段链的位置，这种断裂的无规则特性是明胶分子无规则性的主要原因。
一、明胶的分类由于处理方法不同、品质各异、用途有别，明胶的分类仍是一个较为复杂的问题。
常用的分类方法为：1.明胶按照处理方法不同可以分为酸法胶、碱法胶、酶法胶。
酸法胶，亦称A型胶。
碱法胶，亦称B型胶酶法胶：原料经酶预处理，在适度pH值的介质中提取的明胶。
2.明胶按用途可分为照相胶、药用胶、食用胶、工业胶等。
3.按所采用原料不同可分为骨明胶、皮明胶。
生产空心胶囊使用的原料主要是药用骨明胶。
二、明胶的原料明胶的原料很多，严格地讲，只要是含有丰富胶原的动物体组织都可作为明胶的原料，例如动物皮：猪皮、牛皮、鱼皮及其他兽皮等；动物骨：牛骨、猪骨等。
但是来源丰富的原料还是猪骨、牛骨等，猪骨、牛骨多数为屠宰厂的骨料；还有猪皮、牛皮等。
生产药用明胶和食用明胶必须采用鲜骨或鲜皮，而一些干杂骨以及制革厂的边角裁削料等只能作为生产工业明胶的原料。
明胶的制备及其在日用化学品中的应用
２０１０年第３期48ｗｗｗ．ｃａｓｓｄｉ．ｏｒｇ中国洗涤用品行业信息网中国洗涤用品工业Surfactant Soap and DetergentC H I N A综述洗涤化妆类产品是清洁美化人体脸部、身体皮肤、毛发以及口腔等处的日常生活用品，能修饰人体，给人们以容貌整洁、讲究卫生的好感，并有益于身体的健康。
明胶（Ｇｅｌａｔｉｎ）是其中常见的添加剂之一。
明胶是一种无脂肪的高蛋白，且不含胆固醇。
胶原与皮肤中的弹力纤维合力构成网状支撑体，提供真皮层安定有力的支撑，因此对于个人护理用品来说，以明胶作为洗涤化妆类产品的活性物质可以补充皮肤胶原蛋白。
明胶是立体结构遭到破坏的胶原蛋白，目前大部分胶原蛋白产品中所含的胶原蛋白从一定意义上说就是明胶。
明胶既是一种蛋白质，又是一种高分子生物材料，具有一系列的优异物性，如胶体保护性、成膜性、表面活性、凝胶态和溶胶态的可逆转变性、两性聚电解质特性、侧基的高化学反应活性等。
蛋白质是人体重要的组成物质（如肌肤、毛发、指甲及多种器官均由蛋白质组成）并维持着生命的活动，因而明胶作为保湿剂在洗涤用品、化妆品等领域的应用十分广泛。
１． 明胶的制备动物的骨、生皮、肌腱、膜等结缔组织或表皮组织中含有丰富的胶原。
胶原由多种蛋白质组成，是制胶的主要成分。
它不溶于水、酸、碱和盐的稀溶液，在一定ｐＨ的热水中，胶原发生部分水解，使原来的高聚物变成低分子量、能溶于热水、具有一定黏度的胶液［１］。
由此可见，明胶是由胶原转化生成的一种亲水性胶凝物质，胶原分子表面的侧基能与水分子以氢键结合，发生膨胀，形成明胶。
１．１ 原料的预处理在制备优质明胶时，首先通过适当的处理方法来破坏稳定胶原纤维分子间和分子内的共价交联和非共价键，释放出胶原分子，接着通过加热使稳定胶原螺旋的氢键断裂，从而释放出明胶。
一般的预处理方法有酸法、碱法、酶法等。
邓海燕［２］采用新鲜冷冻鸡皮为原料，经切割、盐酸浸泡、换酸数次后水力脱脂，再水浴提胶、过滤、去除油脂，然后对胶液进行浓缩和干燥，即得到成品明胶，并确定最优的明胶制备工艺条件。
胶原和明胶的改性研究及应用
*麹址丨MATERIALS AND APPLICATION胶原和明胶的改性研究及应用汪晓鹏（甘肃省皮革塑料研究所有限责任公司，甘肃兰州730046）摘要：文章介绍了胶原与明胶的物理性质，改性交联、共混复合、互穿网络交联的研究方法，交联主要有化学交联、物理交联和酶法交联，共混有与天然高分子材料、合成高分子聚合物和无机物及纤维的共混复合。
以及其广泛的应用领域和范围。
关键词：胶原与明胶;物理性质；交联与共混改性；应用中图分类号：TS512文献标识码:A文章编号：％671-1602（202%）01-0021-02胶原（Collagen）是动物体结缔组织中最重要的结构蛋白之一，在动物细胞中扮演着黏结功能的角色，广泛存在于动物细胞中，是细胞外基质最重要的组成成分,分为四级空间结构。
主要存在于皮肤、肌肉、骨骼、牙齿、内脏、（胃肠心肺、血管和食道）和眼睛等部位。
详见表1,新鲜牛皮的化学组成，由此可见，其胶原蛋白含量最高达29%[1I o胶原是新物中最的原之一，是需求十分庞大的生物医用材料，广泛应用于医用、化妆品、食品工、、化工等T胶（Gelatin）是胶原的物（见图1）,组成明胶的蛋白质中含有18基酸，其中7为体。
胶中蛋白质含量高达82%,其的是分和。
胶可分为A胶（）和B 型（按用途可分为胶、食用胶、用胶和胶四大T1胶原与明胶提取与制备方法胶是胶原在、碱、高用下的物，胶原一由多种氨基组成，物。
胶原变成胶可能:（）J 体，成为结的，的组成和分子质量，于（50000-）25000）之间2）—，外之间的部，由结，分质量在160000-250000之间3）量结在一，目对歼质量在240000-375000之间。
广为，明胶于胶原蛋白,是胶的歼量胶原蛋白低，胶的之间量T 胶原胶的、和（）胶原的分。
一是皮、牛皮、皮等中I型胶原,二是从人胎盘中提取I胶原。
（2）1胶的灰乳法和盐2胶原与明胶的物理性质2.1明胶的一般物理性质胶为透黄色透半透光泽脆薄片粉粒，密度约1.27g/cm3。
明胶凝胶结构
明胶凝胶结构明胶是一种常用的凝胶剂，广泛应用于食品、制药、化妆品等领域。
它的凝胶结构是由多个分子之间的相互作用所形成的。
本文将详细介绍明胶凝胶结构的形成原理、性质以及应用。
一、明胶凝胶结构的形成原理明胶是一种由动物骨骼、皮肤等组织中提取出来的蛋白质，主要成分为胶原蛋白。
在水中，明胶分子会发生溶解并形成均匀的溶液。
当温度升高或者pH值改变时，溶液中的明胶分子会发生聚集和交联反应，形成三维网络结构，从而产生凝胶。
具体地说，明胶分子在水中会发生两种相互作用：氢键和疏水作用。
氢键是指两个分子之间通过氢原子之间的电荷吸引力而产生的相互作用；疏水作用是指由于水分子对非极性物质不具有亲和力而导致非极性物质之间产生相互作用。
当温度升高或者pH值改变时，溶液中的明胶分子之间的氢键和疏水作用会发生变化，从而导致分子聚集和交联。
具体来说，当温度升高时，溶液中的明胶分子之间的氢键会断裂，从而使得分子聚集；当pH 值改变时，溶液中的明胶分子之间的氢键和疏水作用都会发生变化，导致分子聚集和交联。
二、明胶凝胶结构的性质明胶凝胶结构具有以下几个主要性质：1. 弹性：由于明胶凝胶结构是由三维网络结构所形成的，在受力时具有一定的弹性。
2. 透明度：由于明胶凝胶结构中没有空隙和杂质，在透射光下具有较好的透明度。
3. 稳定性：由于明胶凝胶结构中存在大量的交联点，因此具有较好的稳定性。
4. 可降解性：由于明胶是一种天然蛋白质，在体内可以被酵解和吸收，因此具有良好的可降解性。
5. 水溶性：由于明胶凝胶结构中存在大量的水分子，因此具有良好的水溶性。
三、明胶凝胶结构的应用明胶凝胶结构由于具有良好的弹性、透明度、稳定性、可降解性和水溶性等特点，因此在食品、制药、化妆品等领域得到了广泛应用。
1. 食品：明胶是一种常用的食品添加剂，可以用于制作果冻、蛋糕、糖果等食品。
由于明胶凝胶结构具有良好的弹性和透明度，在制作果冻时可以使得果冻具有较好的口感和外观。
毕业论文《胶原多肽聚丙烯酸物理水凝胶的合成与表征》
胶原多肽/聚丙烯酸物理水凝胶的合成与表征目录摘要 (1)第一章绪论 (3)1．1水凝胶的基本性质 (3)1.1.1胶原多肽水凝胶概述 (4)1.1.2聚丙烯酸水凝胶概述 (4)1.2水凝胶的分类 (4)1.2.1智能水凝胶 (4)1.2.2磁性水凝胶 (6)1.2.3聚合物水凝胶 (7)1.3水凝胶的应用 (7)1.3.1水凝胶在农林业的应用 (8)1.3.2水凝胶在工业上的应用 (8)1.3.3水凝胶在组织工程中的应用 (8)1.4水凝胶的研究和发展趋势 (9)1.5展望 (9)第二章胶原多肽/聚丙烯酸水凝胶的合成和表征 (10)2.1水凝胶的合成与表征 (10)2.1.1单体聚合并交联 (10)2.1.2聚合物交联 (10)2.1.3载体的接枝共聚 (11)2.2水凝胶的性质研究 (11)2.2.1溶胀-收缩行为(凝胶状态方程) (11)2.2.2力学性能 (11)2.3水凝胶性质的影响因素 (12)2.3.1共聚单体的组成 (12)2.3.2交联密度的影响 (12)2.3.3合成条件的影响 (13)2.4胶原多肽水凝胶的合成 (13)2.4.1实验材料 (13)2.4.2合成方法 (13)2.5聚丙烯酸水凝胶的合成 (14)2.5.1试剂 (14)2.5.2聚丙烯酸水凝胶的合成原理 (14)2.5.3聚丙烯酸水凝胶的合成 (14)2.6聚丙烯酸水凝胶的表征 (14)2.6.1含水率的测定 (14)2.6.2吸水速率 (15)2.6.3在不同电解质中的吸液倍率 (15)2.6.4吸水速率 (15)2.6.5保水能力 (15)2.6.6对盐溶液的应答性 (16)2.6.7接枝率 (16)2.6.8性能测试 (16)2.7胶原多肽水凝胶的表征 (16)2.7.1表征测试方法 (16)2.7.2实验结果与讨论 (17)2.7.3小结 (21)参考文献 (21)致谢 (23)摘要本文对胶原多肽∕聚丙烯酸水凝胶的合成与表征进行了综述，水凝胶的吸盐倍率、吸水速率、保水能力等各项性能均较好。
明胶的制备及应用
明胶的制备及应用031104 冯细昌201010009601.明胶的制备动物的骨、生皮、肌腱、膜等结缔组织或表皮组织中含有丰富的胶原。
胶原由多种蛋白质组成, 是制胶的主要成分。
它不溶于水、酸、碱和盐的稀溶液, 在一定pH 值的热水中, 胶原发生部分水解, 使原来的高聚物变成低分子量、能溶于热水、具有一定黏度的胶液。
由此可见, 明胶是由胶原转化生成的一种亲水性胶凝物质。
胶原分子表面的侧基能与水分于以氢键结合, 发生膨胀, 形成明胶。
1.1.碱法制备国内外制备明胶普遍采用的是碱法生产。
明胶可以以制革厂废弃边角料一毛边皮为原料, 经碱浸泡、酸浸泡、水解、熬胶等精制过程而制得, 其生产工艺流程如图l 所示。
此种制备方法工艺简单, 成本低, 但是产品中含盐量较高, 相对分子质量分布较宽, 对设备的材质要求较高。
而且生产中碱浸泡、酸浸泡、中和等工段产生的大量废水成分复杂, CO D 含量高,废水难治理治理投资及设施运行成本大。
1.2.酶法制备由于碱法制备的上述缺点, 目前生产明胶的较先进的方法为酶法制备。
酶法制备周期短, 产品的相对分子质量分布较窄, 易控制。
酶法生产的大概步骤为: 皮革边角料等酶处理-石灰乳浸泡(1 天) 10 % 盐酸中和胶水浓缩叶凝胶干燥粉碎产品。
2.明胶的性质及应用2.1．明胶在食品中的应用明胶成品除含有少量水分和无机盐外，其中蛋白质含量占82%以上，含有除色氨酸以外的几乎所有的人体必需氨基酸，此外还含有多种微量元素，所以明胶是一种理想的蛋白源。
由于明胶具有优良的物理性质如：胶冻力，亲和力，高度分散性，分散稳定性，持水性，被覆性，韧性及可逆性。
是一种重要的食品添加剂。
明胶可广泛应用于食品制造，可作食品的凝胶剂，稳定剂，乳化剂，结晶调节剂，增稠剂发泡剂，胶粘剂，分散剂，澄清剂等。
（1）胶凝剂。
食用明胶与水可形成热可逆性凝胶，类似琼脂和果胶，其差别在于食用明胶的熔点低，非常接近人的口腔温度。
明胶的化学成分
明胶的化学成分
明胶是一种常见的胶原蛋白水解产物，是由动物骨骼、皮革、软骨等部位提取的一种胶状物质。
其主要成分是由蛋白质分解而来的胶原蛋白多肽，分子量一般在1万~10万之间。
明胶的化学成分主要包括以下几个方面：
1. 氨基酸
明胶中含有多种氨基酸，其中最为丰富的是甘氨酸、羟脯氨酸和脯氨酸。
这些氨基酸的含量和比例会影响到明胶的性质和用途。
比如，高含量的羟脯氨酸可以使明胶具有良好的凝胶性质。
2. 糖类
明胶中还含有一定量的糖类，主要是半乳糖和葡萄糖。
这些糖类对明胶的稳定性和流动性有一定的影响。
3. 矿物质和微量元素
明胶中还含有一定量的矿物质和微量元素，如钙、磷、钠、钾、铁等。
这些元素对人体健康有一定的作用。
4. 多肽
明胶中的多肽是由胶原蛋白经过水解反应后得到的产物，其分子量
一般在1万~10万之间。
这些多肽对人体具有一定的营养和保健作用，如促进骨骼生长、增强皮肤弹性等。
5. 多糖
明胶中还含有一定量的多糖，如低聚糖和多糖等。
这些多糖对人体的免疫系统和抗氧化能力有一定的影响。
总的来说，明胶的化学成分非常丰富，包括氨基酸、糖类、矿物质和微量元素、多肽以及多糖等多种物质。
这些成分不仅对明胶的性质和用途有影响，还对人体健康有一定的作用。
因此，明胶在食品、医药、化妆品等领域具有广泛的应用前景。
胶原蛋白形成凝胶的原理
胶原蛋白形成凝胶的原理胶原蛋白是一种主要存在于动物体内的结缔组织蛋白质，对于保持细胞结构的稳定、支撑和连接细胞具有重要作用。
胶原蛋白形成凝胶的原理涉及到其分子结构和物理化学特性，在特定条件下容易发生聚集和交联作用，从而形成三维空间结构的凝胶。
胶原蛋白具有一种特殊的氨基酸组成，其主要由甘氨酸、羟脯氨酸和脯氨酸组成，这三种氨基酸在胶原蛋白的多肽链中占有很大的比例。
甘氨酸和脯氨酸的氨基酸残基中不包含带电离子，而羟脯氨酸则具有极性羟基。
这些特殊的氨基酸组成赋予了胶原蛋白水溶性和一定的亲水性。
当胶原蛋白置于一定条件下，如低温、酸性环境或高离子浓度等环境中，胶原蛋白分子会发生构象变化。
这些构象变化导致胶原蛋白分子上的几个特殊氨基酸残基之间的相互作用增强，从而促使胶原蛋白分子聚集形成聚合物。
此聚合过程通常被称为胶原蛋白的凝胶过程。
在凝胶过程中，聚合物发生交联作用，即胶原蛋白分子间的化学键交联。
交联的形成使得聚合物形成了稳定的网状结构，并具有一定的弹性和可塑性。
这种交联作用主要是通过胶原蛋白分子上的一些特定区域，如羟脯氨酸残基上的羟基，与其他胶原蛋白分子上的化学官能团，如羟脯氨酸残基上的羟基或氨基酸残基上的羰基之间的反应而发生的。
胶原蛋白凝胶的形成与胶原蛋白分子的特殊结构有关。
胶原蛋白分子上存在三个α螺旋结构，这些螺旋结构反复重复排列形成了一种螺旋线状的结构。
这种螺旋线状的结构赋予了胶原蛋白分子特定的空间构型。
凝胶过程中，这些螺旋结构使得多个胶原蛋白分子能够相互靠近并发生相互作用，进而形成凝胶结构。
凝胶的形成还与胶原蛋白分子间的空间配位有关。
胶原蛋白分子上的氨基酸残基具有一定的电荷，在特定条件下，这些电荷能够相互吸引或排斥，从而调控胶原蛋白分子的聚集和排列。
这种空间配位使得胶原蛋白分子聚集成网状结构，从而形成凝胶。
总结起来，胶原蛋白形成凝胶的原理涉及到其分子结构和物理化学特性。
特殊的氨基酸组成使得胶原蛋白具有一定的溶解性和亲水性，在一定条件下能够发生构象变化。
第九章 胶原蛋白简易生化常识
第九章胶原蛋白简易生化常识本章主要讨论胶原蛋白相关简易生化常识1．胶原蛋白与明胶的区别：胶原蛋白分子量大约为十万左右，它是由三条都胜链（叫做α链），有如麻花方式彼此缠绕在一起构成。
胶原蛋白经过加热处理高次结构破坏就会变性，三条链会彼此分开而成为明胶。
但事实上，明胶在制造过程中有可能是二条α链或三条头尾相连所生成的二倍体或三倍体，所以明胶的分子量是胶原蛋白的倍数，由几万~几百万都有，分布很广。
因此明胶是立体结构遭到破坏的胶原蛋白。
2．胶原蛋白与明胶作为食品使用之差别：胶原蛋白与明胶胺基酸基本组成虽然相同，但由于明胶分子量可能比胶原蛋白还大，不利于消化吸收，更何况胶原蛋白的立体结构对人体健康与生理代谢有其独特功能！近年来，全球青春期少女出现长胡子几腿毛，这种与异常现象经研究是由于食用太多的速食炸鸡，而炸鸡的鸡支注射的是雄性荷尔蒙，若依目前的科学理论，荷尔蒙吃进肚子会分解成小分子而失去原有荷尔蒙功能。
但事实不然，雄性生长荷尔蒙经由鸡肉到达青少女体内时，仍会发挥作用，最近台湾有一位父亲给九岁儿子吃下大量鸡睾丸，结果九岁儿子大的男孩开始长体毛，并有男性第二性微出现，显然科学上仍有许多至今无法解释的盲点。
所以，胶原蛋白与明胶相比较，在人体能发挥的功效当然比明胶好很多，更何况分子量比明胶小，较容易为人体消化吸收。
一般而言，分子量越低，越容易吸收，分子量在几百，几千范围内对人体是最为有利的。
3．选购胶原蛋白保健食品的标准：胶原蛋白不易溶于水，医药品级的胶原蛋白主要是用打针，直接进入血液中发挥功能，以保证健康食品方式的胶原蛋白产品，若是经过加工处理成为水溶性的则较为有利，但分子量较大可溶于水的产品也有其作用与功效，因此这类产品是较为理想的保键食品。
4．胶原蛋白食用过多时的情况：由于胶原蛋白是蛋白质的一种，所以对人体是无害的。
但肾脏或肝脏有疾病或是正在接受治疗的病人，过量的摄取蛋白质对内脏会造成负担，所以依情况不同，每天要有一定控制的摄取量。