动物胶——精选推荐
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动物胶是一种用途十分广泛的工业用粘附剂,主要用于食品工业、制药工业及轻纺工业。据统计,食品工业的用量约占动物胶总耗量的75%。
动物胶是一种硬朊类蛋白质,是由各种氨基酸缩聚而成的天然高聚物,广泛存在于各种动物体内,尤其是哺乳动物驱体的许多部位。这类蛋白质在一部分植物中也有较高含量,如大豆蛋白、花生蛋白等。
(一)动物胶的制取
动物胶通常是从哺乳动物身上的骨、生皮、肌腱及其他结缔组织的生胶质(骨胶原)中制取的。根据原料及制造方法的不同,可分为骨胶、皮胶及其精制明胶等几种。从鱼皮及鳖壳制取的鱼胶,是一种液态动物胶。
工业上由动物骨制取骨胶的方法,是将牛、羊或猪骨洗净后,首先脱脂。脱脂可用煮沸的溶剂蒸汽或萃取,或用冷水机械冲击。冷脱脂加工对骨胶原损失少,可制得较高分子量产品。脱脂后的骨转放到压热器中,在压力下用蒸汽及热水处理,使骨胶原转化成动物胶,即骨胶。动物骨是制取动物胶的最适宜的原料,但从经济观点来看不太合算。干骨中几乎含有20%的骨胶原,但实际使用都是新鲜的骨骼,骨胶得率只有12%左右。以上方法不能用于制取质地纯粹、分子量高的明胶。明胶一般是用酸处理已脱脂的骨骼而成。任何无机酸都可使用,但需将酸制成pH小于2.0的稀溶液。将骨骼放在稀的无机酸水溶液中浸渍几小时,使骨中的矿物盐形成可溶性盐,再用水漂洗除去;同时,骨胶原经酸处理(也叫酸熟化)
后,发生一定程度的水解,即为明胶。再经萃取、浓缩、烘燥,即可得工业用的明胶制品。
动物皮尤其是羊皮、猪皮是制造动物胶的主要原料。除毛及脱脂后的生皮,含有20~30%的明胶原。这些生皮一般用碱熟化法,主要是用石灰水浸渍,使骨胶原膨胀蓬松便于熬煮,同时使其他一些蛋白质(如血球蛋白质、清蛋白质等)溶解在石灰水中而被除去。在15~20度的条件下用石灰水处理约30~40天,然后用水洗涤,除去石灰和溶解物,并用酸中和,再在55~75度下煮,使骨胶原水解,得到胶液。经过压滤、浓缩、冷却凝冻、切片、干燥,即得精制的动物胶(明胶)。有的生产者为了缩短制造时间,常在石灰水中加用1%苛性钠,这可促进原料的更快膨胀与浸透,同时可防止微生物侵蚀,但强碱对骨胶原会有较大的损伤,影响产品的分子量及某些性能。
(二)动物胶的化学结构
骨胶原是一种硬朊类不溶性蛋白质,经酸、碱或热水处理时,缓慢地转化成可溶性蛋白质。若原蛋白质的质地非常纯粹,处理条件又非常温和,所得产品叫明胶;若原蛋白质的质地差,处理方法剧烈,产品的分子量较低,泽发暗,杂质含量较高,这种产品叫动物胶。显然,明胶与动物胶的主要差别在于物理性质不同。
骨胶原经过水解分裂可得到一系列产物----动物胶、明胶、胨、多肽(缩多氨酸),最后得到氨基酸。这与淀粉的一系列水解过程相似,淀粉的最后水解产物为单糖(葡萄糖)。
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扑街啊你是什么意思对动物胶的化学组分大致是:C 51.29% H 6.39% O 24.13% N 18.19% 因此,分子式可写成如下式:C102H149O35N31+H2O C102H151O39N31
骨胶原的上述组分已为许多研究者公认,近来研究表明,不同来源的骨胶原,其组分差异很小。
对动物胶的结构分析表明,它是由分子不完全相同,但结构相似的氨基酸组成。大分子结构很复杂,主要是由氨基酸的羧基(----COOH---)与相邻的氨基(---NHR)首尾相联而成。氨基酸在动物胶中不以游离状态存在,而是以其缩合物---多肽存在。分子的一部分如图11-1所示,是氨基酸端基、甘氨酸及辅氨酸的缩合部分,R1及R2为氨基酸的侧链。
动物胶中氨基酸成分的最显著特征是,甘氨酸、脯氨酸及羟基脯氨酸占总分子量的一半以上。动物胶组分中其他氨基酸的种类及其含量很不一致,随骨胶原的来源、制备方法以及蛋白质的分析方法而异。动物胶的主要组分如表11-1所示。羟基脯氨酸只是在动物胶中含量较高,
而在其他蛋白质如,羊毛中含量极微。动物胶大分子的多肽链很长,属多分散性系统。平均为20000~250000,分子量分布很宽。
表11-1 动物胶的各种氨基酸组分
种类含量(%)种类含量(%)
甘氨酸26~28 赖氨酸4~6
脯氨酸14~18 丝氨酸3~4
羟基脯氨酸14~16 苏氨酸2~3
谷氨酸10~12 苯基丙氨酸2~3
精氨酸8~9 缬氨酸2~3
天冬氨酸5~7 酪氨酸  1
亮氨酸5~6 组氨酸  1
异亮氨酸5~6 羟基赖氨酸  1
丙氨酸9~11 蛋氨酸  1
动物胶大分子主链是碳—氮单键杂链,柔顺性较好,主要受侧基的极性影响。动物胶大分子虽然也含有分支结构或环状结构,但主要是一端为氨基,另一端为羟基的线形大分子。在溶液中大分子呈不规则的螺旋绕形态。
动物胶大分子中存在的官能团,主要是羟基、羰基及氨基,每1000g高质量的明胶中,各含有100、75及50毫克当量。这些官能团的含量在各种动物胶的系列物中基本不变,除非经受过剧烈的水解反应。这些官能团的存在会使动物胶分子链之间出现交联,可能是氢键或共价键,甚至是离子键交联。
(三)动物胶的性能
作为工业用的动物胶呈块状、粒状或粉状,明胶外观为黄或琥珀,无味、无臭、无挥发性;骨胶呈红棕;皮胶泽更深,呈棕。骨胶与皮胶都有一些气味。干明交的含水量一般为10~15%,比重为1.368;无水干燥的比重为1.412。灰分含量为2.25~4.00%,灰分的主要成分,在皮胶中是CaSO4;骨胶中主是Ca3(PO4)2。
水是动物胶的真正溶剂。但它在冷水中不溶解,只发生膨胀,在40度以上的热水中才被溶解。明胶的溶解温度较低,骨胶溶解温度在50度以上,溶液为粘滞性液体,较为稳定。冷却到40度以下,大分子出现凝聚,粘度显著升高。30度以下变成磁胶冻,再加热,能完全恢复为原来的液态。这一特点是动物胶可广泛用于食品工业及制药工业的主要原因。动物胶的水溶性是由于其大分子中,主要的五种氨基酸都具有水溶性。
动物胶不溶于稀酸或稀碱,也不溶于无水乙醇或有机溶剂。动物胶水溶液中加入乙醇(浓度85~95%)、丹定酸、硫酸铵或其他电解质,可析出深沉。硫酸铝或硫酸铁等盐类,可使动物胶液增
稠、凝聚。
动物胶与其他氨基酸物质相似,具有两性性。以明胶为例,在含有较高的氢离子浓度的溶液中,明胶分子被这种介质包围,氨基与H+形成---NH3+基团,使整个分子带正电荷。面在氢离子浓度较低时,---COOH被告电离成---COO-,合整个分子带负电荷。在一定的氢离子浓度下,明胶分子不显电性,这时的PH值称为明胶的等电点。明胶的等电点一般在PH=4.7~5.2之间。明胶的很多性质如溶解度、膨胀度或粘度等都与PH值有关。在等电点时,这些性质具有最低值。因为明胶在等电点时,大分子间的各种作用国最小,交联点最少,此时明胶的粘度也最低。(图11-2)。
动物胶溶液的流变性特征与一般高聚物相同,属切力变稀非牛顿型流体。温度在40度以上时,动物胶液呈均匀的液态,粘度随温度升高而降低。若在40度以下,由于大分子官能团的凝聚国而使大分子集结在一起,粘度显著增加,成为非流动性的凝胶体。应当指出,动物
胶的粘度与温度的另一特殊关系是,温度在65-80度之间,粘度变化率较小;若超过85-90度,则由于蛋白质水解而使急剧下降,粘附性丧失。因此,上浆温度宜在80度以下。
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动物胶易被微生物侵蚀,使蛋白质分解,粘度下降,粘附性丧失。在使用时应注意防腐。动物胶在35~45度时,微生物最易繁殖。
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工业用的动物胶的粘度范围很广,随各个品级而异,按需要选择。确定动物胶品级的主要依据,是最高到最低粘度值范围及胶冻机械性能。这两种性能随骨胶原的水解程度而异。
动物胶也是一种成膜物质。动物胶液经烘燥,可形成连续的无定形态薄膜。薄膜强度高,但伸长与弹性较差。动物胶只溶于水这一特点,使它的薄膜成为良好的阻碍油脂及蜡浸入的掩蔽物。若用丹定酸处理动物胶,可制成防水性薄膜。动物胶薄膜有较好的吸湿性,将干燥薄膜放在湿干燥器中(下部可放水),平衡吸湿率可达40%。薄膜放入冷水中,可以收水分600%左右。薄膜可用甲醇、乙醇、甘油等增塑,伸长性能有一定改善。
如何采集数据动物胶容易起泡,这是由于蛋白质的表面张力低,易使空气进入或水解放出氨气等缘故,因此,调浆时升温速度要缓慢一些,搅拌要温和一些。起泡严重时可加入适量的消泡剂。

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