明胶是一种大分子的亲水胶体,是胶原部分水解后的产物。按其性能和用途可分为照相明胶、食用明胶和工业明胶。根据用途不同,对明胶的质量要求也不一样。用作粘结剂使用时,主要要求粘接强度。用于照相、食品、医药等领域时,则强调产品的纯度。 [1]
胶原分子是由三条多肽链相互缠绕所形成的螺旋体,通过工艺过程的处理,胶原分子螺旋体变性分解成单条多肽链(α-链)的α-组分和由两条α链组成的β-组分及由三条α链组成的γ-组分,以及介于其间和小于α-组分或大于γ-组分的分子链碎片。由此可见,明胶是一个具有一定分子量分布的多分散体系,其分子量分布因工艺条件不同而有所差别,并影响到明胶的理化性能。
明胶,无色至浅黄色固体,成粉状、片状或块状。有光泽,无嗅,无味。相对分子质量约50000~100000。相对密度1.3~1.4。不溶于水,但浸泡在水中时,可吸收5~10倍的水而膨胀软化,如果加热,则溶解成胶体,冷却至35~40℃以下,成为凝胶状;如果将水溶液长时间煮沸,因分解而使性质发生变化,冷却后不再形成凝胶。不溶于乙醇、乙醚和氯仿,溶于热水、甘油、丙二醇、乙酸、水杨酸、苯二甲酸、尿素、硫脲,硫氰酸盐和溴化钾等。本品浓度在5%以下不凝固,通常以10%~15%的溶液形成凝胶。胶凝化的温度随浓度、共存的盐类和pH值而不同。粘度及凝胶强度因相对分子质量分布情况而异,同时受pH、温度和电解质的影响。本品溶液如遇甲醛,则变成不溶于水的不可逆凝胶。本品易吸湿,因细菌而腐败,保存时应注意。水解时,可得到各种氨基酸。
由氨基酸构成的多肽链存在着亲水区和疏水区,因而明胶和一些表面活性剂一样具有适当的表面活性。研究表明,明胶溶液的表面张力与其浓度、温度、pH值等因素有关。在明胶溶液浓度为1%或1%以下、温度为10~45℃,在溶液形成少于1小时的界面上进行测定,发现在pH=2~3之间其表面张力最大,而最小表面张力则出现在等电点处。研究还指出,表面张力在30℃以下随温度而直线下降,在30~40℃之间下降更为急剧,在40℃以上时随着温度的不断增高而进一步下降,其下降速率比纯水的要大。凡出现老化的地方,表面张力一般会随时间而下降。