礦業城市

[拼音]：mingjiao

[英文]：gelatin

動物膠精製品的統稱。由動物的骨或皮中所含的膠原經部分水解制得。膠原是由 3條本身為左旋螺旋體的多肽鏈分子相互交聯，並向一個共同軸線盤繞成的一個右旋超螺旋體。其分子量約為300000。膠原在熱水的作用下，首先是形成交聯的氫鍵或靜電性鍵斷裂，然後是共價鍵的水解斷裂，引起其超螺旋體的解體。這個作用稱為解旋。解旋的產物就是可溶性的明膠質，是18種氨基酸排列成長鏈的高分子蛋白質。與此同時必然伴隨著一部分明膠質的降解。因此明膠是指製造過程的總產物。雖然它不是均一的，但在化學性質上卻是確定的，平均分子量在30000左右。產品還有少量的有機和無機雜質，形狀呈薄片或不規則的小顆粒，色澤為淺黃到棕黃色。

動物膠的特性實質上就是明膠的特性。各種動物膠的特性、等級和用途取決於其中明膠質和雜質的含量。明膠的主要特性有：親水性好，能形成凝膠凍，溶膠和凝膠能隨溫度可逆轉化，成膜性好，具表面活性。

由於明膠的用途廣泛和製造工藝技術的發展，世界各國都儘可能增加明膠在整個動物膠產品中的比重，世界總產量中明膠已達80％左右，中國約在40％左右。

生產工藝

明膠的生產工藝與一般動物膠相同。但由於要使具有不同含量的不溶性膠原物質最大限度地轉化為可溶性的高純度明膠，產品要求有良好的物理化學性質，如凝膠強度大，粘度高，色澤淺，透明度高，故工藝過程要完善而複雜得多。其主要工序見流程圖。

準備

對含膠原物料如鮮骨料、幹骨料和皮料進行分類和軋（切）碎。

脫脂

為了避免原料在較高溫度下受到較長時間的處理，脫脂不用溶劑萃取法而採用水力脫脂法。使用75～85℃的熱水，加入少量HCl使PH值調整到6，與原料一起進行高速攪拌，使脂肪球壁破裂，油脂從脂肪球中釋出並進行分離。這個過程平均停留時間僅有2分鐘，因此膠原的降解是很少的。

脫礦物質

使用低濃度的HCl、H2SO3、H2SO4對膠原進行浸漬處理，脫除其礦物質。對於新鮮獸骨，脫礦物質是在脫脂後進行的；對於幹獸骨則先進行脫礦物質再進行脫脂。

膠原提純

有鹼法和酸法兩種處理方法，常用的為鹼法。用濃度為2～5％的石灰乳進行浸漬，因此這道工序俗稱浸灰。浸灰的目的是破壞膠原中存在的某些化學交聯鍵，同時除去雜質、非膠原蛋白質及碳水化合物等，使殘留的油脂轉化成不溶性的鈣皁。浸灰的溫度在15～20℃，時間長達4～12周甚至更長一些。對於照相用明膠，浸灰時間是最長的，食用和工業用明膠則可以短一些。浸灰後的原料要經過水洗和中和。

酸法處理特別適用於新鮮豬皮原料。採用HCl、H2SO4、H2SO3，其濃度不超過5％，PH值保持在3.5～4.5。處理溫度為15～20℃，時間一般為10～48小時。酸處理完畢後也要經過水洗、中和。

萃取

在常壓下用熱水分多道進行萃取，一般為3～8道，萃取溫度第一道為40～50℃，以後每道增加5～10℃，直到接近沸騰。每道萃取到膠液濃度達到了3～8％時將萃取液放出。每道萃取液分別處理，以生產不同檔次和用途的明膠產品。

澄清、過濾和離子交換

為了降低明膠產品中的灰分和其他雜質及除去重金屬離子，採用以棉漿板作為過濾介質的板框壓濾機或芬達式過濾機過濾。過濾後的淡膠液須經過陰陽離子交換樹脂的處理。

蒸發

除了使用常規的多效真空蒸發裝置外，為了使明膠溶液在蒸發過程中獲得儘可能高的濃度，而不致於降低明膠的質量，往往最後採用帶刮板的降膜式蒸發器，使濃縮的膠液再經過一道精密的過濾。

滅菌

滅菌是明膠尤其是醫藥用和食用明膠生產中的一個重要環節。濃膠液一般採用短時間（4～6秒）的高溫(140～142℃)加熱法滅菌。經過滅菌處理後的膠液再用的裝置管道以及包裝容器和操作場所都要進行嚴格的清潔和滅菌。成品可用三氯甲烷或環氧乙烷蒸氣燻蒸或用放射性物質（鈷-60）作輻射處理。

冷卻成型和乾燥

濃縮的膠液經過冷卻成為凝膠，一般做成薄片狀的小塊。烘乾裝置一般為卡網式，乾燥空氣與物料逆向流動，其溫度比一般乾燥器要低並分為7個區段。溼物料進口處的空氣溫度為40℃，幹物料出口處為75℃。乾燥空氣要經過脫水後迴圈使用。空氣脫水一般採用氯化鋰或三甘醇吸收法。

分類及用途

按所用原料可分為骨明膠和皮明膠兩大類；按生產方法分，在原料準備中膠原提純工序採用酸法處理所得產品稱為A型明膠，採用鹼法處理所得產品稱為B型明膠。但明膠主要是按用途分為照相明膠、醫藥明膠、食用明膠和工業明膠4類。

照相明膠

最高檔次的明膠產品。它所用的原料是新鮮牛骨。膠原提純採用浸灰法，時間長達 90～100天，在分級用熱水萃取時是第一道萃取溫度40～50℃所得的產品，淡膠液經過陰離子、陽離子、陰陽混合離子三次離子交換樹脂的提純。因此照相明膠是純度最高、雜質最少、凝膠強度最大、色澤最淺而透明度最高的產品。傳統的照相明膠中含有若干微量的活性物質，如某些硫化物等，具有增感作用，可提高照相乳劑的感光度。因此又稱活性照相明膠。現代的照相明膠生產中採取明膠純化技術，最大限度地除去其中的一切微量活性成分，以避免由此夾帶進來的消極作用（如形成灰霧）。這樣的明膠稱為惰性照相明膠，簡稱惰膠，俗稱純膠。明膠對照相材料的生產和使用具有重要的作用。用於照相乳劑的配製，照相膠片的塗布；使照相膠片曝光後產生的潛影穩定，防止潛影衰退；利用明膠的溶脹作用，使膠片或相紙能進行顯影和定影，同時形成溶脹膜，對膠片和紙起到保護作用。

醫藥明膠

用於製造藥品和醫療用品的明膠。主要用途有下列6種。

（1）明膠是製造硬膠囊的材料。硬膠囊用於各種粉狀藥品的小包裝，便於定量吞服，進入胃中後在體溫下吸水溶解使藥物很快產生作用。如將硬膠囊用甲醛處理可製成腸溶性膠囊，使之在胃中不溶解，避免某些藥物受胃酸和酶的影響，膠囊進入腸道後溶解，使藥物被吸收。此外還有軟膠囊，是明膠中加入甘油和水製成的，用於油狀液體藥物（如魚肝油、維生素E等）的小包裝。

（2）在藥片生產中作為粘結劑，亦可作為糖衣表面的塗層。

（3）明膠與甘油調製後可作為栓劑和敷料的基料。甘油明膠柔軟而有彈性，不會刺痛傷口，進入人體後會自動溶化並溶解而被吸收，不必再行取出，比棉花和紗布優越。

（4）明膠與甲醛化合後成為脆性的粉末，可用作外科手術手套的消毒撒粉劑。這種粉劑落入人體無害而能被吸收，與傷口接觸能加速癒合，比以往使用滑石粉優越得多。

（5）明膠攪打至發泡再用甲醛處理成為止血海綿，用於外科手術。人體的解朊酶能把明膠海綿完全消化掉，因此可將其留在手術部位，作為組織治療藥物。

（6）稀釋的明膠溶液的粘度和滲透壓與人體血漿相似，因此可在緊急情況下，作為血漿的代用品，以恢復血液的迴圈，帶動紅血球並起輸送藥物的作用。

醫藥明膠在純度和細菌含量上有嚴格的要求：重金屬含量<50ppm，二氧化硫含量不得超過20ppm，砷含量不得超過1ppm，細菌總數不得超過10000個／克，大腸菌群不能超過150個／100克，並且不得含有沙門氏菌；此外作為注射用和與傷口血液接觸的醫藥明膠，除了要求絕對滅菌外，還要求不含熱原，即微量的細菌殘骸、細菌排洩物或病毒等能引起人體發熱的有害物質；作為硬膠囊的明膠要求凝膠強度為275～280克。因此要使用第一道萃取的產品。其餘的可用第二或第三道產品。

食用明膠

用作食品新增劑的明膠。大都以獸皮為原料。豬皮是常用的原料。以第2～4道萃取的膠液製得的成品。由18種氨基酸組成，能被胃酸分解，用以補充人體的膠原蛋白質。而且明膠中不含脂肪和膽固醇，因此是良好的營養品。食用明膠是各種明膠產品中數量最多的品種。其主要作用為:在凍膠食品中作為膠凝劑，明膠與空氣攪打成為泡沫狀物質，用於生產果汁軟糖、牛軋糖、太妃糖、甜點心等；在食品中抑制糖的結晶，並控制冰晶的生成；用作果汁、酒類的澄清劑，使其中所含過多的單寧質與明膠生成絮凝沉澱而分離。

食用明膠的質量標準是:水分最高不超過16％，灰分不超過2％，水不溶物不超過0.5％，二氧化硫不超過150ppm，砷不超過3ppm，重金屬不超過80ppm（其中鐵和銅的含量應在20ppm以下）。此外還規定1％溶液的pH值應為5.5～7。其細菌含量指標同醫藥明膠，不得超過 10000個／克。