明膠是膠原部分水解而得到的一類蛋白質(zhì)，明膠與膠原具有同源性。膠原具有棒狀三股螺旋結(jié)構(gòu)，當(dāng)其部分水解制備明膠的過程中，膠原的這種三螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)生部分分離和斷裂。明膠的氨基酸組成與膠原相似，但因預(yù)處理的差異，組成成分也可能不同。
明膠是膠原變性所得的產(chǎn)物，屬蛋白質(zhì)大分子范疇，它具有與蛋白質(zhì)大分子相類似的特性，但由于分子結(jié)構(gòu)的特殊性，決定了其理化性質(zhì)又有特之處。
據(jù)報道酸法豬皮明膠的等電點一般在pH 7.5～9的范圍內(nèi)，而堿法明膠的等電點在pH 4.8～5.0范圍內(nèi)。這兩種不同工藝制得的明膠相混合使用時會出現(xiàn)不相容的現(xiàn)象，如乳劑分層、透明度降低、凝聚等等，因此在混膠時要注意膠的等電點及使用時的pH。
由氨基酸構(gòu)成的多肽鏈存在著親水區(qū)和疏水區(qū)，因而明膠和一些表面活性劑一樣具有適當(dāng)?shù)谋砻婊钚?。研究表明，明膠溶液的表面張力與其濃度、溫度、pH值等因素有關(guān)。在明膠溶液濃度為1%或1%以下、溫度為10～45℃，在溶液形成少于1小時的界面上進行測定，發(fā)現(xiàn)在pH=2～3之間其表面張力大，而小表面張力則出現(xiàn)在等電點處。研究還指出，表面張力在30℃以下隨溫度而直線下降，在30～40℃之間下降更為急劇，在40℃以上時隨著溫度的不斷增高而進一步下降，其下降速率比純水的要大。凡出現(xiàn)老化的地方，表面張力一般會隨時間而下降。
明膠凝膠在冷卻到0℃以下時，內(nèi)部水分結(jié)冰，其結(jié)晶晶格的引力超過了明膠分子對水分子的引力，水分就在凝膠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中間形成冰的結(jié)晶，并逐漸擴大。溫度越低，結(jié)晶的水分越多。在俄羅斯的寒冷季節(jié)，有時利用天然冷風(fēng)使明膠淡液結(jié)出冰晶，得到濃縮的凝膠，這比蒸發(fā)法減少水分既經(jīng)濟而又不影響質(zhì)量。
皮明膠在結(jié)冰時冰晶在凝膠內(nèi)部形成，將冰晶除去，剩下一個和凍豆腐類似的立體網(wǎng)絡(luò)；但在骨明膠結(jié)冰時，冰晶在凝膠的表面及四周產(chǎn)生。這說明非常相似的兩種明膠，其凝膠中的分子結(jié)構(gòu)與組織并不完全相同，骨明膠內(nèi)部的水分可以更自由地運動。
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