明胶的应用研究进展

2013-08-15杨硕晔

河南医学高等专科学校学报 2013年2期

郭允，杨硕晔

(1.郑州市卫生学校，郑州450005;2.河南工业大学，郑州450001)

明胶是由18 种氨基酸与肽交联形成的直链聚合物。由于其具有良好的生物降解性、生物相容性与组织相容性，降解后可形成无毒产物被排出体外等优点，而且价格低廉，因此作为生物高分子材料和医用材料，被广泛应用到工业、食品、药品等领域［1］。但由于其来源及制备方法的多样性，明胶的应用有严格的要求和限制，如果将工业明胶用到药品等领域，将会给制药企业和人民带来很大的危害。因此，为了使其更规范化的使用，避免不必要的危害，本文就明胶的特点及应用等方面作一简单综述。

1 明胶的特点

明胶为无色、无臭的淡黄色至黄色的半透明、微带光泽的微粒或薄片;受潮后，易被细菌分解;不溶于冷水，但在水中久浸即吸水膨胀并软化，重量可增加5 ～10 倍。溶于热水、醋酸或甘油与水的热混合液，不溶于乙醇、氯仿或乙醚。

2 明胶的应用与发展前景

2.1 药用明胶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，具有黏度高、冻力高、易凝冻等物理特点。药用明胶应干燥、洁净、均匀，无夹杂物，外观为淡黄色至黄色细粒，应通过孔径4 mm 标准筛网，其溶液无不适气味，人们习惯称药用明胶为医用明胶，或医药明胶。

药用明胶主要用于代血浆、止血海绵、软硬胶囊、片剂糖衣的原材料、微球与微囊的囊材料等药物缓释材料及生物膜材料［2-9］。郝艳茹［10］等采用喷雾干燥和冷冻干燥工艺方法制备注射用琥珀酰明胶，将药物制成固体制剂，以提高其稳定性及运输贮藏的便易性，弥补了多肽生物制品输液剂存在着药物性质不稳定、不便运输贮藏等缺点。

需要注意的是，市售的大部分明胶胶原都提取自猪和牛的结缔组织和硬骨料组织中，而这恰恰限制了明胶的使用。世界上有相当一部分人群不能食用猪制品，如希伯来人、穆斯林、素食主义者，而明胶产品并未标明其动物来源，因此在上述人群中明胶的使用受到了限制。近年来，由于疯牛病(BSE)在世界范围内传播，所以，来源于动物的明胶不应再用于动物饲料或兽药等用途。此外，由于明胶的亲水性，使得内容物中亲水性物质向明胶胶壳中迁移，且明胶会与含醛基化合物发生化学反应等，从而限制了它的广泛使用，尤其是在中药中的应用。因此，利用化学合成法合成类胶原蛋白，以及运用基因工程技术，通过不同表达系统生产重组胶原蛋白和明胶，解决了传统提取方法存在的缺点，同时也改善了亲水性、免疫排异性等特性，并赋予其新的生物医学性能，成为近年来的研究热点［11］。同时，明胶衍生物及其复合物的应用与研究也受到越来越多的关注和研究，如牛金柱［12］等研究发现20%利多卡因明胶纤维网不但止血效果优于氧化纤维素和明胶海绵，且具有缓释止痛作用。

2.2 食用明胶食用明胶是由猪、牛、骡、马的皮子之角料，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(应通过孔径4 mm标准筛网即5 目)。该品含有18 种氨基酸和90%的胶原蛋白，有很大的营养价值，不仅具保健美容效果，还具有优良的胶体保护性、表面活性、黏稠性、成膜性、悬乳性、缓冲性、浸润性、稳定性和水易溶性等，因此，常作为添加剂广泛地用于食品工业中，如用于果冻、食用色素、高级软糖、冰淇淋、干酪、酸奶、冷冻食品等的制作中;明胶还可以做粉条，使其更劲道;在化工行业主要用作粘合、乳化和高级化妆品等制作的原料［13］。

需注意的是，明胶还含有无机元素，某些无机元素对人体维持正常生命过程是必需的，某些则是有害于人体健康的，还有些在微量时是有益的而过量时则是有害的。因此在制备及使用过程中必须严格控制质量，防止某些元素超标而危害人类健康［14］。另外，用水解胶原蛋白方法得到的明胶中，含有一定量的亚硝酸盐，若将其作为食用明胶，需预先对其进行处理，以除去亚硝酸盐［15］。

2.3 工业明胶工业明胶含18 种氨基酸，水分和无机盐含量在16%以下，蛋白质含量在82%以上，是一种理想的蛋白源。无不良气味，无肉眼可见杂质。工业明胶是一种精细化学品，根据制备方法的不同，又可划分出皮胶、骨胶，以及热溶胶粉、蛋白专用胶、饲料专用胶、火柴专用胶等，主要用于以下几方面:

一是用于火柴制造业，主要利用胶体的起泡性形成孔隙，结合氧化剂，起火剂和填充剂，使其瞬间引燃。二是作为粘和剂，利用其高强度、弹性和韧性等特点，来生产砂布、砂纸、粘合木器、装订书本以及用于礼品盒流水线、高级乐器、家具行业中。三是利用电解作用，将其加入电解质中，可帮助生成平滑、致密的阳极沉淀，消除生产损耗。四是用于纺织物优化，在纱束上可形成膜，以此增加纤维的韧性、强度、平滑性和弹性，防止断裂。五是和重铬酸盐配合制造负型感光耐蚀膜。六是提取水解蛋白，用于添加剂中。

明胶是制革工业副产物，从废边脚料中提取，如何高附加值地利用这一副产物，对减少环境污染，维持制革工业的可持续发展具有十分重要的意义。范浩军［16］等将工业明胶作了精细化改性，其改性后的产品性能优良，可用作发泡复鞣剂、消光补伤剂和蛋白涂饰等，显示出这种废弃物潜在的经济价值会达到理想的修饰效果。

需要注意的是，工业明胶相对于药用明胶、食用明胶，其质量较差，杂质也比较多，在实际中，严禁不法分子将工业明胶用于药用和食品领域。2012年4月，网传老酸奶和果冻里有破皮鞋做的工业明胶，甚至医用胶囊里也有工业明胶成分，已有多家药企被处罚，并及时召回含工业明胶的胶囊壳和胶囊。

2.4 照相明胶在日常生活中，人们通常将照相明胶与工业明胶、食用明胶、药用明胶一起称为明胶。照相明胶，是根据明胶的质量指标和用途不同划分出来的一种产品。照相明胶是明胶中的高档产品，是感光材料生产中三大重要材料之一，由于其物理化学性能独特而被用作银盐感光材料载体，目前还没有可以全面取代明胶的物质［17］。因此被广泛地应用于生产各种胶片、胶卷、医用X 光胶片、印刷片、相纸等感光工业中。

照相明胶分为彩色感光照相明胶和黑白照相明胶。国外彩色感光材料用的照相明胶主要以新鲜牛骨料为原料，我国利用的是牦牛骨作为原料，研制的彩色感光材料用于照相明胶取得了较好的进展［18］。黑白照相明胶除用于黑白正负片、相纸、医用和工业用X 光胶片外，还广泛用于报纸和书刊的印刷胶片。

3 展望

综上所述，明胶以其独特的优点而广泛应用于日常生活，随着科学技术的不断发展，明胶这种性能优异的天然高分子生物材料将会进一步展现出其他生物材料不可比拟的优势。但是仍然要注意对其进行区分，以防止带来危害。可以预见，在不久的将来，将会有更多明胶基复合材料出现并造福于人类，从而大大地提高人类的生命质量和生活水平。相信随着科技的发展和研究的深入，明胶必将会更好地造福于人类。

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