食用明膠具有許多優(yōu)良的物理及化學(xué)性質(zhì)，如形成可逆性凝膠、黏結(jié)性、表面活性等，在食品工業(yè)中，被廣泛地用作膠胨劑、乳化劑、穩(wěn)定劑、黏合劑和澄清劑等，是冷飲、果凍、高級(jí)糖果和肉類(lèi)罐頭等食品生產(chǎn)中經(jīng)常使用的食品添加劑。
明膠的來(lái)源和特性
明膠是一種從動(dòng)物的結(jié)締或表皮組織的膠原部分水解出來(lái)的蛋白質(zhì)，系天然的蛋白質(zhì)產(chǎn)品，內(nèi)含18種氨基酸，且容易被人體所消化和吸收。所以，明膠是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高的食品原料。
明膠是以豬皮、牛皮等為原料加工而成的產(chǎn)品，生產(chǎn)原理是：豬皮和牛皮中的膠原蛋白，通過(guò)水解等工藝而變成明膠。膠原蛋白是動(dòng)物的皮、骨中最重要的蛋白質(zhì)組分，如存在于真皮結(jié)締組織膠原纖維中的膠原蛋白，約占干燥真皮的98％。
明膠是一種生物大分子，具有高分子的一些性質(zhì)。將干燥的明膠和適量的水混合時(shí)，明膠的外層會(huì)慢慢膨脹起來(lái)。隨著時(shí)間的推延，膨脹現(xiàn)象逐步向明膠內(nèi)層發(fā)展，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為“溶脹”。膨脹后的明膠，加溫到35℃以上，就會(huì)與水形成均勻的溶液。
明膠溶液（準(zhǔn)確地說(shuō)，應(yīng)該稱(chēng)明膠和水的混合物）在25℃以下時(shí)，呈固體狀態(tài)；在25℃以上時(shí)，明膠溶液則會(huì)變成液態(tài)。如果明膠被微生物或者某些酶所分解，則會(huì)失去這種與溫度相伴的特性，即使在4攝氏度的情況下，明膠溶液仍然會(huì)呈液態(tài)。
食品微生物從業(yè)人員，可以利用明膠溶液的溫變特性，來(lái)檢測(cè)某種微生物是否含有明膠分解酶，檢測(cè)步驟如下：1．將微生物投放到含有12％明膠的培養(yǎng)基中，并嚴(yán)格按照微生物接種的方法進(jìn)行。2．將含有菌種的明膠溶液放在37℃的環(huán)境中培養(yǎng)24小時(shí)。3．將明膠溶液放入4℃的冰箱中，保溫30分鐘后，觀察溶液是呈液態(tài)還是呈固態(tài)。如果溶液呈液態(tài)，則表明明膠已經(jīng)被分解，也說(shuō)明用來(lái)測(cè)試的微生物中含有明膠分解酶。
明膠容易吸潮，應(yīng)貯存在干燥陰涼處；如果長(zhǎng)期存放在潮濕的環(huán)境之中，明膠則會(huì)吸潮結(jié)塊，影響使用效果。
明膠的生產(chǎn)方法
我國(guó)的豬皮和牛皮的數(shù)量很多，以豬皮和牛皮為原料生產(chǎn)明膠，既可以提高畜產(chǎn)品的附加值和農(nóng)牧民的收入，又可以為食品工業(yè)提供良好的原料。明膠的生產(chǎn)工藝主要有四種，目前，國(guó)內(nèi)外明膠企業(yè)普遍采用的是堿法生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)步驟如下———
1．石灰水預(yù)浸。將干凈合格的豬皮或者牛皮等原料，放人1％左右的石灰水中浸泡1～2天，然后切成小塊，備用。
2．除污。將皮塊與水連續(xù)地加入水力除脂機(jī)內(nèi)，利用水力的沖擊作用和高速鐵錘的機(jī)械沖擊作用，清洗、去除脂肪和殘留的污物。
3．石灰水浸泡。將去除脂肪的皮塊放入浸泡池中，用濃度為2％～4％的石灰水（比重為1．015～1．035）浸泡。濕皮料與水的比例約為1∶3～1∶4，pH值控制在12．0～12．5之間。浸泡溫度最好控制在15℃左右，浸泡時(shí)間為15～90天。當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，石灰水的濃度可低一些；當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，石灰水的濃度可大一些。以石灰水浸泡皮塊，是明膠生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
4．沖洗中和。待皮塊膨脹后，撈出，用水充分沖洗，最后使皮塊的pH值為9．0～9．5。
沖洗后，用酸中和剩余的石灰，先加水使皮塊被浸沒(méi)，在不斷攪拌的情況下，用6mol／L的鹽酸調(diào)節(jié)混合液的pH值，將pH值調(diào)整到2．5～3．5之間。每隔一定時(shí)間，加酸調(diào)整一次pH值，8小時(shí)后，可以不再加入鹽酸，使酸堿平衡。
混合液的酸堿平衡后，排出廢酸水，在充分?jǐn)嚢柘�，用水洗凈皮塊，這一過(guò)程一般在8～12小時(shí)內(nèi)完成。
5．熬膠。先在膠鍋內(nèi)加入熱水，然后將物料倒入，在此過(guò)程中，不使膠塊黏結(jié)成團(tuán)。同時(shí)，將物料緩慢升溫到55～65℃，熱浸6～8小時(shí)后，放出膠汁；再向鍋內(nèi)加入熱水，此次的水溫比前次提高5～10℃，繼續(xù)熬膠，多次重復(fù)這一操作過(guò)程，每次溫度也相應(yīng)地逐步升高，最后一次可以煮沸。
6．過(guò)濾除雜。將所得的稀膠汁在60℃左右，用過(guò)濾棉、活性炭或硅藻土等作助濾劑，以板框式壓濾機(jī)過(guò)濾，得到澄清膠液。膠液再用離心機(jī)分離，進(jìn)一步除去油脂等雜質(zhì)。
7．濃縮。將稀膠液放入減壓濃縮罐中，將溫度控制在65～70℃之間，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。當(dāng)膠液變濃時(shí)，可改為60～65℃左右，繼續(xù)減壓濃縮。根據(jù)膠液質(zhì)量和干燥設(shè)備等條件，掌握膠液濃縮的濃度，如用冷熱風(fēng)空調(diào)干燥時(shí)，膠液濃縮到比重為1．050～1．080（50℃）、含膠量為23％～33％時(shí)，即可停止該環(huán)節(jié)的操作。
8．凝膠干燥。經(jīng)過(guò)濃縮的膠液，趁熱加入一定量的過(guò)氧化氫、亞硫酸或者尼泊金酯，目的是為了對(duì)物料進(jìn)行漂白和防腐。將濃膠液放人模具中冷卻，待完全膠凝、生成膠胨后，取出、切成適當(dāng)大小的薄片或碎塊，以冷熱風(fēng)干燥至凝膠水分為10％～12％時(shí)，再經(jīng)粉碎，即為成品。也有的企業(yè)不采用切膠工序，而將濃膠液噴涂到滾筒干燥機(jī)上，干燥后，即可制得粒狀的明膠產(chǎn)品。
食用明膠的主要技術(shù)指標(biāo)牷
�。ㄒ唬ざ龋╫E）：一級(jí)明膠，≥12；二級(jí)明膠，≥10；三級(jí)明膠，≥8。
�。ǘ﹥隽Γ阂患�(jí)明膠，≥175；二級(jí)明膠，≥160；三級(jí)明膠，≥115。
�。ㄈ┩该鞫龋╩m）：一級(jí)明膠，100；二級(jí)明膠，80；三級(jí)明膠，50。
�。ㄋ模┧郑阂患�(jí)明膠，≤14％；二級(jí)明膠，≤14％；三級(jí)明膠，≤14％。
�。ㄎ澹┗曳郑阂患�(jí)明膠，≤2．0％；二級(jí)明膠，≤2．0％；三級(jí)明膠，≤2．0％。
�。┘�(xì)菌總數(shù)：一級(jí)明膠，≤10000個(gè)／克；二級(jí)明膠，≤10000個(gè)／克；三級(jí)明膠，≤10000個(gè)／克。
�。ㄆ撸┐竽c菌群：一級(jí)明膠，≤150個(gè)／100克；二級(jí)明膠，≤150個(gè)／100克；三級(jí)明膠，≤150個(gè)／100克。
�。ò耍┥抽T(mén)氏菌：在各類(lèi)食用明膠中，都不允許檢測(cè)出沙門(mén)氏菌。
�。ň牛ざ认陆担阂患�(jí)明膠，≤20％；二級(jí)明膠，≤20％；三級(jí)明膠，≤25％。
�。ㄊ┎蝗芪铮阂患�(jí)明膠，≤0．2％；二級(jí)明膠，≤0．2％；三級(jí)明膠，≤0．2％。
（十一）砷：一級(jí)明膠，≤1．0毫克／公斤；二級(jí)明膠，≤1．0毫克／公斤；三級(jí)明膠，≤1．0毫克／公斤。
�。ㄊ┲亟饘伲阂患�(jí)明膠，≤50毫克／公斤；二級(jí)明膠，≤50毫克／公斤；三級(jí)明膠，≤50毫克／公斤。
（十三）pH值：一、二、三級(jí)明膠的pH值均規(guī)定在5．5～7之間。
�。ㄊ模┥珴桑狐S色半透明，微帶光澤。
食用明膠的應(yīng)用范圍和用法
食用明膠的應(yīng)用范圍很寬廣，可以用于肉制品、肉餡、凍汁肉、奶糖、果汁軟糖、牛軋?zhí)�、太妃糖、冰淇淋、酸乳制品、啤酒澄清劑、�?fù)合乳化穩(wěn)定劑、保健食品、色拉、布丁、糖霜、蛋黃汁、明膠軟糖、糕點(diǎn)、肉類(lèi)罐頭、火腿腸等食品的生產(chǎn)之中。
在不同的食品中，明膠有不同的用量。在肉制品、肉餡制品、凍汁肉等食品中，明膠的用量為2％～9％；在果汁軟糖生產(chǎn)中，明膠的用量為2％；在太妃糖的生產(chǎn)過(guò)程中，明膠的用量為0．4％～1．5％；在冰淇淋的生產(chǎn)過(guò)程中，明膠的用量為0．1％。
在應(yīng)用食用明膠的過(guò)程中，要注意使用方法。食品企業(yè)在使用明膠時(shí)，一般先將明膠放在冷水中浸泡60分鐘，使其充分吸水膨脹；然后，在80℃以下的水浴環(huán)境中，對(duì)明膠進(jìn)行熔化。熔化時(shí)，溫度不宜過(guò)高，因?yàn)椋瑴囟冗^(guò)高，會(huì)降低明膠的黏度。在熔化明膠時(shí)，應(yīng)該堅(jiān)持“使用多少、浸泡多少、熔化多少”的原則，明膠溶液放置的時(shí)間不可以超過(guò)半天以上，以免影響?zhàn)ば�、乳化、穩(wěn)定等質(zhì)量特性。熔化明膠時(shí)，時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，否則，也會(huì)降低明膠的質(zhì)量。
明膠的來(lái)源和特性
明膠是一種從動(dòng)物的結(jié)締或表皮組織的膠原部分水解出來(lái)的蛋白質(zhì)，系天然的蛋白質(zhì)產(chǎn)品，內(nèi)含18種氨基酸，且容易被人體所消化和吸收。所以，明膠是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高的食品原料。
明膠是以豬皮、牛皮等為原料加工而成的產(chǎn)品，生產(chǎn)原理是：豬皮和牛皮中的膠原蛋白，通過(guò)水解等工藝而變成明膠。膠原蛋白是動(dòng)物的皮、骨中最重要的蛋白質(zhì)組分，如存在于真皮結(jié)締組織膠原纖維中的膠原蛋白，約占干燥真皮的98％。
明膠是一種生物大分子，具有高分子的一些性質(zhì)。將干燥的明膠和適量的水混合時(shí)，明膠的外層會(huì)慢慢膨脹起來(lái)。隨著時(shí)間的推延，膨脹現(xiàn)象逐步向明膠內(nèi)層發(fā)展，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為“溶脹”。膨脹后的明膠，加溫到35℃以上，就會(huì)與水形成均勻的溶液。
明膠溶液（準(zhǔn)確地說(shuō)，應(yīng)該稱(chēng)明膠和水的混合物）在25℃以下時(shí)，呈固體狀態(tài)；在25℃以上時(shí)，明膠溶液則會(huì)變成液態(tài)。如果明膠被微生物或者某些酶所分解，則會(huì)失去這種與溫度相伴的特性，即使在4攝氏度的情況下，明膠溶液仍然會(huì)呈液態(tài)。
食品微生物從業(yè)人員，可以利用明膠溶液的溫變特性，來(lái)檢測(cè)某種微生物是否含有明膠分解酶，檢測(cè)步驟如下：1．將微生物投放到含有12％明膠的培養(yǎng)基中，并嚴(yán)格按照微生物接種的方法進(jìn)行。2．將含有菌種的明膠溶液放在37℃的環(huán)境中培養(yǎng)24小時(shí)。3．將明膠溶液放入4℃的冰箱中，保溫30分鐘后，觀察溶液是呈液態(tài)還是呈固態(tài)。如果溶液呈液態(tài)，則表明明膠已經(jīng)被分解，也說(shuō)明用來(lái)測(cè)試的微生物中含有明膠分解酶。
明膠容易吸潮，應(yīng)貯存在干燥陰涼處；如果長(zhǎng)期存放在潮濕的環(huán)境之中，明膠則會(huì)吸潮結(jié)塊，影響使用效果。
明膠的生產(chǎn)方法
我國(guó)的豬皮和牛皮的數(shù)量很多，以豬皮和牛皮為原料生產(chǎn)明膠，既可以提高畜產(chǎn)品的附加值和農(nóng)牧民的收入，又可以為食品工業(yè)提供良好的原料。明膠的生產(chǎn)工藝主要有四種，目前，國(guó)內(nèi)外明膠企業(yè)普遍采用的是堿法生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)步驟如下———
1．石灰水預(yù)浸。將干凈合格的豬皮或者牛皮等原料，放人1％左右的石灰水中浸泡1～2天，然后切成小塊，備用。
2．除污。將皮塊與水連續(xù)地加入水力除脂機(jī)內(nèi)，利用水力的沖擊作用和高速鐵錘的機(jī)械沖擊作用，清洗、去除脂肪和殘留的污物。
3．石灰水浸泡。將去除脂肪的皮塊放入浸泡池中，用濃度為2％～4％的石灰水（比重為1．015～1．035）浸泡。濕皮料與水的比例約為1∶3～1∶4，pH值控制在12．0～12．5之間。浸泡溫度最好控制在15℃左右，浸泡時(shí)間為15～90天。當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，石灰水的濃度可低一些；當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，石灰水的濃度可大一些。以石灰水浸泡皮塊，是明膠生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
4．沖洗中和。待皮塊膨脹后，撈出，用水充分沖洗，最后使皮塊的pH值為9．0～9．5。
沖洗后，用酸中和剩余的石灰，先加水使皮塊被浸沒(méi)，在不斷攪拌的情況下，用6mol／L的鹽酸調(diào)節(jié)混合液的pH值，將pH值調(diào)整到2．5～3．5之間。每隔一定時(shí)間，加酸調(diào)整一次pH值，8小時(shí)后，可以不再加入鹽酸，使酸堿平衡。
混合液的酸堿平衡后，排出廢酸水，在充分?jǐn)嚢柘�，用水洗凈皮塊，這一過(guò)程一般在8～12小時(shí)內(nèi)完成。
5．熬膠。先在膠鍋內(nèi)加入熱水，然后將物料倒入，在此過(guò)程中，不使膠塊黏結(jié)成團(tuán)。同時(shí)，將物料緩慢升溫到55～65℃，熱浸6～8小時(shí)后，放出膠汁；再向鍋內(nèi)加入熱水，此次的水溫比前次提高5～10℃，繼續(xù)熬膠，多次重復(fù)這一操作過(guò)程，每次溫度也相應(yīng)地逐步升高，最后一次可以煮沸。
6．過(guò)濾除雜。將所得的稀膠汁在60℃左右，用過(guò)濾棉、活性炭或硅藻土等作助濾劑，以板框式壓濾機(jī)過(guò)濾，得到澄清膠液。膠液再用離心機(jī)分離，進(jìn)一步除去油脂等雜質(zhì)。
7．濃縮。將稀膠液放入減壓濃縮罐中，將溫度控制在65～70℃之間，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。當(dāng)膠液變濃時(shí)，可改為60～65℃左右，繼續(xù)減壓濃縮。根據(jù)膠液質(zhì)量和干燥設(shè)備等條件，掌握膠液濃縮的濃度，如用冷熱風(fēng)空調(diào)干燥時(shí)，膠液濃縮到比重為1．050～1．080（50℃）、含膠量為23％～33％時(shí)，即可停止該環(huán)節(jié)的操作。
8．凝膠干燥。經(jīng)過(guò)濃縮的膠液，趁熱加入一定量的過(guò)氧化氫、亞硫酸或者尼泊金酯，目的是為了對(duì)物料進(jìn)行漂白和防腐。將濃膠液放人模具中冷卻，待完全膠凝、生成膠胨后，取出、切成適當(dāng)大小的薄片或碎塊，以冷熱風(fēng)干燥至凝膠水分為10％～12％時(shí)，再經(jīng)粉碎，即為成品。也有的企業(yè)不采用切膠工序，而將濃膠液噴涂到滾筒干燥機(jī)上，干燥后，即可制得粒狀的明膠產(chǎn)品。
食用明膠的主要技術(shù)指標(biāo)牷
�。ㄒ唬ざ龋╫E）：一級(jí)明膠，≥12；二級(jí)明膠，≥10；三級(jí)明膠，≥8。
�。ǘ﹥隽Γ阂患�(jí)明膠，≥175；二級(jí)明膠，≥160；三級(jí)明膠，≥115。
�。ㄈ┩该鞫龋╩m）：一級(jí)明膠，100；二級(jí)明膠，80；三級(jí)明膠，50。
�。ㄋ模┧郑阂患�(jí)明膠，≤14％；二級(jí)明膠，≤14％；三級(jí)明膠，≤14％。
�。ㄎ澹┗曳郑阂患�(jí)明膠，≤2．0％；二級(jí)明膠，≤2．0％；三級(jí)明膠，≤2．0％。
�。┘�(xì)菌總數(shù)：一級(jí)明膠，≤10000個(gè)／克；二級(jí)明膠，≤10000個(gè)／克；三級(jí)明膠，≤10000個(gè)／克。
�。ㄆ撸┐竽c菌群：一級(jí)明膠，≤150個(gè)／100克；二級(jí)明膠，≤150個(gè)／100克；三級(jí)明膠，≤150個(gè)／100克。
�。ò耍┥抽T(mén)氏菌：在各類(lèi)食用明膠中，都不允許檢測(cè)出沙門(mén)氏菌。
�。ň牛ざ认陆担阂患�(jí)明膠，≤20％；二級(jí)明膠，≤20％；三級(jí)明膠，≤25％。
�。ㄊ┎蝗芪铮阂患�(jí)明膠，≤0．2％；二級(jí)明膠，≤0．2％；三級(jí)明膠，≤0．2％。
（十一）砷：一級(jí)明膠，≤1．0毫克／公斤；二級(jí)明膠，≤1．0毫克／公斤；三級(jí)明膠，≤1．0毫克／公斤。
�。ㄊ┲亟饘伲阂患�(jí)明膠，≤50毫克／公斤；二級(jí)明膠，≤50毫克／公斤；三級(jí)明膠，≤50毫克／公斤。
（十三）pH值：一、二、三級(jí)明膠的pH值均規(guī)定在5．5～7之間。
�。ㄊ模┥珴桑狐S色半透明，微帶光澤。
食用明膠的應(yīng)用范圍和用法
食用明膠的應(yīng)用范圍很寬廣，可以用于肉制品、肉餡、凍汁肉、奶糖、果汁軟糖、牛軋?zhí)�、太妃糖、冰淇淋、酸乳制品、啤酒澄清劑、�?fù)合乳化穩(wěn)定劑、保健食品、色拉、布丁、糖霜、蛋黃汁、明膠軟糖、糕點(diǎn)、肉類(lèi)罐頭、火腿腸等食品的生產(chǎn)之中。
在不同的食品中，明膠有不同的用量。在肉制品、肉餡制品、凍汁肉等食品中，明膠的用量為2％～9％；在果汁軟糖生產(chǎn)中，明膠的用量為2％；在太妃糖的生產(chǎn)過(guò)程中，明膠的用量為0．4％～1．5％；在冰淇淋的生產(chǎn)過(guò)程中，明膠的用量為0．1％。
在應(yīng)用食用明膠的過(guò)程中，要注意使用方法。食品企業(yè)在使用明膠時(shí)，一般先將明膠放在冷水中浸泡60分鐘，使其充分吸水膨脹；然后，在80℃以下的水浴環(huán)境中，對(duì)明膠進(jìn)行熔化。熔化時(shí)，溫度不宜過(guò)高，因?yàn)椋瑴囟冗^(guò)高，會(huì)降低明膠的黏度。在熔化明膠時(shí)，應(yīng)該堅(jiān)持“使用多少、浸泡多少、熔化多少”的原則，明膠溶液放置的時(shí)間不可以超過(guò)半天以上，以免影響?zhàn)ば�、乳化、穩(wěn)定等質(zhì)量特性。熔化明膠時(shí)，時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，否則，也會(huì)降低明膠的質(zhì)量。