药用明胶生产及物理化学性质明胶水溶液、化胶工艺细菌第一节概述明胶是生产常规空心胶囊的主要原料约占所有原材辅料的9699了解和掌握有关明胶的知识对于指导实际操作有着非常重要的意义。明胶是一种亲水性蛋白质胶体它是由动物的骨、生皮、肌腱、及其它结缔组织的胶原经预处理转化再经适当温度提取出来的具有水溶性、能凝冻的蛋白质类物质。胶原是明胶的前身在生物体内是作为结缔组织及保护功能的蛋白质起作用。它不溶于水、盐溶液、稀酸和稀碱溶液因而隶属于硬蛋白。胶原在酸、碱、酶或热的作用下可以发生降解成为明胶。明胶是胶原经温和且不可逆解旋断裂后的主要产物并且这种降解在一定条件下会持续不断进行最后生成小分子氨基酸此时已失去明胶的粘度和冻力等物理性能。因此在明胶的制造和使用过程中都应该对此加以重视尽可能缩短工艺时间防止明胶的降解。在已知的胶原结构中没有一个键是非常活泼以致它能最先断裂而实际键断裂是随机的它们与pH值及温度有关胶原键断裂的位置决定了明胶的分子量、多肽键数目、每种氨基酸残基数量和它们的相对于明胶分子的末段链的位置这种断裂的无规则特性是明胶分子无规则性的主要原因。一、明胶的分类由于处理方法不同、品质各异、用途有别明胶的分类仍是一个较为复杂的问题。常用的分类方法为1.明胶按照处理方法不同胶原料经酶预处理在适度pH值的介质中提取的明胶。2.明胶按用途可分为照相胶、药用胶、食用胶、工业胶等。3.按所采用原料不同可分为骨明胶、皮明胶。生产空心胶囊使用的原料主要是药用骨明胶。二、明胶的原料明胶的原料很多严格地讲只要是含有丰富胶原的动物体组织都可作为明胶的原料例如动物皮猪皮、牛皮、鱼皮及其他兽皮等动物骨牛骨、猪骨等。但是来源丰富的原料还是猪骨、牛骨等猪骨、牛骨多数为屠宰厂的骨料还有猪皮、牛皮等。生产药用明胶和食用明胶必须采用鲜骨或鲜皮而一些干杂骨以及制革厂的边角裁削料等只能作为生产工业明胶的原三、明胶的生产工艺明胶的生产工艺为原料骨或皮破碎筛分脱脂浸酸水洗浸灰水洗中和物理抽提过滤离子交换浓缩冷冻成型干燥粉碎混合成品明胶生产的要点可概括为四点1.明胶生产是一个复杂的化工过程工序多包括了化工生产的主要基本单元操作物料粉碎、物料输送、萃取、过滤、蒸发、干燥。其中任何一个单元操作不慎都将影响产品的产量和质量。2.明胶生产过程实质上是胶原发生各种变化的过程在该过程中由于胶原和明胶成份主要是蛋白质容易滋生细菌如何防止细菌污染、灭菌是明胶生产过程极为重要的环节。3.明胶生产周期一般取决于提前的原料处理过程。在一定期限内前处理时间越长越好而提胶则是时间越短越好。4.明胶经复杂的生产过程会因原料的种类和鲜度、生产工艺和设备、气候和环境、水质等的不同生产出不同质量的明胶。另外同一批原料在相同处理后分道提取的明胶质量也不相同。第二节明胶的物理化学性质一、明胶的一般特性干明胶几乎是无色或略带淡黄色、无味、无嗅、无挥发性、透明而坚硬的非结晶物质。干明胶加热时也不熔化短时间内加热到105再溶于水其性能仍然不变。但若温度在60以上长时间加热明胶将变软其粘度等物理、化学性质也逐渐改变最后变黑而炭化同时发出像燃烧羽毛或头发一样的气味。明胶灼烧后的白渣称为灰分一般为明胶原重的1左右。商品明胶都含有一定的水分一般把水分16的明胶称为干胶相对密度视胶的含水量及颗粒形状不同而有差异一般为1.37。水是明胶最好的溶剂。二、明胶的溶胀与溶解由于明胶是一种生物大分子分子量一般在7.5-30万故具有高分子的一些性质。将干燥的明胶置于适量的水中时首先看到它们的外层慢慢地胀大起来且随着时间的推移胀大现象逐渐向内层发展。这种现象称之为溶胀。明胶可吸收5-10倍甚至更多的冷水。如果这时再稍许加热胀大的明胶就会与水形成均匀的溶液即明胶溶解了。显然明胶的溶解过程与常见的盐类或低分子物不一样必须经过溶胀阶段。因此明胶的溶解速度受到明胶分子结构、组成、明胶与溶剂的比率、温度等的影响。三、明胶水溶液的粘度明胶水溶液具有粘性。明胶在溶液中的分子空间结构是由许多简单的柔韧的具有不规则形状链所构成的所以它的结构比较复杂而易变。1、pH对粘度的影响在等电点附近由于明胶分子此时为电中性分子收缩所以粘度最低。如果加入中性电解质可以减弱pH对粘度的影响离子强度愈大效果就愈明显。这是由于加入电解质时随着离子强度增加分子链上净电荷间的作用力减弱使得明胶溶液的粘度对pH的依赖性变小。2、浓度对粘度的影响研究结果表明在有限的浓度范围内粘度的对数值与明胶的浓度呈线、温度对粘度的影响一般情况下明胶液体的粘度随温度上升而下降在一定温度下明胶粘度还随放置时间而变化。四、明胶的凝胶可逆性明胶的溶液冷却到某一温度时体系产生固化而失去流动性同时获得刚性这种现象称为凝胶化。凝胶化的温度称为凝冻温度。将此凝胶重新加热凝胶会熔化变为明胶溶液如果再次冷却又会变成凝胶这种现象称为明胶的凝胶可逆性。凝胶的强度称为冻力其冻力大小不仅与明胶的来源、浓度、温度相关而且与明胶分子本身的结构、相对分子质量分布等因素有关。五、明胶溶液的表面张力明胶溶液的表面张力在酸性和碱性溶液中各有一个最大值在等电点处为最低。在16摄氏度时明胶会暂时絮凝结果表面张力将突然增大。表面活性剂能使明胶溶液的表面张力降低。将明胶溶液放在试管内按一定的幅度上下摇动试管里将有一部分的胶形成泡沫。这就是明胶的起泡能力。加入不溶性的物质如松香、炭黑、氧化锌、玻璃粉、硫磺等能增加泡沫细度越高作用越大加入亚麻仁油、油酸、鱼油和润滑油能降低起泡性能。六、明胶的化学组分明胶是蛋白质是一种非均一性的物质其分子量分布很广从几千、几万一直到几十万甚至百万。商品明胶又因为其使用的原材辅料、生产工艺不同因而制得的明胶带有原料和处理过程中残留的各种微量杂质。1.氨基酸成分明胶和其它蛋白质一样都是由各种不同的α-氨基酸组成的大致由18种氨基酸组成。明胶氨基酸组成的特点1含有大量的甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸约占70。脯氨酸和羟脯氨酸则在其它蛋白质中较少见而明胶中的羟脯氨酸含量一般为14.4由此可以测算明胶含量2含硫氨基酸的含量很低大多不含胱氨酸和半胱氨酸3明胶是缺少色氨酸的不完全蛋白质色氨酸是人体内自己不能合成必须从外界摄入的8中必需氨基酸之一。2.其他成分1灰分通常制备的明胶含有多种无机物质一般为游离态或与明胶分子上的游离基结合在一起其量一般小于2。明胶中含钙、钠、镁、铁、铝、钾等阳离子较多而铜、铅、锌、砷、铬等阳离子的量较少。2水分明胶通常是由一种较稀的凝胶尽可能用热空气吹干而制得的含有一定量的水分。一般地讲商品明胶的水分在915范围之内。3其它含有微量的碳水化合物多糖类以及核酸碱基和醛类。明胶的化学活性主要表现在其所含的侧基上如羧基、氨基、羟基、咪唑基、胍基、甲硫基等。即明胶具备一般蛋白质和氨基酸的绝大多数化学特性如与甲醛反应、酰基化反应、酯化反应、与茚三酮反应等都是一些常用的重要化学性质。企业在使用明胶时一般先将明胶放在冷水中浸泡60分钟使其充分 吸水膨胀然后在80以下的水浴环境中对明胶进行熔化。熔化时温度不宜过高因为 温度过高会降低明胶的黏度。在熔化明胶时应该坚持使用多少、浸泡多少、熔化多 少的原则明胶溶液放置的时间不可以超过半天以上以免影响黏性、乳化、稳定等质 量特性。熔化明胶时时间不宜过长否则也会降低明胶的质量 性质灭明胶中的细菌 与微生物的过程。目的是避免因细菌和微生物的存在而使明胶在保存过程中凝冻强 度、黏度等性能恶化妨碍明胶在感光、医药与食品工业中的使用。明胶溶液浓缩后 常通过高温140瞬间4s灭菌设备菌。在冷凝挤条直至干燥的过程 中主要依靠生 产环境、干燥空气、熔胶水处理、纯化水、CCP管道设备等的清洁与灭菌处理来防 作为最新一代的生态型高效菌剂诺福水是由在世界消毒领域享有盛名的比利时I.C集团以其独特的技术生产基于稳定性食品级过氧化氢借助兼具稳定 剂和催化剂功能的活性胶质银离子成为领先全球的菌、消毒、产品。 高效菌性 灭菌消毒性能诺福的主要功效成份食品级过氧化氢和活性胶质银离子。这两种成份作用的机理是都能穿透和破坏微生物的细胞壁和细胞膜进入细胞内部使其关键功 能成分例如DNA和酶坏死从而导致细胞死亡。 【产品特点】 1广谱菌诺福能够 灭包括大肠杆菌沙门氏菌金黄色葡萄球菌、鼠伤寒杆菌、肠道沙门氏菌、双歧杆 菌、嗜热链球菌、保加利亚杆菌粪肠球菌、肺炎双球菌、绿脓杆菌、手口足病致病 菌乳微细菌、芽孢菌产碱杆菌链球 ?00多种细菌2菌快速彻底添 加在水胶内不会起泡沫、不会对食品、药用明胶工艺中产生副作用、对明胶原味不 会造成影响对各种细菌病菌真菌芽孢包括耐高温菌等都能在瞬间彻底灭。 胶化胶工艺中兑水稀释对明胶的熔胶工艺中灭常见的细菌霉菌大肠杆菌等细菌、真菌、病毒。处理过后的胶液冻力更好粘度更强透明度更好、光滑。 4与空气中存 在的悬浮物或物体表面的氨硫化物有机物反应瞬间有效去除、净化异味灭细菌、 真菌、病毒、孢子、悬浮物彻底 5绿色环保安全无毒、无残留、无任何副作用不产 生抗药性无味无色不起泡沫 因此不会造成二次污染的问题能够在-0-95摄氏度情况 下有效使用。100的可生物分解完全的生物友好不会污染环境分解后只有水和氧气。 而在食用明胶的方案上可以在几个工艺进行控制 l明胶水洗处理菌 l溶胶化胶水 菌 l熔胶水源过热水处理胶液ccp中的严格菌控制 l明胶成品的微生物、细菌严 格菌控制。 l空间环境中的菌消毒。有些细菌、微生物、悬浮物都会在空间、 空气短时间滋生在加工处理工艺中一定要进行对空气的菌消毒 参考产品使用方 胶熔胶水菌按照330PPM进行兑水稀释在溶胶过程中对胶液的菌控制l明胶胶 液管道ccp的细菌、微生物灭按照1333-1500稀释浸泡5-30分钟。视具体情况决定 如果第一种方法能够保证产品无菌则不必考虑单独给管道进行消毒 菌处理胶液中的严格菌控制兑水稀释16000-18000的使用比例进行对胶液化胶的菌处理水胶比例2.61浸泡菌计量放入反应锅在水胶的整体菌消毒以保证水体 的无菌从而确保明胶成品达标胶液通过瞬时菌菌时间为7秒钟。实践证明在此温 度和时间下既能有效对大肠菌、沙门氏菌、细菌总数起到灭或控制的作用大肠菌 和沙门氏菌不得检出细菌总数500个/g胶液经U型管菌7秒钟后迅速降温至 5560oC往平衡罐最后经袋氏过滤器送到中控罐 l明胶厂的各种物体表面消毒菌、 空间环境消毒 诺福生态科技中国 产品技术咨询唐先生 联系手机