食用明膠具有許多優(yōu)良的物理及化學性質(zhì)，如形成可逆性凝膠、黏結性、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、高級糖果和肉類罐頭等食品生產(chǎn)中經(jīng)常使用的食品添加劑。
明膠的來源和特性
明膠是一種從動物的結締或表皮組織的膠原部分水解出來的蛋白質(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，明膠是一種營養(yǎng)價值很高的食品原料。
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，通過水解等工藝而變成明膠。膠原蛋白是動物的皮、骨中最重要的蛋白質(zhì)組分，如存在于真皮結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，明膠的外層會慢慢膨脹起來。隨著時間的推延，膨脹現(xiàn)象逐步向明膠內(nèi)層發(fā)展，這種現(xiàn)象被稱為“溶脹”。膨脹后的明膠，加溫到35℃以上，就會與水形成均勻的溶液。
明膠溶液（準確地說，應該稱明膠和水的混合物）在25℃以下時，呈固體狀態(tài)；在25℃以上時，明膠溶液則會變成液態(tài)。如果明膠被微生物或者某些酶所分解，則會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，來檢測某種微生物是否含有明膠分解酶，檢測步驟如下：1．將微生物投放到含有12％明膠的培養(yǎng)基中，并嚴格按照微生物接種的方法進行。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。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，也說明用來測試的微生物中含有明膠分解酶。
明膠容易吸潮，應貯存在干燥陰涼處；如果長期存放在潮濕的環(huán)境之中，明膠則會吸潮結塊，影響使用效果。
明膠的生產(chǎn)方法
我國的豬皮和牛皮的數(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)地加入水力除脂機內(nèi)，利用水力的沖擊作用和高速鐵錘的機械沖擊作用，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，浸泡時間為15～90天。當環(huán)境溫度較高時，石灰水的濃度可低一些；當環(huán)境溫度較低時，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，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。每隔一定時間，加酸調(diào)整一次pH值，8小時后，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，在充分攪拌下，用水洗凈皮塊，這一過程一般在8～12小時內(nèi)完成。
5．熬膠。先在膠鍋內(nèi)加入熱水，然后將物料倒入，在此過程中，不使膠塊黏結成團。同時，將物料緩慢升溫到55～65℃，熱浸6～8小時后，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，多次重復這一操作過程，每次溫度也相應地逐步升高，最后一次可以煮沸。
6．過濾除雜。將所得的稀膠汁在60℃左右，用過濾棉、活性炭或硅藻土等作助濾劑，以板框式壓濾機過濾，得到澄清膠液。膠液再用離心機分離，進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，進行蒸發(fā)濃縮。當膠液變濃時，可改為60～65℃左右，繼續(xù)減壓濃縮。根據(jù)膠液質(zhì)量和干燥設備等條件，掌握膠液濃縮的濃度，如用冷熱風空調(diào)干燥時，膠液濃縮到比重為1．050～1．080（50℃）、含膠量為23％～33％時，即可停止該環(huán)節(jié)的操作。
8．凝膠干燥。經(jīng)過濃縮的膠液，趁熱加入一定量的過氧化氫、亞硫酸或者尼泊金酯，目的是為了對物料進行漂白和防腐。將濃膠液放人模具中冷卻，待完全膠凝、生成膠胨后，取出、切成適當大小的薄片或碎塊，以冷熱風干燥至凝膠水分為10％～12％時，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指標牷
�。ㄒ唬ざ龋╫E）：一級明膠，≥12；二級明膠，≥10；三級明膠，≥8。
（二）凍力：一級明膠，≥175；二級明膠，≥160；三級明膠，≥115。
�。ㄈ┩该鞫龋╩m）：一級明膠，100；二級明膠，80；三級明膠，50。
（四）水分：一級明膠，≤14％；二級明膠，≤14％；三級明膠，≤14％。
�。ㄎ澹┗曳郑阂患壝髂z，≤2．0％；二級明膠，≤2．0％；三級明膠，≤2．0％。
�。┘毦倲�(shù)：一級明膠，≤10000個／克；二級明膠，≤10000個／克；三級明膠，≤10000個／克。
（七）大腸菌群：一級明膠，≤150個／100克；二級明膠，≤150個／100克；三級明膠，≤150個／100克。
�。ò耍┥抽T氏菌：在各類食用明膠中，都不允許檢測出沙門氏菌。
（九）黏度下降：一級明膠，≤20％；二級明膠，≤20％；三級明膠，≤25％。
�。ㄊ┎蝗芪铮阂患壝髂z，≤0．2％；二級明膠，≤0．2％；三級明膠，≤0．2％。
（十一）砷：一級明膠，≤1．0毫克／公斤；二級明膠，≤1．0毫克／公斤；三級明膠，≤1．0毫克／公斤。
�。ㄊ┲亟饘伲阂患壝髂z，≤50毫克／公斤；二級明膠，≤50毫克／公斤；三級明膠，≤50毫克／公斤。
�。ㄊ﹑H值：一、二、三級明膠的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。
食用明膠的應用范圍和用法
食用明膠的應用范圍很寬廣，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、復合乳化穩(wěn)定劑、保健食品、色拉、布丁、糖霜、蛋黃汁、明膠軟糖、糕點、肉類罐頭、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)過程中，明膠的用量為0．4％～1．5％；在冰淇淋的生產(chǎn)過程中，明膠的用量為0．1％。
在應用食用明膠的過程中，要注意使用方法。食品企業(yè)在使用明膠時，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，對明膠進行熔化。熔化時，溫度不宜過高，因為，溫度過高，會降低明膠的黏度。在熔化明膠時，應該堅持“使用多少、浸泡多少、熔化多少”的原則，明膠溶液放置的時間不可以超過半天以上，以免影響?zhàn)ば浴⑷榛�、穩(wěn)定等質(zhì)量特性。熔化明膠時，時間不宜過長，否則，也會降低明膠的質(zhì)量。
明膠的來源和特性
明膠是一種從動物的結締或表皮組織的膠原部分水解出來的蛋白質(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，明膠是一種營養(yǎng)價值很高的食品原料。
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，通過水解等工藝而變成明膠。膠原蛋白是動物的皮、骨中最重要的蛋白質(zhì)組分，如存在于真皮結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，明膠的外層會慢慢膨脹起來。隨著時間的推延，膨脹現(xiàn)象逐步向明膠內(nèi)層發(fā)展，這種現(xiàn)象被稱為“溶脹”。膨脹后的明膠，加溫到35℃以上，就會與水形成均勻的溶液。
明膠溶液（準確地說，應該稱明膠和水的混合物）在25℃以下時，呈固體狀態(tài)；在25℃以上時，明膠溶液則會變成液態(tài)。如果明膠被微生物或者某些酶所分解，則會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，來檢測某種微生物是否含有明膠分解酶，檢測步驟如下：1．將微生物投放到含有12％明膠的培養(yǎng)基中，并嚴格按照微生物接種的方法進行。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。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，也說明用來測試的微生物中含有明膠分解酶。
明膠容易吸潮，應貯存在干燥陰涼處；如果長期存放在潮濕的環(huán)境之中，明膠則會吸潮結塊，影響使用效果。
明膠的生產(chǎn)方法
我國的豬皮和牛皮的數(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)地加入水力除脂機內(nèi)，利用水力的沖擊作用和高速鐵錘的機械沖擊作用，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，浸泡時間為15～90天。當環(huán)境溫度較高時，石灰水的濃度可低一些；當環(huán)境溫度較低時，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，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。每隔一定時間，加酸調(diào)整一次pH值，8小時后，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，在充分攪拌下，用水洗凈皮塊，這一過程一般在8～12小時內(nèi)完成。
5．熬膠。先在膠鍋內(nèi)加入熱水，然后將物料倒入，在此過程中，不使膠塊黏結成團。同時，將物料緩慢升溫到55～65℃，熱浸6～8小時后，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，多次重復這一操作過程，每次溫度也相應地逐步升高，最后一次可以煮沸。
6．過濾除雜。將所得的稀膠汁在60℃左右，用過濾棉、活性炭或硅藻土等作助濾劑，以板框式壓濾機過濾，得到澄清膠液。膠液再用離心機分離，進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，進行蒸發(fā)濃縮。當膠液變濃時，可改為60～65℃左右，繼續(xù)減壓濃縮。根據(jù)膠液質(zhì)量和干燥設備等條件，掌握膠液濃縮的濃度，如用冷熱風空調(diào)干燥時，膠液濃縮到比重為1．050～1．080（50℃）、含膠量為23％～33％時，即可停止該環(huán)節(jié)的操作。
8．凝膠干燥。經(jīng)過濃縮的膠液，趁熱加入一定量的過氧化氫、亞硫酸或者尼泊金酯，目的是為了對物料進行漂白和防腐。將濃膠液放人模具中冷卻，待完全膠凝、生成膠胨后，取出、切成適當大小的薄片或碎塊，以冷熱風干燥至凝膠水分為10％～12％時，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指標牷
�。ㄒ唬ざ龋╫E）：一級明膠，≥12；二級明膠，≥10；三級明膠，≥8。
（二）凍力：一級明膠，≥175；二級明膠，≥160；三級明膠，≥115。
�。ㄈ┩该鞫龋╩m）：一級明膠，100；二級明膠，80；三級明膠，50。
（四）水分：一級明膠，≤14％；二級明膠，≤14％；三級明膠，≤14％。
�。ㄎ澹┗曳郑阂患壝髂z，≤2．0％；二級明膠，≤2．0％；三級明膠，≤2．0％。
�。┘毦倲�(shù)：一級明膠，≤10000個／克；二級明膠，≤10000個／克；三級明膠，≤10000個／克。
（七）大腸菌群：一級明膠，≤150個／100克；二級明膠，≤150個／100克；三級明膠，≤150個／100克。
�。ò耍┥抽T氏菌：在各類食用明膠中，都不允許檢測出沙門氏菌。
（九）黏度下降：一級明膠，≤20％；二級明膠，≤20％；三級明膠，≤25％。
�。ㄊ┎蝗芪铮阂患壝髂z，≤0．2％；二級明膠，≤0．2％；三級明膠，≤0．2％。
（十一）砷：一級明膠，≤1．0毫克／公斤；二級明膠，≤1．0毫克／公斤；三級明膠，≤1．0毫克／公斤。
�。ㄊ┲亟饘伲阂患壝髂z，≤50毫克／公斤；二級明膠，≤50毫克／公斤；三級明膠，≤50毫克／公斤。
�。ㄊ﹑H值：一、二、三級明膠的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。
食用明膠的應用范圍和用法
食用明膠的應用范圍很寬廣，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、復合乳化穩(wěn)定劑、保健食品、色拉、布丁、糖霜、蛋黃汁、明膠軟糖、糕點、肉類罐頭、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)過程中，明膠的用量為0．4％～1．5％；在冰淇淋的生產(chǎn)過程中，明膠的用量為0．1％。
在應用食用明膠的過程中，要注意使用方法。食品企業(yè)在使用明膠時，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，對明膠進行熔化。熔化時，溫度不宜過高，因為，溫度過高，會降低明膠的黏度。在熔化明膠時，應該堅持“使用多少、浸泡多少、熔化多少”的原則，明膠溶液放置的時間不可以超過半天以上，以免影響?zhàn)ば浴⑷榛�、穩(wěn)定等質(zhì)量特性。熔化明膠時，時間不宜過長，否則，也會降低明膠的質(zhì)量。