- 文献综述
1.1明胶的简介
明胶是一种衍生自胶原蛋白的天然聚合物，因为其在生理环境中的降解性及生物相容性，通常适用于生物医学领域[1]。胶原蛋白是动物皮肤、骨骼、肌腱和疏松结缔组织的主要组成成分。胶原蛋白的性质和数量因组织而异，并且随着动物的种类、年龄及组织类型而变化[2-4] 。源于胶原蛋白的明胶也随着制备过程中使用的原料、化学试剂、以及处理的程度不同[5-6] 。但是制备明胶的基本原理几乎保持不变，即通过酸或碱溶液处理，使得胶原蛋白水解得到明胶。作为一种良好的生物材料，明胶在药品，化妆品和食品的广泛使用历史悠久，并且明胶被美国食品药品管理局（FDA）认证为一种普遍认为安全（GRS）的材料[8-9]。
1.2明胶的理化性质
明胶由18种不均匀分布的氨基酸组成，分子基团上具有正电荷和负电荷。明胶分子链上的阳离子性质基本上归因于赖氨酸和精氨酸残基[10-11]。根据处理方式的不同，明胶大致分为两类[12]：一、A类明胶，胶原经过酸处理后得到的产物，其等电点（IEP）在6-9之间，二、B类明胶，胶原蛋白经过碱处理后的产物，其等电点在4.7-5.4之间。在碱性处理的过程中，明胶分子链中的天冬酰胺和谷氨酰胺两种基团会被靶向水解成羧基，产物是具有更高羧基密度的明胶，导致其具有更低的等电点，而相反的酸性处理过程则不会影响其酰胺基团，而具有较高的等电点。作为一种两性电解质，在pH值低于其等电点时，明胶分子中的氨基质子化表现出阳离子聚合物的行为。而pH值在碱性范围内，明胶中的羧基会电离表现出阴离子聚合物行为。
1.3明胶的结构
明胶源于胶原蛋白，在胶原蛋白水解成为过程中明胶的组成成分发生变化，与之对应的结构也会发生一些变化，在明胶的形成过程中随着许多氨基酸组成的变化进行[13]，但是明胶中所存在的氨基酸的量和类型没有准确的定义，Muyonga等[14]报道在哺乳动物明胶中含有30%的脯氨酸和羟脯氨酸，而在Farris等[15]的研究中这一数量为23%。这是由于明胶的制备过程产生的不同差异。胶原蛋白在转化为明胶时失去了其天然的结构，在加热时，胶原纤维的螺旋构象构型逐渐转变，并且在冷却时部分链结构又能回复螺旋结构。明胶和胶原蛋白的结构上的差异在于部分的三股螺旋结构[16]。当水被束缚在明胶中，根据空间分布及相互作用，明胶的分子链具有三种不同的结构类型[17-19]，（a）初级结构为alpha;单链（b）二级结构为含有两个单链alpha;链或者带有环的单链alpha;链（c）三级结构为三个单链alpha;链或者两个单链alpha;链，其中一个是环链形式，另一个是单链形式。明胶的一级、二级和三级结构的存在取决于温度、能量以及明胶的浓度。
1.4明胶的制备
明胶的制备方法通常分为酸法明胶、碱法明胶和酶法明胶。
1.4.1 明胶的酸法生产
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