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  • 明膠凍力的形成機理
  • 來源:愛學術        2019-06-28         2928
【摘要】

明膠凍力就是明膠溶液的凝凍能力,是明膠多項理化指標中的一項重要指。明膠溶液發生膠凝,形成膠凍的能力就是凍力,其凍力與明膠分子的結構、分子量密切相關。

大分子親水膠體——明膠是由新鮮的動物皮、骨經十幾道加工工序提取的膠原蛋白,形狀為淡無色至淡黃色薄片或是粉粒狀粉末。凍力是明膠多項理化指標中的一項重要指標,凍力的強弱決定價格的高低,高凍力明膠,價格可從優。

明膠凍力就是明膠溶液的凝凍能力,是膠凍強度的簡稱,用(Bloom-g)表示。明膠與水能形成熱可逆性凝膠,明膠溶液在逐漸冷卻的過程中,經歷了由溶膠到凝膠的過程,最終形成了半固體的堅韌而富有彈性、能承受很大力的膠凍。明膠溶液由液態變成類似固體的膠凍,保持著它的形狀,并具有彈性,可以在廣泛的pH范圍內,不需要加入特殊的離子或其它藥品,就可以得到穩定的凝膠,這是明膠可貴的物化特性。

明膠

明膠凍力是在標準條件下形成凝膠的剛性,這種凝膠的劇性是決定明膠商業使用價值的重要依據,商品價值隨剛性(凍力)的增大而提高。

明膠凍力的形成機理

明膠是天然高分子化合物,是膠原經受溫和的降解作用而不可逆的斷裂后的產物,即膠原的規則結構轉化為無規結構的明膠。轉化包含兩個基本過程:一個是熱變性過程,引起氫鍵或靜電性鍵的斷裂,因而引起膠原螺旋解體,三條纏繞蛋白質鍵互相松開,進入溶液,形成了無規線團;第二個過程是共價鍵的水解斷裂,膠原的纖維結構是由交聯的蛋白質鏈組成的,從這種纖維結構中釋放出明膠分子,至少必須包含一個共價鍵的斷裂,其斷裂物包括肽鍵、交聯鍵、相鄰鍵、特殊鍵(類脂鍵、y-谷酰基鍵、醛基團等)。

明膠分子中含有氨基、羧基等極性基團,在其水溶液中,對于水的親和力大于其自身的親和力。在明膠溶液中,線型高分子的主體互相依附,隨著溫度的降低,分子的熱運動能減少,分子鏈間的范德華力(分子間作用力)使分子鏈互相交聯,形成同狀結構,使分子不能相互活動,分子失去流動性。而分子鏈上的極性基團又牢固地吸附著大量的水分子,充滿于網狀結構之間,成為堅韌、富有彈性的膠凍。

高分子化合物膠凝現象的發生與其形狀有關,線型高分子溶液比球形高分子溶液容易發生膠凝,線型高分子的形狀愈不對稱,分子鏈愈長,分子量愈大,愈容易發生膠凝。如前所述,明膠分子是無規則的,含肽鍵、交聯鍵,分子鏈長、分子量大,所以易發生膠凝,形成能承受很大的力、堅韌而富有彈性的膠凍。明膠溶液發生膠凝,形成膠凍的能力就是凍力。由此可見,明膠的凍力與明膠分子的結構、分子量密切相關,明膠凍力是由于明膠分子中所含的極性基團、線型高分子主體、分子鏈間的范德華力等原因而形成的。

因此,明膠凍力是由于明膠分子中所含的極性基團、線型高分子主體、分子鏈間的范德華力等原因而形成的膠凍能力。由于明膠凍力的強弱與售價高低息息相關,因而高凍力明膠是科研的重要課題之一,也是明膠生產商關注的重點之一。


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