明胶的特性及在食品工业中的应用

    食用明胶具有许多优良的物理及化学性质，如形成可逆性凝胶、黏结性、表面活性等，在食品工业中，被广泛地用作胶胨剂、乳化剂、稳定剂、黏合剂和澄清剂等，是冷饮、果冻、高级糖果和肉类罐头等食品生产中经常使用的食品添加剂。
　　明胶的来源和特性
　　明胶是一种从动物的结缔或表皮组织的胶原部分水解出来的蛋白质，系天然的蛋白质产品，内含18种氨基酸，且容易被人体所消化和吸收。所以，明胶是一种营养价值很高的食品原料。
　　明胶是以猪皮、牛皮等为原料加工而成的产品，生产原理是：猪皮和牛皮中的胶原蛋白，通过水解等工艺而变成明胶。胶原蛋白是动物的皮、骨中最重要的蛋白质组分，如存在于真皮结缔组织胶原纤维中的胶原蛋白，约占干燥真皮的98％。
　　明胶是一种生物大分子，具有高分子的一些性质。将干燥的明胶和适量的水混合时，明胶的外层会慢慢膨胀起来。随着时间的推延，膨胀现象逐步向明胶内层发展，这种现象被称为“溶胀”。膨胀后的明胶，加温到35℃以上，就会与水形成均匀的溶液。
　　明胶溶液（准确地说，应该称明胶和水的混合物）在25℃以下时，呈固体状态；在25℃以上时，明胶溶液则会变成液态。如果明胶被微生物或者某些酶所分解，则会失去这种与温度相伴的特性，即使在4摄氏度的情况下，明胶溶液仍然会呈液态。
　　食品微生物从业人员，可以利用明胶溶液的温变特性，来检测某种微生物是否含有明胶分解酶，检测步骤如下：1．将微生物投放到含有12％明胶的培养基中，并严格按照微生物接种的方法进行。2．将含有菌种的明胶溶液放在37℃的环境中培养24小时。3．将明胶溶液放入4℃的冰箱中，保温30分钟后，观察溶液是呈液态还是呈固态。如果溶液呈液态，则表明明胶已经被分解，也说明用来测试的微生物中含有明胶分解酶。
　　明胶容易吸潮，应贮存在干燥阴凉处；如果长期存放在潮湿的环境之中，明胶则会吸潮结块，影响使用效果。
　　明胶的生产方法
　　我国的猪皮和牛皮的数量很多，以猪皮和牛皮为原料生产明胶，既可以提高畜产品的附加值和农牧民的收入，又可以为食品工业提供良好的原料。明胶的生产工艺主要有四种，目前，国内外明胶企业普遍采用的是碱法生产工艺，生产步骤如下———
　　1．石灰水预浸。将干净合格的猪皮或者牛皮等原料，放人1％左右的石灰水中浸泡1～2天，然后切成小块，备用。
　　2．除污。将皮块与水连续地加入水力除脂机内，利用水力的冲击作用和高速铁锤的机械冲击作用，清洗、去除脂肪和残留的污物。
　　3．石灰水浸泡。将去除脂肪的皮块放入浸泡池中，用浓度为2％～4％的石灰水（比重为1．015～1．035）浸泡。湿皮料与水的比例约为1∶3～1∶4，pH值控制在12．0～12．5之间。浸泡温度最好控制在15℃左右，浸泡时间为15～90天。当环境温度较高时，石灰水的浓度可低一些；当环境温度较低时，石灰水的浓度可大一些。以石灰水浸泡皮块，是明胶生产的关键环节之一。
　　4．冲洗中和。待皮块膨胀后，捞出，用水充分冲洗，最后使皮块的pH值为9．0～9．5。
　　冲洗后，用酸中和剩余的石灰，先加水使皮块被浸没，在不断搅拌的情况下，用6mol／L的盐酸调节混合液的pH值，将pH值调整到2．5～3．5之间。每隔一定时间，加酸调整一次pH值，8小时后，可以不再加入盐酸，使酸碱平衡。
　　混合液的酸碱平衡后，排出废酸水，在充分搅拌下，用水洗净皮块，这一过程一般在8～12小时内完成。
　　5．熬胶。先在胶锅内加入热水，然后将物料倒入，在此过程中，不使胶块黏结成团。同时，将物料缓慢升温到55～65℃，热浸6～8小时后，放出胶汁；再向锅内加入热水，此次的水温比前次提高5～10℃，继续熬胶，多次重复这一操作过程，每次温度也相应地逐步升高，最后一次可以煮沸。
　　6．过滤除杂。将所得的稀胶汁在60℃左右，用过滤棉、活性炭或硅藻土等作助滤剂，以板框式压滤机过滤，得到澄清胶液。胶液再用离心机分离，进一步除去油脂等杂质。
　　7．浓缩。将稀胶液放入减压浓缩罐中，将温度控制在65～70℃之间，进行蒸发浓缩。当胶液变浓时，可改为60～65℃左右，继续减压浓缩。根据胶液质量和干燥设备等条件，掌握胶液浓缩的浓度，如用冷热风空调干燥时，胶液浓缩到比重为1．050～1．080（50℃）、含胶量为23％～33％时，即可停止该环节的操作。
　　8．凝胶干燥。经过浓缩的胶液，趁热加入一定量的过氧化氢、亚硫酸或者尼泊金酯，目的是为了对物料进行漂白和防腐。将浓胶液放人模具中冷却，待完全胶凝、生成胶胨后，取出、切成适当大小的薄片或碎块，以冷热风干燥至凝胶水分为10％～12％时，再经粉碎，即为成品。也有的企业不采用切胶工序，而将浓胶液喷涂到滚筒干燥机上，干燥后，即可制得粒状的明胶产品。
　　食用明胶的主要技术指标牷
　　（一）黏度（oE）：一级明胶，≥12；二级明胶，≥10；三级明胶，≥8。
　　（二）冻力：一级明胶，≥175；二级明胶，≥160；三级明胶，≥115。
　　（三）透明度（mm）：一级明胶，100；二级明胶，80；三级明胶，50。
　　（四）水分：一级明胶，≤14％；二级明胶，≤14％；三级明胶，≤14％。
　　（五）灰分：一级明胶，≤2．0％；二级明胶，≤2．0％；三级明胶，≤2．0％。
　　（六）细菌总数：一级明胶，≤10000个／克；二级明胶，≤10000个／克；三级明胶，≤10000个／克。
　　（七）大肠菌群：一级明胶，≤150个／100克；二级明胶，≤150个／100克；三级明胶，≤150个／100克。
　　（八）沙门氏菌：在各类食用明胶中，都不允许检测出沙门氏菌。
　　（九）黏度下降：一级明胶，≤20％；二级明胶，≤20％；三级明胶，≤25％。
　　（十）不溶物：一级明胶，≤0．2％；二级明胶，≤0．2％；三级明胶，≤0．2％。
　　（十一）砷：一级明胶，≤1．0毫克／公斤；二级明胶，≤1．0毫克／公斤；三级明胶，≤1．0毫克／公斤。
　　（十二）重金属：一级明胶，≤50毫克／公斤；二级明胶，≤50毫克／公斤；三级明胶，≤50毫克／公斤。
　　（十三）pH值：一、二、三级明胶的pH值均规定在5．5～7之间。
　　（十四）色泽：黄色半透明，微带光泽。
　　食用明胶的应用范围和用法
　　食用明胶的应用范围很宽广，可以用于肉制品、肉馅、冻汁肉、奶糖、果汁软糖、牛轧糖、太妃糖、冰淇淋、酸乳制品、啤酒澄清剂、复合乳化稳定剂、保健食品、色拉、布丁、糖霜、蛋黄汁、明胶软糖、糕点、肉类罐头、火腿肠等食品的生产之中。
　　在不同的食品中，明胶有不同的用量。在肉制品、肉馅制品、冻汁肉等食品中，明胶的用量为2％～9％；在果汁软糖生产中，明胶的用量为2％；在太妃糖的生产过程中，明胶的用量为0．4％～1．5％；在冰淇淋的生产过程中，明胶的用量为0．1％。
　　在应用食用明胶的过程中，要注意使用方法。食品企业在使用明胶时，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。