潘佳昕 楊恒 時(shí)海波

摘要：近年來(lái)，對(duì)傳統(tǒng)畜源明膠的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用已較為全面，畜禽類副產(chǎn)物因具有豐富蛋白質(zhì)且量大廉價(jià)，成為制備明膠的一種潛在優(yōu)質(zhì)來(lái)源。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外最新的畜禽明膠制備工藝及其應(yīng)用展開(kāi)綜述，對(duì)未來(lái)畜禽副產(chǎn)物明膠尤其是禽類副產(chǎn)物明膠的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景進(jìn)行展望。經(jīng)調(diào)查，有關(guān)禽源明膠的制備已取得初步研究進(jìn)展，同時(shí)聯(lián)合現(xiàn)代化提膠技術(shù)可有效改善傳統(tǒng)制膠工藝的局限性。本文可為尋找和開(kāi)拓新型明膠的高效綠色制備工藝提供參考，通過(guò)對(duì)畜禽源明膠進(jìn)行修飾和改性，使其在食品、醫(yī)藥等各個(gè)領(lǐng)域充分發(fā)揮作用，對(duì)明膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：畜禽副產(chǎn)物;明膠;制備工藝;應(yīng)用;研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)： TS209? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號(hào)：1002-1302（2020）20-0037-06

明膠是一種從動(dòng)物性食品中提取的天然高分子化合物，是膠原在酸、堿、酶或高溫下變性的水解產(chǎn)物[1]，來(lái)源廣泛。膠原蛋白屬于糖蛋白，存在于機(jī)體的結(jié)締組織和間質(zhì)組織中，是構(gòu)成細(xì)胞骨架的重要組分。組成膠原蛋白的原膠原分子由3條呈螺旋狀的肽鏈以平行、右手螺旋的纏繞方式形成三螺旋構(gòu)象。膠原明膠化的過(guò)程涉及膠原三螺旋結(jié)構(gòu)中共價(jià)交聯(lián)的維系和穩(wěn)定以及非共價(jià)鍵的破壞，三螺旋結(jié)構(gòu)的展開(kāi)使得非螺旋結(jié)晶區(qū)被破壞，從而釋放膠原亞基分子[2]。

明膠及其改性產(chǎn)物具有多種營(yíng)養(yǎng)特性和功能特性，被廣泛應(yīng)用至食品工業(yè)中，另外根據(jù)其特殊的構(gòu)造和生物性被應(yīng)用至醫(yī)藥領(lǐng)域。商業(yè)明膠基本源于豬、牛的皮和骨，魚(yú)源明膠的凝膠性、成膜性、乳化及發(fā)泡能力低于傳統(tǒng)的哺乳動(dòng)物明膠。受宗教（如猶太教和伊斯蘭教）信仰和畜類病毒（如朊病毒和口蹄疫病毒）等的影響，豬、牛明膠不被一部分消費(fèi)者所接受。因此，開(kāi)發(fā)禽源明膠作為豬、牛明膠的取代品具有現(xiàn)實(shí)意義。

本文以畜禽副產(chǎn)物明膠為綜述對(duì)象，介紹明膠的原料來(lái)源、制備方法及原理、研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景，以期為畜禽來(lái)源明膠的開(kāi)發(fā)與利用提供理論指導(dǎo)，同時(shí)為哺乳動(dòng)物明膠替代品的尋找提供參考。

1 畜禽副產(chǎn)物明膠的來(lái)源與制備

1.1 畜禽副產(chǎn)物明膠的來(lái)源

1.1.1 畜類來(lái)源 來(lái)源于哺乳動(dòng)物的明膠產(chǎn)量占明膠總產(chǎn)量的98%以上[分別來(lái)自豬皮（46%）、牛皮（294%）和牛骨（23.1%）]。羊骨占羊胴體質(zhì)量的24%，蛋白質(zhì)含量高達(dá)18.6%，其中膠原蛋白含量占骨蛋白總量的90%左右。于瑋等利用酸法從兔皮中制得了明膠[3-4]。曾愛(ài)國(guó)總結(jié)了沙特阿拉伯羊皮、天津羊皮、青海羊皮的制膠情況，認(rèn)為可利用羊皮資源制備高級(jí)明膠[5]。驢皮膠（阿膠）作為我國(guó)傳統(tǒng)中藥，由馬科動(dòng)物驢的皮經(jīng)熬制、濃縮干燥而成，與豬、牛皮明膠同源性較高。鹿皮中膠原蛋白占鹿皮總量的18%，以梅花鹿及馬鹿的皮為原料，經(jīng)高溫高壓反復(fù)蒸煮熬制而成的鹿皮膠屬于膠原蛋白粗提共混物。

1.1.2 禽類來(lái)源 家禽加工業(yè)是世界上發(fā)展最快的農(nóng)業(yè)食品部門之一。雞皮和雞骨中膠原成分含量豐富，可為人們提取明膠提供良好的膠原蛋白及明膠原料。英國(guó)薩里大學(xué)的研究人員首次提取了雞皮明膠并分析其結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，提出雞皮明膠有望成為商業(yè)明膠的替代品[6]。鄭巧東等利用酸法提取出鴨掌明膠[7]。另外也有從雞肉殘?jiān)刑崛∶髂z的試驗(yàn)。

1.2 明膠的制備方法

明膠的制備涉及膠原明膠化和熱力提膠這2個(gè)過(guò)程。預(yù)處理會(huì)對(duì)膠原微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，使膠原中的亞基組分在熱力提膠階段中游離出來(lái)。膠原分子受熱變性，水解為明膠，該過(guò)程隨溫度變化可分為熱致變性階段、熱分解階段、復(fù)雜反應(yīng)階段（主要為水解反應(yīng)與非酶褐變反應(yīng)）。在62～63 ℃條件下，膠原鏈間氫鍵斷裂，分子的空間結(jié)構(gòu)部分解旋，生成的產(chǎn)品色澤較淺，冷卻后形成凝膠;當(dāng)溫度達(dá)到80 ℃ 時(shí)，分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)熱降解，生成明膠水溶液。根據(jù)誘導(dǎo)膠原明膠化介質(zhì)的不同，預(yù)處理工藝可分為酸法（A型明膠）、堿法（B型明膠）及酶法（E型明膠）。皮明膠通常采用酸法提取，骨明膠利用堿法提取，而酶法應(yīng)用面更廣。利用超聲波、微波、超高壓輔助提取的現(xiàn)代加工技術(shù)也被應(yīng)用到明膠的提取工藝中。

1.2.1 酸法和堿法 酸法和堿法利用酸或堿（石灰或氫氧化鈉）結(jié)合膠原分子的堿性或酸性基團(tuán)，使得分子內(nèi)或分子間的離子鍵和氫鍵斷裂，釋放原膠原分子，誘導(dǎo)膠原明膠化以便于后期熱力提膠。國(guó)產(chǎn)明膠約有80%為堿法明膠，堿法工藝能生產(chǎn)出得率、純度較高的優(yōu)質(zhì)明膠。

1.2.2 酶法 伴隨常規(guī)酸堿法產(chǎn)率低、周期長(zhǎng)、廢液污染等問(wèn)題，酶法制膠工藝被開(kāi)發(fā)，使用胃蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶等酶預(yù)處理方法取代酸堿法，制備出的明膠具有高凝膠強(qiáng)度、高等電點(diǎn)和低黏度等特點(diǎn)。其中木瓜蛋白酶的水解能力相對(duì)較弱，而胃蛋白酶作用于骨蛋白時(shí)盡管不夠溫和，但水解度較高。目前對(duì)于畜禽明膠酶法工藝的相關(guān)理論研究較少，對(duì)酶解機(jī)制仍未有深入了解。

1.2.3 其他方法 超聲波可產(chǎn)生能量與波動(dòng)的空化效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)等多重效應(yīng)，不但能加快化學(xué)反應(yīng)，促進(jìn)蛋白質(zhì)溶出，還能打開(kāi)膠原的纖維，改變明膠的二級(jí)結(jié)構(gòu)[8]。微波依靠穿透力強(qiáng)的短波作用至膠原內(nèi)部，使原料內(nèi)外均勻受熱，釋放出原膠原分子[9]。超高壓會(huì)影響維系蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的氫鍵、疏水作用、靜電作用、范德華力等非共價(jià)作用，破壞非共價(jià)鍵的平衡，致使蛋白變性[10]。此外，一些改良的酸堿法也被應(yīng)用至畜禽明膠的提取中。

1.3 畜禽副產(chǎn)物明膠的制備工藝

傳統(tǒng)的畜禽明膠預(yù)處理通常采用酸法、堿法及其結(jié)合法，目前酶法主要應(yīng)用于骨明膠的生產(chǎn)中，傾向于降解獲取某些特殊分子量組分，酶解機(jī)制仍有待研究，未得到大規(guī)模應(yīng)用，但因其具有高效、低污染、產(chǎn)品安全性高等潛在優(yōu)勢(shì)，頗具發(fā)展前景，正逐步取代傳統(tǒng)酸法、堿法。近年來(lái)新型的高效綠色現(xiàn)代加工技術(shù)包括超聲波、微波和超高壓輔助提取技術(shù)被證實(shí)在畜禽明膠的生產(chǎn)中具有可行性，它們對(duì)明膠制備工藝的改良產(chǎn)生了顯著影響，改善了傳統(tǒng)酸法、堿法在生產(chǎn)周期、效率、廢液等方面存在的問(wèn)題。

1.3.1 畜類皮膚組織

1.3.1.1 兔皮 楊暉在于瑋等優(yōu)化的兔皮明膠酸法提取工藝（1%鹽酸處理10 min、提膠溫度65 ℃、提膠pH值為4）[3]的基礎(chǔ)上，在料液中按硅藻土溶液 ∶ 提膠液=1 ∶ 50加入6%質(zhì)量濃度的硅藻土溶液，以提高明膠純度[4]。

1.3.1.2 豬、牛皮 豬、牛皮明膠提取一般采用堿法，具體操作為先用1%石灰水浸泡碎皮24 h，浸堿pH值為12.0～12.5，洗滌數(shù)次后用酸調(diào)節(jié)pH值為2.5～35，60 ℃熱水提膠45 h。國(guó)外有酸法提取豬皮明膠的試驗(yàn)，以4%乙酸預(yù)處理24 h后，在55 ℃下提膠3 h。張鋒等利用中性蛋白酶酶解豬皮，反應(yīng)溫度由40 ℃逐步提高至80 ℃，明膠產(chǎn)率達(dá)23.05%[11]。陳麗清等以250 MPa的超高壓壓力改良酸法從豬皮中提取明膠[10]。Ahmad等利用菠蘿蛋白酶結(jié)合功率500 W的超聲波改進(jìn)酸法制備牛皮明膠[12]。

1.3.2 禽類皮膚組織

1.3.2.1 雞爪 禽類皮原料通常采用低濃度（含量<5%）的酸在60～85 ℃的條件下熱水提膠。Choe等利用酸法從生雞爪中提取明膠[13-14]。Almeida等利用酸法從雞腳的皮和肌腱中提取明膠，具體操作為首先以4%乙酸處理16 h，洗至中性后按1 g ∶ 2 mL加蒸餾水，于55 ℃下提取6 h[15]。陳龍等采用酸堿結(jié)合法制備雞爪明膠[16-17]。

1.3.2.2 鴨掌 鄭巧東等利用酸法提取鴨掌明膠，具體操作為用2%的鹽酸處理新鮮鴨掌后，用去離子水分別于65 ℃和85 ℃下進(jìn)行2次抽提，明膠的平均得率為9.0%[7]。

1.3.2.3 禽肉 堿預(yù)處理法被應(yīng)用至機(jī)械去骨雞肉殘?jiān)忻髂z的提取，優(yōu)化后的最佳工藝條件為氫氧化鈉濃度29～3.4 g/100 mL，溫度76～82 ℃，提取時(shí)間105～183 min[18]。

1.3.2.4 雞皮 柴夢(mèng)陽(yáng)等以提取率為響應(yīng)值對(duì)雞皮明膠提取的純堿法工藝進(jìn)行單因素試驗(yàn)優(yōu)化，通過(guò)Box-Behnken中心組合試驗(yàn)得出最佳工藝條件為NaOH濃度0.07 mol/L，浸堿時(shí)間30 h，提取溫度65 ℃，提取時(shí)間2 h，該條件下提取率為1203%[19]。Tümerkan等從2月齡的肉雞背皮中利用酸預(yù)處理法提取明膠[20]。Sarbon等也分別利用酸、堿預(yù)處理的方法提取雞皮明膠[21-22]。陳海華等在浸酸20 h的雞皮混合液中加入01%亞硫酸氫鈉，處理1 h后采用微波技術(shù)加熱提膠并以超聲波處理膠液，通過(guò)正交試驗(yàn)得到，560 W微波處理 11 min，超聲波處理8 min是從雞皮中提取明膠工藝改進(jìn)的最優(yōu)組合[9]。

1.3.3 畜禽骨

1.3.3.1 豬骨 傳統(tǒng)的骨明膠提取工藝耗時(shí)較長(zhǎng)，具體操作為以4%～5%鹽酸、0.1%氫氧化鈣、02%過(guò)氧化氫分別浸泡豬骨10、20、7、1 d后，在 70 ℃、pH值50條件下提取3 h。劉安軍等考察得出，酸堿預(yù)處理后的豬骨明膠最佳提取條件為pH值10.5，提取溫度70 ℃，提取時(shí)間5 h[23]。許立新等以1 000 W的超聲波輔助酸堿法制備豬骨明膠大大縮短了預(yù)處理時(shí)間（約9 d）[24]。

1.3.3.2 雞骨 劉小玲等根據(jù)溶液中酸對(duì)鈣的置換濃度，采用優(yōu)化酸法提取雞骨明膠，2 h更換1次酸液，總浸酸時(shí)長(zhǎng)僅為12 h，縮短為傳統(tǒng)提取方式的 1/20[25]。Rafieian等以1種優(yōu)化酸法從雞去骨殘?jiān)刑崛∶髂z，具體為將雞去骨殘?jiān)?68.3 g/L 鹽酸中浸泡后于86.8 ℃下水提195 h[26]。劉小玲等改進(jìn)了傳統(tǒng)明膠的提取工藝，以雞腿骨為原料，經(jīng)鹽酸脫礦后以石灰浸泡制得浸灰骨素[27]。

1.3.3.3 牛羊骨 孫衛(wèi)青等研究得出，中性蛋白酶對(duì)鮮羊骨的酶解效果較理想[28]。張兵等用蛋白酶降解脫脂牛骨粉，并經(jīng)粗濾、精濾及離子交換樹(shù)脂除鹽制備純化明膠[29]。張海林等使用外切型蛋白酶（風(fēng)味蛋白酶）與內(nèi)切型2709蛋白酶以8 ∶ 2的組合酶解浸酸后的骨粉20 h制得高檔醫(yī)用明膠，改善了內(nèi)切型蛋白酶制備明膠過(guò)程中黏度不高等方面的缺陷，浸酸終點(diǎn)pH值控制在2.0，得率為15.3%[30]。

1.3.3.4 新技術(shù)在骨膠工藝中的應(yīng)用 曾小芳等以豬骨粒為原料，以超聲波輔助胃蛋白酶提取明膠，經(jīng)250 W超聲波前處理10或20 min，在料液比為1 g ∶ 10 mL，pH值為1.5條件下，加60 U/g胃蛋白酶恒溫提膠的得率提高至80%以上[31]。Yue等研究發(fā)現(xiàn)，熱壓抽提時(shí)間對(duì)雞骨凝膠有顯著影響，利用高溫高壓法在骨水比1 g ∶ 1.5 mL、130 ℃和0.175 MPa下提取40 min和60 min，制得雞骨明膠[32]。

2 畜禽副產(chǎn)物明膠的改性及應(yīng)用

明膠被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)不同領(lǐng)域，蛋白質(zhì)改性一直是食品及醫(yī)藥滿足社會(huì)、經(jīng)濟(jì)或健康需求的重要方式。明膠的物理修飾程度較低，應(yīng)用受到限制，主要通過(guò)化學(xué)修飾如醛類、酯類、糖類和生物提取物等以及共混修飾、明膠交聯(lián)或形成多元體系來(lái)提升相應(yīng)性能。

2.1 食品領(lǐng)域

2.1.1 食品和保健品

2.1.1.1 阿膠與鹿皮膠 驢皮膠即阿膠具有調(diào)節(jié)機(jī)體能量代謝的獨(dú)特聚負(fù)離子基結(jié)構(gòu)，含有豐富的藥效氨基酸，如甘氨酸（Gly）、谷氨酸（Glu）、天冬氨酸（Asp）、精氨酸（Arg）等活性成分，被現(xiàn)代藥理學(xué)證實(shí)為療效明確的藥食同源產(chǎn)品。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所采用酶工程和現(xiàn)代生物技術(shù)加工制成的鹿皮軟膠囊具有良好的營(yíng)養(yǎng)保健功效，張寶香等發(fā)現(xiàn)它具有免疫調(diào)節(jié)的作用[33]。鹿皮膠對(duì)環(huán)磷酰胺所致造血功能低下有顯著的促進(jìn)恢復(fù)作用，另外還具有抗疲勞作用，并對(duì)生殖系統(tǒng)的功能特性產(chǎn)生影響。在鹿皮膠基礎(chǔ)上制成的鹿皮膏便于消費(fèi)者食用。張磊等研究發(fā)現(xiàn)，鹿皮膠與驢皮膠具備利用氨基酸開(kāi)發(fā)營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)劑的可能，有用于開(kāi)發(fā)治療心血管、氣管、癌癥腫瘤等疾病新藥的前景，并具備較好的防治高膽固醇血癥的作用[34]。驢皮膠與鹿皮膠中的脂肪酸接近于中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的健康比例。張磊等在研究中檢測(cè)到驢皮膠及鹿皮膠中水分、重金屬、水不溶物及氨基酸含量均達(dá)到《藥典》規(guī)定水平[34]。

2.1.1.2 補(bǔ)鈣劑 皮明膠以其含量豐富的羥脯氨酸被用作補(bǔ)鈣劑。許先猛等利用小分子豬皮明膠水解多肽與葡萄糖酸鈣制得的高螯合率鈣補(bǔ)充劑，具有預(yù)防骨質(zhì)疏松癥和增加骨密度的功效[35]。

2.1.1.3 其他保健品 目前，已有關(guān)于豬皮明膠抗氧化和抗疲勞肽機(jī)制、功效等方面的研究[36-37]。牦牛皮明膠能在一定程度上改善人體營(yíng)養(yǎng)性貧血，且未出現(xiàn)不良反應(yīng)[38]。明膠作為保健食品能保護(hù)胃黏膜，清除體內(nèi)金屬鋁，促進(jìn)指甲和頭發(fā)生長(zhǎng)，緩解皮膚由紫外線照射引發(fā)的炎癥。

2.1.2 食品添加劑

2.1.2.1 普通食品添加劑 明膠作為穩(wěn)定劑、澄清劑、絮凝劑和乳化劑被應(yīng)用至冰淇淋、酸乳酪、糖衣、酒、黑苦蕎飲料、面包、糖果、果醬、果凍及低脂產(chǎn)品的制作過(guò)程中，另外可充當(dāng)食品的包裝材料如腸衣和保鮮涂層如果蔬皮膜以及棉花糖、面包、蛋糕、預(yù)混咖啡飲料等的發(fā)泡劑。明膠作為膠凍劑和增稠劑被應(yīng)用至肉制品、餡餅、人造魚(yú)子醬、保護(hù)性涂層、點(diǎn)心、糧食膠凍、肉凍、烘干食品、透明包衣、水晶皮蛋、水晶火腿中。

2.1.2.2 抗氧化劑 蛋白質(zhì)的酶促水解是制備生物活性肽的有效方法，明膠衍生肽由于含有疏水性氨基酸，被認(rèn)為具有高抗氧化效果。Sarbon等依次利用與底物比為1 ∶ 50、1 ∶ 33和1 ∶ 100的堿性蛋白酶、鏈霉蛋白酶和膠原酶有效地水解雞皮明膠制得的抗氧化肽，與商用抗氧化劑BHT和抗壞血酸在相同濃度下相比，具有更高的自由基清除和金屬螯合活性，為制備生物活性肽提供了所需抗氧化肽和氨基酸[21]。

2.1.2.3 抗菌劑 利用硝酸銀和豬皮明膠聚合物基體通過(guò)熱液高壓滅菌技術(shù)合成的銀納米粒子[39]具有良好的細(xì)胞毒活性和抗氧化性，并對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌有顯著的優(yōu)先抗菌性，可用作治療和預(yù)防性保健品中的抗菌劑。

2.1.3 可食性膜

2.1.3.1 單一明膠膜 添加量為4 g/100 mL的兔皮明膠膜的電泳譜帶反映出膠膜體系內(nèi)的低分子量蛋白產(chǎn)生了更多交聯(lián)，表現(xiàn)出良好的抗拉強(qiáng)度。對(duì)雞皮明膠的機(jī)械和物理性能進(jìn)行表征，與商業(yè)明膠（牛、豬）相比，顯示出良好的特性，具有作為哺乳動(dòng)物明膠膜優(yōu)選替代品的非凡潛力[40]。

2.1.3.2 酚類化合物交聯(lián)明膠膜 明膠是綜合性能僅次于殼聚糖的可食性成膜基材，可通過(guò)與生物活性因子如酚類化合物進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)來(lái)改善其機(jī)械性能，經(jīng)改性的禽源明膠在各類奶酪的應(yīng)用中獲得理想的保鮮效果。0.08%迷迭香酸-明膠膜結(jié)合聚乙烯（PE）外包裝可將冷藏豬肉貨架期延長(zhǎng)至10 d。劉英健等以具有體外抗菌性和抗氧化性的牛蒡提取物作為改性材料進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在添加濃度為5%時(shí)與雞皮明膠制成的復(fù)合膜綜合性能最佳[41]。分別添加波爾多葉提取物[42]、丁香花蕾油[43]和肉桂皮油[44]的豬皮明膠、雞爪明膠和雞皮明膠被用作普拉托干酪、切達(dá)干酪和馬蘇里拉奶酪的新型抗菌抗氧化包裝。添加1.0%肉桂油的鴨掌明膠薄膜[45]延緩了櫻桃番茄在儲(chǔ)存期間的成熟過(guò)程，并減少了顏色的變化，顯示出理想的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，能有效抑制鼠傷寒沙門氏菌的生長(zhǎng)。

2.1.3.3 單寧酸交聯(lián)明膠膜 單寧酸是一種來(lái)源于植物的低酸多酚化合物，可通過(guò)氫鍵和疏水作用與蛋白質(zhì)分子進(jìn)行誘導(dǎo)交聯(lián)，在其表面形成足量涂層，增強(qiáng)凝膠網(wǎng)絡(luò)[46]，具有抗氧化和清除自由基活性的功能。Cao等在12%的B型牛骨明膠成膜液中分別添加30 mg單寧酸/g 明膠和20 mg阿魏酸/g 明膠），制成的明膠薄膜在成膜溶液pH值為9和7時(shí)機(jī)械強(qiáng)度最大，其中單寧酸改性薄膜在特定溶液環(huán)境下儲(chǔ)存90 d后性能得到改善[47]。

2.1.3.3 其他改性膜 甘油作為增塑劑與雞腿皮明膠可制成可食性薄膜[48]。含有月桂酰精氨酸乙酯（LAE）的抗菌淀粉的牛B型明膠改性薄膜可延長(zhǎng)雞胸肉片的保質(zhì)期[49]。添加20%米粉的雞皮明膠薄膜表現(xiàn)出良好的功能特性[50]。

2.2 醫(yī)藥領(lǐng)域

明膠因其良好的生物相容性、生物降解性和生物吸附性被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域[51]。

2.2.1 明膠納米纖維電紡膜 利用靜電紡絲技術(shù)制備的明膠納米纖維膜具有高度仿生天然細(xì)胞外基質(zhì)膠原蛋白結(jié)構(gòu)的特征，在組織工程支架材料、藥物緩釋材料、創(chuàng)口包覆材料、止血敷料、牙周牙齒修復(fù)材料等生物醫(yī)用材料領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用?？山到獾拿髂z與人體細(xì)胞的相容性好，不易引起炎癥和免疫排斥反應(yīng)。明膠/聚己內(nèi)酯納米纖維電紡膜[52]彌補(bǔ)了單一明膠組分存在的應(yīng)用缺陷，被應(yīng)用于修復(fù)和構(gòu)建組織工程器官。通過(guò)靜電紡絲制備的含有百里香精油/β-環(huán)糊精ε-聚賴氨酸納米顆粒的明膠納米纖維[53]對(duì)雞的空腸彎曲桿菌表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌活性。

2.2.2 止血材料 明膠分子的Arg-Gly-Asp序列與組織附著和細(xì)胞生長(zhǎng)有關(guān)，被用作創(chuàng)口的止血敷料。增凝明膠海綿和明膠海綿作為膠原蛋白類止血材料未能達(dá)到理想效果，極易出現(xiàn)破裂現(xiàn)象。轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶修飾的明膠/納米銀復(fù)合生物材料對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制率比純明膠材料提高了6015%，可用作皮膚敷料和人工皮膚，起抑菌抗炎的效果[54]。利用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶和酪氨酸酶催化來(lái)自于豬的A型明膠溶液或明膠-殼聚糖復(fù)合物可生成水凝膠[55]。

2.2.3 控緩釋材料 明膠被廣泛應(yīng)用于藥物載體、賦型劑和緩釋殼層等，其中實(shí)現(xiàn)控緩釋、靶向定位的明膠微球被用作給藥制劑。復(fù)合后的海藻酸鹽水凝膠支架減少了支架的孔隙度，可顯著抑制藥物的突釋行為，21 d累積釋藥量?jī)H為46.4%[56]。顧夢(mèng)潔等改進(jìn)的乳化交聯(lián)明膠微球在外觀、分散性等方面均得到了改善[57]。美國(guó)食品藥品管理局（FDA）已批準(zhǔn)了8種可注射的微球制劑，目前我國(guó)尚無(wú)國(guó)產(chǎn)微球制劑產(chǎn)品正式上市，開(kāi)發(fā)起長(zhǎng)效緩控釋作用的明膠微球具有廣闊市場(chǎng)。

2.3 護(hù)膚領(lǐng)域

2.3.1 保濕霜 明膠以其吸濕保濕性能被用作護(hù)膚品中，國(guó)外早有關(guān)于膠原作為護(hù)膚品成分地報(bào)道，20世紀(jì)后期生物改性明膠成為新的護(hù)膚品主題，具有膠體保護(hù)作用和酸堿緩沖性的明膠成為勞動(dòng)保護(hù)霜[58]的主材料。國(guó)產(chǎn)護(hù)膚品中主要添加膠原的變性或水解產(chǎn)物，張忠楷等申請(qǐng)了1種純天然膠原護(hù)膚品的專利，在相關(guān)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，明膠能停留在皮膚表面，甚至滲透進(jìn)毛囊中，但對(duì)角質(zhì)形成細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖的促進(jìn)作用遠(yuǎn)不如膠原，其保濕抗衰效果不夠理想[59]。

2.3.2 面膜 范金石等以殼聚糖為主要原料，通過(guò)與共混組分聚乙烯醇和醫(yī)藥級(jí)明膠的協(xié)同增效作用，成功制得了具有良好成膜性和脫膜性的護(hù)膚用殼聚糖基凝膠面膜[60]，符合QB/T2872—2017《面膜》的要求，適用于皮膚護(hù)理。

2.3.3 防曬霜 將負(fù)載蘆丁的明膠納米顆粒應(yīng)用到防曬霜[61]中，可提高防曬霜的防曬指數(shù) （SPF），與紫外線 （UV）過(guò)濾劑結(jié)合，可增強(qiáng)防曬劑的防曬效果。

2.4 其他領(lǐng)域

明膠在照相和印刷工業(yè)中可用作涂布紙和照相紙的施膠劑、油墨輥筒材料以及制造膠卷;明膠是糖錠、火柴、墨汁、砂布、家具以及航空行業(yè)中飛機(jī)鋁板的理想黏合劑;明膠可用于生產(chǎn)抗生素藥物的發(fā)酵培養(yǎng)基、固定化酶、無(wú)炭復(fù)寫紙、煤磚、滅火器的熱破裂膠囊以及洗衣工業(yè)中;改性后的交聯(lián)明膠可用作皮革的涂飾材料和填充劑以及超聲診斷儀質(zhì)檢用仿真模塊;骨膠在紡織業(yè)、編織業(yè)中可用于上漿、上光;康海彥等發(fā)明了1種涉及海藻酸鈉/明膠固化納米Fe0的去除水中偶氮染料及重金屬等污染物的方法[62];廢雞爪作為天然誘導(dǎo)物明膠酶的來(lái)源，可從中分離出一種具有明膠分解活性的泡囊短波單胞菌MF276770[63]。

3 總結(jié)和展望

傳統(tǒng)制膠工藝隨著明膠應(yīng)用結(jié)構(gòu)的調(diào)整與深入細(xì)化，面臨新的挑戰(zhàn)，協(xié)同提取法的開(kāi)發(fā)與新技術(shù)的應(yīng)用在明膠的制備和性能改善方面取得顯著效果。一種以超聲波、超高壓和微波為輔助提取明膠的技術(shù)有望在明膠的清潔生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。豬源動(dòng)物明膠替代品的開(kāi)發(fā)已成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。目前對(duì)禽類副產(chǎn)物明膠的開(kāi)發(fā)仍處于起步階段，相關(guān)研究主要集中在雞的皮、爪、骨這些原料上，禽源性明膠的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用有著廣闊的發(fā)展空間。

明膠改性已成為現(xiàn)今的研究熱點(diǎn)之一，國(guó)內(nèi)外已開(kāi)展關(guān)于明膠在食品、包裝材料和醫(yī)藥等領(lǐng)域的多項(xiàng)研究并獲得理想效果，但有關(guān)新型改性明膠在產(chǎn)品中的應(yīng)用研究仍鮮見(jiàn)報(bào)道。明膠這種材料以后會(huì)在分子/納米水平上被更多地應(yīng)用到生物材料中，推動(dòng)我國(guó)醫(yī)療水平的發(fā)展。

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