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破皮鞋明胶的前世今生:明胶无处不在

来源:东方早报 作者: 2012-5-26

摘要: 明胶是动物的皮、骨、筋腱中的胶原(细胞外最重要的水不溶性纤维蛋白),经部分水解后,提纯而获得的蛋白质制品,属于天然的高分子多肽聚合物,各种动物的骨和皮都可以提炼。明胶按用途可分为食用、药用、照相及工业四类。不仅隐身酸奶、果冻、蛋糕等食物中,明胶还可以辅助数字相片打印。明胶也是一种去污剂,可有效地清......


明胶是动物的皮、骨、筋腱中的胶原(细胞外最重要的水不溶性纤维蛋白),经部分水解后,提纯而获得的蛋白质制品,属于天然的高分子多肽聚合物,各种动物的骨和皮都可以提炼。

明胶按用途可分为食用、药用、照相及工业四类。不仅隐身酸奶、果冻、蛋糕等食物中,明胶还可以辅助数字相片打印。明胶也是一种去污剂,可有效地清洁石棉污渍,还可用于清洁历史文件。它还被制作成包裹药物的胶囊、替代血浆和创伤敷料,以及其他更多应用。

19世纪初,持续不断的战争使法国倍感煎熬。战争之地,满目疮痍。人们忍饥挨饿,流离失所。当英格兰海军封锁法国海岸,肉类瞬间成为稀缺品,这促使了政治家和科学家开始寻找可替代的蛋白质供人们食用,最终锁定研究目标——明胶。

明胶是动物的皮、骨、筋腱中的胶原(细胞外最重要的水不溶性纤维蛋白),经部分水解后,提纯而获得的蛋白质制品,属于天然的高分子多肽聚合物,各种动物的骨和皮都可以提炼。不过,身为昔日的宫廷“奢侈品”,明胶的平民化道路并非一帆风顺。

1803年和1818年,巴黎医院的军事行政官安东·亚历克西斯凯德·沃克斯(Anton Alexis Cade de Vaux)针对“从骨头中提取明胶并做成了肉汤”发表了报道,并委托一位化学家以此汇编为一种生产明胶的方法,他们试图弄清人们在饥荒时是否可以靠明胶生存,结果并未如愿。法国生理学家马让迪发现,如果单纯用明胶饲养狗,狗的体重会逐渐减轻,最后死去。

虽然明胶并未在拿破仑战争时期为人们带来希望,但不久后,美国人便将明胶带进厨房并充分开发其辅料潜力。1845年,美国人彼得·库珀(Peter Cooper)利用明胶制作了凝胶状点心并获得专利。此后的150多年间,“吉露果子冻”、果汁软糖、橡皮小熊糖、水果酸奶酪,相继问世,这些“明胶零食”无一不风靡全球。

光辉岁月一去不复返,从彼时的贵族佐料、科技新贵到今日的丑闻缠身,明胶这位日用品中的常客,可谓“人红是非多”。

只是还原事实始末,谁又能说,“明胶”本身错在哪里。

宫廷奢侈品

明胶的历史之长,足以证明人类利用食物的能力。

大约8000年前,位于现中东地区的穴居人已经可以从动物组织中提取黏胶。3000年之后,古埃及人完全掌握了黏胶的功能。考古学家们在埃及古城底比斯(现今为埃及中部的路克索)和埃及女王哈特谢普苏特墓和发现,当时动物胶原在埃及已经普及到家居装修,他们将从木头胶质中提取的一种木质黏胶作为黏合剂黏合家居。就连金字塔文献也记载有埃及人提炼胶的方法——熬骨头也能获得胶。

“生物黏合剂”,这是明胶最先被发掘的功用。

在公元刚开始的几个世纪里,明胶的应用得到了广泛认可。在此期间,人们从兽皮和兽骨中获得胶原。与此同时,也获得了一种新产品——冷时会凝固的天然提取品。事实上,这正是可食用明胶的雏形。

一个新事物的产生,往往需要消耗一段时间才能成为大众消费品,明胶刚进厨房的那几个世纪,它只是贵族的奢侈品,被用于宫廷和贵族家中的酱品制作。在英格兰亨利八世统治时期(1491-1547),小牛骨酱这个菜品是每次宴会的必备。

到了17世纪下叶,明胶终于被科学家而不只是厨子发掘出潜力。法国数学家丹尼斯·帕潘于1682年发明了一个压力烹饪罐,他称之为“助消化器”,它可以在骨头变软之前把骨头煮熟。帕潘曾建议用扇骨来熬汤。1681年,他甚至向英格兰国王查理二世提出,从骨头中提取出的果冻状胶可以作为粮食被人们食用。明胶作为胶原蛋白的主要水解产物,一般是从动物的皮、骨、结缔组织中提取的,本身对人体无害,还有胶原蛋白的部分功效,甚至由于其不含脂肪和胆固醇的蛋白质,说具有一定的营养价值也不为过。但是,明胶只是营养不完全的蛋白质,缺乏某些必需氨基酸,从而无法合成人体所需的全部蛋白质。至于这个,要到拿破仑战争时期才被发现。

19世纪初,拿破仑战争持续进行。当时,法国港口被英国海军封锁,造成了城内肉类短缺,饥饿迅速蔓延。政治家和科学家不得不开始寻找可替代的蛋白质,并确实找到了,那就是明胶。

在1803年和1818年,巴黎医院的军事行政官安东·亚历克西斯凯德·沃克斯针对“从骨头中提取明胶并做成了肉汤”发表了报道,并委托一位化学家汇编成生产明胶的方法。由此,明胶作为一种有营养价值的蛋白质被系统的研究,其生产和应用也得以改进。

第一个生产明胶并初具规模的公司是Coignet & Cie公司,它于1818年成立于法国里昂。这家公司第一个将“皮革”( 所谓皮革制品) 作为原料,并且引进了工业烘干厚明胶工艺。这种方法一直延续到20世纪中叶。被卖出的第一批标为“粉末明胶”的产品,实际上只是被磨碎的厚瓣状或条状明胶。

虽然明胶的营养不完整,虽然它无法完全替代蛋白质,但这都不影响明胶进军食品界,相反,它将以迅雷不及掩耳之势抢占零食界的版图,即便被真正“挂在嘴边”的时间并不长。

甜食控的创新

1845年对于明胶是关键一年,美国人彼得·库珀发明的凝胶状点心为明胶在零食界占得了一席之地。

时隔45年后的1890年,又一明胶新发现为经济萧条时期的人们带去甜味。家庭装的颗粒明胶是由美国Charles Knox和德国DGF AG生产的杰作。由此,明胶成为众多食品中一种基本并普遍存在的成分而在全球得到普及。

1897年,在凝胶状点心中水果香料的新产品问世,那就是风靡一时的“吉露果子冻”。在美国,“吉露果子冻”每年销售近30亿盒,明胶从贵族奢侈品转向平民零食。

巨大商机面前,英国郎特里公司(Rowntree)紧跟着发明了另一种凝胶状点心。从1923年生产一种类似于“吉露果子冻”的产品开始,直到1932年,他们生产出一种称为“凝胶块”的浓缩正方晶体。这种“凝胶块”有不同的水果口味。尽管这种产品在英国很畅销,但却未能打开海外市场。

当时,不仅食品工业,明胶生产也开辟了新的应用领域。明胶更多的功能被开发,并用于生产更多产品以满足消费者需要。很多明胶产品真正地被人们“挂在嘴边”。

20世纪初,美国引入果汁软糖,并在50年代风靡全国。上世纪30年代引入如今全球闻名的压制成的动物状凝胶点心,上世纪70年代生产出水果酸奶酪。1984年,瑞典Lage Sundstroem公司研制出低脂肪人造黄油和三明治,并大规模投入生产。其中,明胶作为乳化剂和稳定剂,以满足口感上对黄油密度和流动性的挑剔。

不难发现,明胶在甜食中的应用是最大的。明胶之所以被用于糖果,是由于它可使液体凝冻化,吃到嘴里以后逐渐融化。添加明胶较多的糖果,融化得更慢,从而使甜味和香味滞留时间更久。据报道,全世界的明胶有60%以上用于食品糖果工业。在糖果生产中,明胶作为搅打剂,用于生产奶糖、蛋白糖、棉花糖、果汁软糖、晶花软糖、橡皮糖等软糖。

明胶具有吸水和支撑骨架的作用,明胶微粒溶于水后,能相互吸引、交织,形成叠叠层层的网状结构,并随温度下降而凝聚,使糖和水完全充塞在凝胶空隙内,使柔软的糖果能保持稳定形态,即使承受较大的荷载也不变形,通过调节明胶和水的添加量可以制得各种质地的明胶软糖。

明胶在糖果中的一般加量为5%~10%。在晶花软糖中明胶用量6%时效果最好。在橡皮糖中明胶的加量为6.7%。在牛轧糖中为0.6%~3%或更多些。在糖果黏液的浓糖浆中加量为1.5%~9%,糖味锭剂或枣子糖果的配料要求含明胶2%~7%。在糖果生产中,使用明胶较淀粉、琼脂更富有弹性、韧性和透明性,特别是生产弹性充足、形态饱满的软糖和奶糖时, 需要凝胶强度大的优质明胶。

而在一些西式的点心,例如蛋糕、冰淇淋、布丁、果泥糕中,明胶凝胶比琼脂和果胶凝胶更富有弹性,而且胶冻在温热而尚未溶化的糖浆中不会结晶,温热的胶冻在凝块被搅碎后还可重新形成胶冻,因此口感更好。

此外,明胶凝胶的脱水收缩小,添加到琼脂中可改善琼脂果冻的脱水收缩现象。添加明胶制得的乳蛋糕的皮面和刀切面光滑,使得蛋糕的外形更加美观。甜点之所以吸引人,除了口味以及口感外,精致的外形也会令人食指大动。

随处可见“明胶”

如今,明胶早已应用广泛。尽管不能直接吃或者用,但随手拿起食品包装,几乎都能配料标签上找到“明胶”二字。

目前,明胶按用途可分为食用、药用、照相及工业四类。不仅隐身食物中,明胶还可以帮助把数字相片高质量地打印在有明胶膜的照相纸或传统照片纸上。明胶也是一种去污剂,可有效地清洁被石棉污染的建筑上的污渍。明胶还可用于清洁历史文件。它还有利于医疗中伤口和骨骼的愈合,以及其他更多的应用。

能够被如此广泛应用,与其“好生产”不无关系。明胶是动物的皮、骨、筋腱中的胶原(细胞外最重要的水不溶性纤维蛋白),经部分水解后,提纯而获得的蛋白质制品,属于天然的高分子多肽聚合物,因而,各种动物的骨和皮都可以利用。

现在明胶大生产中最常用的是猪、牛的皮和骨,其中含有85%~90%的蛋白质,0.3%~2%的矿物质,9%~12%的水分。干明胶颗粒能吸水膨胀,之后加热溶化就变成具有流动性的凝胶,冷却之后会形成有弹性的胶冻。

作为一种重要的高分子生物材料,明胶具有许多优良的物理化学性质,如亲水性强、在水中形成高黏度的溶液、溶液冷却后具有形成凝胶的能力、溶胶与凝胶间可发生可逆性转化、成膜性好、侧链基团反应活性高等,因而广泛应用于许多科学和应用领域。

尽管明胶有如此多的应用,但并不是它所有的功能都被彻底地被开发出来了,也可以说,它的有些功能被过度开发甚至扭曲变形了。

国家对明胶的应用有相关标准规定。其中,根据国家标准QB/T 4087-2010食用明胶(Edible Gelatin)规定,食用明胶应为动物的骨和皮等提取而成,严禁使用制革厂鞣制后的任何废料。

除了所用原料必须符合标准外,作为一种蛋白质,胶液是细菌生长繁殖的良好场所,因此国家规定生产过程中的卫生环境、生产装备、卫生管理、人员管理等都应符合相关标准。国标同时规定,医用明胶需满足食用明胶标准。

皮革炼胶之祸

在走过一段相当长的辉煌岁月后,明胶近来声名日下,日子不好过。

有报道称,工业明胶流入食品企业,又有报道称皮革下脚料被漂白清洗后,流向药品市场。难怪有网友调侃皮鞋很忙。

要了解工业明胶对人体的伤害就必须从源头说起。通常,从动物皮到皮革,大体要经过四个阶段的处理。首先是预处理,去肉防腐;然后是准备阶段,脱脂脱毛;接下来是鞣制,最后是整饰。其中的鞣制阶段,皮革变得柔软和耐用。鞣制的过程,是高价阳离子和胶原蛋白发生一系列化学反应的过程。自从1893年美国人马丁·丹尼斯(Martin Dennis)发明铬鞣制法之后,世界上约90%的皮革都是用这个方法鞣制而成的。这就是为什么皮革中会含有大量的铬。

自然界有两种主要的铬的形态,一种三价铬,就是用来鞣制的铬,它是阳离子,带三个正电荷。离子电荷是能发生鞣制的关键,除了三价铬,我们生活中常见的三价阳离子,比如三价铁、铝,还有些不常见的,比如锆和钛,都是可以用来鞣制的。只是铬鞣制工艺成熟,性价比高,至今依然统治着皮革及其制品行业。

另一种铬的形态就是臭名昭著的六价铬,它和氧原子抱着一起形成原子团,以铬酸根的形式存在。六价铬有很强的生物毒性,长期接触有致癌性,急性毒性剂量范围在50-150微克/千克。即使在皮革行业中,六价铬也是人见人厌的化学物质。

各国对皮革中的六价铬含量都有明确要求,最严格的是德国,2010年德国新修订的法令规定,皮革中不得有六价铬的检出。

虽然皮革的鞣制使用的是三价铬,但由于氧化等因素,胶囊中可能会含有六价铬。六价的铬离子是强氧化剂,对皮肤黏膜有很强的刺激和腐蚀作用,是公认的致癌物。人食用了含六价铬的明胶,将长期留存人体中,损害骨骼组织,使骨骼变脆易折,对于生长发育中的儿童,将严重影响一生的健康。

从皮革废料中提取食用明胶本身是一种违法行为。虽然,这些工业明胶中的铬的含量较低,在低剂量下,一般不会立即出现明显症状。但对于病人,危害却是不可忽略的,不能因为每日每次量小可能危害不大就宽恕。

另外,看整个生产程序,工业明胶里面的毒物不仅仅是六价铬,在之前提到的皮革处理过程中,防腐时可能用到五氯苯酚,准备工作会用到硫化钠,染色工艺会用到偶氮染料,打光工艺会用到甲醛……还有许多化学制剂用在各个程序,髙度怀疑其是致癌物。这些未知的毒素可能危害更大。因此,从皮革加工的下脚料得到的胶原蛋白中,问题不仅仅是铬,而是它的不确定性。

这些非食物成分的毒物在低剂量下,一般不会立即出现明显症状,但长期会増加多种疾病风险,尤其是癌症

如此多的不确定性,不清楚它的危害有多大,本身就是非常危险的事情。

无所不在的明胶

明胶早已应用广泛,其胶凝性、亲水性、吸附性和易于生产,使其可以制作食品、胶囊、去污剂、影印材料、替代血浆、创伤敷料……尽管明胶有如此多的应用,但并不是它所有的功能都被彻底地被开发出来了,或者说,有些功能被过度开发甚至扭曲了。

金字塔壁画中,古埃及人将明胶用于家具黏合。

家庭装的颗粒明胶1890年诞生。

食品中的常客

食用明胶主要应用于医药和食品工业。根据制作工艺不同,食用明胶又可分成A型与B型。A型为酸法明胶,一般以月龄较短的猪的皮和骨头为原料,采用酸法水解。B型为碱法明胶,以2-3年牛皮及牛骨为原料,经过6-8周的石灰水浸泡(碱法水解)。

明胶是食品工业中的一种重要配料和添加剂,在食品加工中作为胶凝剂、增稠剂、稳定剂、乳化剂和澄清剂使用。

酸奶冷饮

在冷饮制品中,利用明胶吸附水分的作用可以作为稳定剂使用,它的作用是抑制冰晶的生成和长大、保持组织细腻和降低熔化速度,使冰淇淋具有坚实而光滑的质构。

如,在冰淇淋制造中,明胶用作保护胶体形成凝胶时,可以防止冰和糖形成大颗粒,从而使产品口感细腻、柔软和疏松。明胶可作为增稠剂和稳定剂用于冰淇淋和酸奶等产品。1.5%的明胶在70%糖浆中几乎可以完全抑制糖结晶。

为制作“内外俱美”的冰淇淋,明胶的含量必须恰如其分。明胶在冰淇淋中一般用量为0.2%~0.6%,通常用来在0.5%,若用量过多将使冻结搅拌时间延长。

火腿香肠

明胶具有胶凝性,明胶凝胶具有加热熔化冷却胶凝的可逆性,因而,可添加到肉制品,用于香猪肉、肉冻、罐头火腿、口条、小牛肉、火腿馅饼、肉类罐头及镇江肴肉等制品的生产,起粘结、整形作用,提高了肉制品的产量和质量。

如,明胶可用于生产人造肠衣来代替天然肠衣,经交联、烟熏或酶处理后,人造肠衣具有与天然肠衣相同的强度。

明胶还可对一些肉制品起乳化剂的作用,如乳化肉酱和奶油汤的脂肪,并保护产品原有的特色。

饮料酒类

明胶可作为澄清剂用于啤酒、果酒、露酒、果汁、黄酒、巴旦木果仁乳饮料等产品的生产,经明胶澄清的饮料的色泽和口感会更好,避免饮料因长期存放发生混浊。

这种澄清剂的作用机理是明胶能与丹宁生成絮状沉淀,静置后,呈絮状的胶体微粒可与浑浊物吸附、凝聚、成块而共沉,再经过滤去除。

对于不同的饮料,明胶可根据需要和不同的物质一起使用,达到不同的效果。

比如说,在桑椹汁的生产工艺中,明胶需要和单宁、硅胶共同起澄清剂的作用。对于巴旦木果仁乳饮料,明胶可与海藻酸钠一起作为复合增稠剂,制成一种风味独特且口感优良的乳饮料。

针对不同的饮料,明胶的添加量也不相同。在果汁饮料中,明胶加量为2%~3%,如澄清杨梅果汁时,用的是含明胶1%的水溶液。在啤酒澄清中所用的是含明胶0.5%的水溶液。而在澄清葡萄酒时,明胶用量为0.1-0.3 g/L。

在茶饮料的生产中, 对于不同的茶饮料,明胶可与不同的物质配合使用, 达到改善茶饮料品质的目的。

比如说,在黑茶的制备过程中,明胶和硅胶的共同作用,可以防止黑茶饮料因长期存放发生混浊。在绿茶的制备工艺中,经明胶和乙烯吡咯烷酮的混合物处理后,绿茶冷饮的口感便会更好。

糖衣与保鲜膜

利用明胶的涂抹性或成膜性,明胶可应用于在食品包装领域,制成可食用膜。目前已有用明胶合成的生物可降解膜,应用于水果和肉类保鲜、食品包装或直接食用。

明胶之所以可以做膜材料,主要是因为其含有纤维状的三元螺旋结构,由链间的交联和空隙间的水形成了网络结构,这种结构特性使得明胶的性质与合成的聚合物的性质最相似。当明胶胶凝时,水被挤出蛋白质的矩阵收缩为橡胶态的膜,干燥后即变为玻璃态的明胶膜。

明胶膜可以作粘合剂、模具延缓剂、可以作为抗氧化剂的载体,还有阻氧和在油炸食品时阻止过分吸油等功能。

在食品生产中,明胶还可用于制作蛋糕和各种糖衣。由于明胶的稳定性,这种糖衣即使在热天,当液相增加时也不致渗入糕饼中,而且还能控制糖晶体的大小。明胶还可用于制作彩珠冰淇淋的彩珠、无糖罐头等。在食品包装方面,明胶可合成明胶膜。明胶膜又称可食包装膜、生物可降解膜。现已证明明胶膜具有良好的抗拉强度、热封性、较高的阻气、阻油阻湿性能。

因此,近年来,日本等国较多地将明胶用于食品涂层。在食品表面涂覆明胶具可抑制渴变反应;防止糖类吸潮,避免结块;防止食品腐败氧化,延长食品保存性;作为稳定剂还能防止产品干缩变形。可谓功能强大。

医生的助手

拿破仑战争时期,法国人虽然未能研究出明胶代肉的方法,却发现了明胶在医药领域的新用途。1834年,法国药剂师弗朗索瓦·莫特制造出明胶胶囊,这是世界上最早的明胶空心胶囊专利。

“最初的胶囊”就是在一个皮革袋中充满溶有水银的浓缩明胶溶液,冷冻并干燥后,将看似胶囊的明胶薄膜从皮革袋上剥落。这些胶囊使药物更容易被服用,而且第一次使药物免受热、冷和湿度等外界环境影响。如此一来,药物口服从此不再有苦味。

后来者居上,美国反倒成了明胶胶囊生产的领头羊。1897 年,位于美国印第安纳波利斯的Eli Lilly公司将粉末或颗粒状药物填充到非常薄的、有两部分构成的硬明胶胶囊中。1913年,这家公司又发明了全球第一台自动生产硬明胶胶囊机。

约在1930年,一个更伟大的发明彻底改革了软胶囊的生产:罗伯特·舍雷尔(Robert P.Scherer)发明了一台自动连续生产软胶囊的机器,该发明迅速席卷世界。由此,明胶也可以用于其他药物,例如,它可用于口腔崩解片和微胶囊,防止其中药物成分受光照和氧气的影响。

明胶在药物生产上的价值远大于此。它具有高相容性和低过敏性,是药物体系最理想的组分。也正由于它的这些特殊性能,明胶被应用于医学各个领域。

例如,从1940年开始,明胶海绵成为外科手术中必不可少的止血剂。有趣的是,历史上,明胶早已有类似应用:在公元3世纪,中国和日本曾把明胶用于止血。

而在紧急医疗中,以明胶为基料的物质可以被用来替代或增稠血浆。或许是因为伤员对于血浆的急需,这项研究开始于第一次世界大战期间,到第二次世界大战即成功地大规模应用。

如今,明胶在医药中的应用约占总产量的15%~20%。在医疗上,明胶是止血剂,也是碘及矾中毒的解毒剂。它与相应药物配伍,能治疗血友病、紫斑病、出血性紫斑病、婴儿黑粪、咯血、胃出血、肠出血、血尿、婴儿下痢、慢性肠炎、动脉石灰化等病症。

药用胶囊

明胶具有成膜性,因此在药物制造上,明胶是制造硬胶囊和软胶囊壳的主要材料,同时还可制造蚁醛明胶和甘油明胶等。胶囊制剂由胶囊壳和内封药物组成,具有生物利用度高、药剂贮藏稳定以及密封安全等诸多优点,是目前保健品和药品的主要包装形式之一。

硬胶囊壳由高凝胶强度的纯明胶制成。软胶囊以中等凝胶强度的明胶和甘油为原料组成,将油类或对明胶无溶解作用的液体药物或混悬液封闭于球形或椭圆形的软性胶囊中制成的。

蚁醛明胶是外科敷料、防腐剂、胶状伤药。甘油明胶是油膏底剂、软膏、硬膏、外科探条及塞药、涂剂、显微镜片的包衣等。

血液替代品

现代医学中,紧急缺血状况下,可使用明胶的稀释液作为血浆的代用品。

近年来,临床常用的有脲联明胶和琥珀明胶两种溶液,琥珀酰明胶是目前广泛应用于临床的血浆代用品,现在新兴的明胶代血浆主要有聚明胶肽和多聚明胶肽。

明胶作为血液替代品时,其优点是无特异抗原性、分子量大、可以保持胶体的特性、在体内无蓄积、可参与体内代谢以及大量输入无毒性反应等。

明胶不但可作血液的替代品,而且也可以用于手术中补充血量及血压。陈仁军等学者在解决剖宫产腰麻联合硬膜外麻醉时所致的低血压时,在麻醉开始时注射多聚明胶肽(多聚明胶肽是一种由牛的动物胶制成的代血浆,其渗透压和黏稠度与人体血液相似),结果表明多聚明胶肽能有效预防低血压等不良反应

止血材料

将灭菌后的明胶搅打至发泡,再用甲醛等处理可以制备止血海绵。止血海绵可以用作外科手术的局部止血剂,或者作为药物敷料,在特定部位作组织治疗。

包衣片、缓释材料

以明胶为原料可制备水凝胶、脂质体、包衣片、微胶囊、纳米微球等缓释药物制剂和靶向药物制剂,可以有效提高药物的利用率,降低毒副作用、延长药物作用时间。

创伤敷料

明胶的特性,也常应用在创伤敷料上。

明胶是胶原经温和断裂后的产物,因而保留了胶原大部分性能,且又由于降解赋予了它新的性能——具有促进细胞粘附和生长的性能,与生物组织具有良好的亲和性,而且具有活化巨噬细胞和止血功能,因而可以用来制造创伤敷料。

改写影印历史

如果没有明胶,摄影的历史将完全不同。

法国人路易·雅克·达盖尔(Louis Jacques Mande Daguerre,1787-1851)发明了照片影印的“银版照相”术,完成了摄影术的决定性突破。但是,这种技术有些复杂,很难操作。而且,它仅仅适用于独特的制版和摄影场合。由于价格高,它的应用仅仅局限于能担负起其费用的业余爱好者之中。

半个世纪之后,明胶的应用使摄影不再复杂,由此开始普及。1880年由明胶感光乳剂涂布的可现成使用的干燥照相版投入使用。在此基础上,人们发明了照相底片。而摄影的最终普及是在1888年乔治·伊士曼发明了著名的“柯达1号相机”。

这台照相机用胶卷代替了传统照相版,这让摄影爱好者用更优惠的价格便可以照出好的照片。曝光和感光胶片中不可或缺的一部分是胶片上覆盖的高品质明胶层。这些明胶要求绝对纯净且在黏质和结构上是完全均一的。很多感光工业公司,如柯达公司,设置了专门的明胶生产车间,并且很快开始和照相(感光)明胶公司联合。

明胶使产品涂布成均匀的薄膜,可控制卤化银结晶,明胶中存在的微量化合物能直接影响卤化银颗粒的感光度。明胶在感光胶片制造中的多功能性质是其他任何一种合成聚合物所无法比拟的。

由于感光胶片对明胶质量要求较高,因此用于照相工业的是质量最好的牛骨明胶。

19世纪末20世纪初,德国和法国开始从事感光明胶的生产。接下来的发展使两种工业的结合更加紧密,至少在各地区。例如,1921年,乔治·伊士曼与大西洋彼岸的海因里希(Heinrich Stoess)在长期合作后,在德国埃伯巴赫(Eberbach——创立第一家美德合资企业——Odin工厂,该工厂向柯达提供感光明胶。

当时,柯达最大的竞争者也不甘示弱,爱克发公司(Agfa)与DGF(Deutsche Gelatine Fabriken AG)公司签约,由后者向其提供所有感光明胶。事实上,早在1964年,爱克发已经开始独自生产明胶。

后来,爱克发完全收购了Koepff和Sohne公司,至2000年,爱克发所需部分明胶由其位于德国海尔布隆的工厂生产。

柯达和爱克发为了明胶较劲之时,恐怕没有意识到,他们签字的所有文件也都用到了明胶。

当时文件的复制都是用复写纸,这种“新型”纸张源自19世纪60年代NCR公司的巴雷特·格雷(Barrett Green)和施莱歇尔(Schleicher)的一项发明。

他们在明胶和阿拉伯胶反应的基础上,发明了一种微胶囊——把各种特殊染料包覆在微胶囊中,然后涂抹在将要写字的纸背面,钢笔或打字机键的压力使胶囊破裂,释放出无色的墨汁,而涂抹在复印纸正面的特殊物质可以使墨汁显现,于是文字就神奇地印在纸上了。

在明胶的帮助下,人们结束了“黑手指”时代,不必再用手誊写文件了。

时至今日,工业明胶的应用领域远不止于此。在造纸工业,明胶一直作为纸张的表面施胶材料,提高纸张的干、湿强度及抗摩擦能力,同时提高纸张表面光泽度和质量,减少墨水和油的渗透程度。

此外,明胶的吸油性可用于回收地面泼溅的油,明胶的吸水性可用于农业杀虫剂的可控缓释体系。用明胶、淀粉、海藻胶质、角藻胶作为壳材料,做成高浓度的胶囊型洗涤剂,具有良好储藏性、除垢作用和生物降解作用。

藏身化妆

美容领域,明胶同样无所不在。

明胶与维生素物质配合使用,可制成营养、护肤美容、抗皱等化妆品。比如说,柜台上畅销的防皱美容霜,便可由明胶与维生素E配合制成。

而在“微整形”流行的时代,明胶在医学美容中亦有用武之地。明胶可制成复方针剂作皮下注射,用以使皮肤皱纹消失而变得平滑。

明胶软胶囊和微胶囊也广泛地用于化妆品,如防皱霜胶囊、护肤霜胶囊、润肤油胶囊、爽口液胶囊、改善呼吸胶囊、沐浴泡沫胶囊、口红胶囊、牙膏胶囊等。

许多化妆品添加剂也可以微胶囊形式,被加入各种化妆品中,比如胶冻、膏霜、洗液、乳液、浴液、香波等。

明胶何以受到化妆品厂商的青睐,在于其良好的保湿性能。保湿剂有助于在干燥的空气中保持皮肤角质层正常的水分,防止皮肤因水分不足而产生皱裂、粗糙等。因此,将明胶的保湿功效更好地应用于护肤品生产中成为化妆行业研究的热点之一。

可以说,化妆品的吸湿保湿性能与配料的亲水基团的种类和数量有关,明胶亲水基团(不考虑肽键)的种类主要是氨基、羧基、少量的羟基等,亲水基团含量大的,吸湿性强。

日本还有用不溶于水的N-酰化明胶包裹化妆品的报道,它既阻止了颜料与皮肤的直接接触,又具有保湿作用。

如今,明胶的新研究不仅有望惠及美容人士,更可能为需要假肢的残障人士和机器人研究带去希望。

有研究用动物的表皮、外壳或分泌物(例如,蚕丝)为原料进行降解处理,精制成水解明胶(胶原蛋白),再与水溶性的合成或半合成高分子成膜物质、护肤药品以及助剂等进行复配,制成胶状物质,涂在皮肤表面便可产生一层似皮非皮的仿生薄膜,称之为仿生皮肤。

阮光锋系中国农业大学食品科学与营养工程学院营养与食品安全专业硕士研究生


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