李 良，吳瑀婕，楊 靜，馬晶晶，楊 彪，鄒 燁,*，王道營,3,*，徐為民

（1.江蘇省食品質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室育種基地，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇 南京 210014；2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 沈陽 110866；3.中國肉類食品綜合研究中心，北京 100068）

明膠不是天然存在的蛋白質(zhì)，而是由膠原蛋白水解產(chǎn)生的一種無味、無色的固體物質(zhì)，它與膠原蛋白具有同源性。膠原蛋白是一種結(jié)構(gòu)蛋白，具有3 個相互交織的肽鏈，三重螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性由鏈間的氫鍵提供。膠原蛋白有多種類型，迄今為止，已發(fā)現(xiàn)29 種膠原蛋白，按發(fā)現(xiàn)時間順序分別稱為Ⅰ型到XXIX型。膠原蛋白向明膠的轉(zhuǎn)化目前認(rèn)為是由膠原蛋白的螺旋結(jié)構(gòu)分解為無規(guī)則卷曲，冷卻后，無規(guī)則卷曲形態(tài)會經(jīng)歷再次向螺旋結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，在此期間它們會改變原始結(jié)構(gòu)（圖1）。

圖1 膠原蛋白轉(zhuǎn)化為明膠的過程[4]Fig. 1 Conversion of collagen to gelatin[4]

水凝膠由水和聚合物網(wǎng)絡(luò)組成，兼具吸水溶脹又不溶解的性能，在黏合劑方面具有較大優(yōu)勢。明膠分子鏈中含有大量的活性官能團(tuán)，具有水溶性和可逆凝膠化的優(yōu)點(diǎn)，使其成為構(gòu)筑水凝膠黏合劑的優(yōu)良生物材料。制備具有高強(qiáng)度和多功能的明膠黏合劑有利于提高明膠的高附加值并拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，有助于明膠行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。目前，明膠黏合劑在工業(yè)中的應(yīng)用包括傷口敷料、生物活性材料、口服遞送載體及食品的封裝等方面。本文通過對明膠的提取、改性、交聯(lián)等方法和機(jī)理進(jìn)行總結(jié)，同時指出改性和交聯(lián)可能對明膠黏合劑產(chǎn)生的負(fù)面影響，以期為明膠黏合劑的深入研究提供新的研究思路。

根據(jù)獲取來源不同，明膠可分為哺乳動物（如牛、豬）明膠、魚類（如冷水魚和溫水魚）明膠、畜禽（雞、鴨）明膠、昆蟲明膠等。過去，明膠是從豬的皮膚和軟骨（46%）、牛皮（29.4%）、各種動物的骨頭（23.1%）和其他來源（1.5%）提取的。如今，由于牛海綿狀腦?。╞ovine spongiform encephalopathy，BSE）和口蹄疫（foot and mouth disease，F(xiàn)MD）的擔(dān)憂，以及猶太教和伊斯蘭教認(rèn)為食用豬明膠違法，用其他更安全的來源提取明膠成為了學(xué)者新的研究方向，例如，從魚類和家禽中提取明膠受到了更多的關(guān)注。

明膠通過其不同獲取方法分為A型明膠（等電點(diǎn)為pH 6.5～9.0）、B型明膠（等電點(diǎn)為pH 4.8～5.2）及酶法明膠。其中A型明膠是指原材料經(jīng)酸性介質(zhì)前處理后獲得的明膠，故又稱為酸法明膠。B型明膠是指原材料經(jīng)堿性介質(zhì)前處理后獲得的明膠，故又稱為堿法明膠。研究表明，酸性處理對魚皮和豬皮中共價交聯(lián)較少的膠原蛋白更有效，而堿性處理對牛皮中結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的膠原蛋白有效。酶法明膠則是指將原材料經(jīng)酶處理后獲得的明膠。酶處理提高了明膠產(chǎn)量，縮短了加工時間，產(chǎn)生的廢物更少。但是酶法會使明膠的鏈和鏈一起降解，降低了凝膠強(qiáng)度，從而影響明膠質(zhì)量。

明膠具有良好的生物相容性和生物降解性，且具有優(yōu)良的功能特性，如水結(jié)合能力、成膜性、發(fā)泡和乳化能力，使其成為多功能食品（表1）的重要成分。

表1 明膠在不同食品類別中的用途及其推薦添加量和凝膠強(qiáng)度[8]Table 1 Recommended levels of gelatin added to different food categories and their gel strength[8]

1 明膠的理化性質(zhì)

明膠是從各類動物皮中提取出來的膠原蛋白的變性產(chǎn)物，具有蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)，同時因其分子結(jié)構(gòu)的特殊性又具有其獨(dú)特的性質(zhì)。

1.1 膠凝特性

明膠的臨界膠凝溫度取決于其原料，然而，魚皮明膠的脯氨酸和羥脯氨酸含量顯著低于哺乳動物明膠（表2），導(dǎo)致其凝膠強(qiáng)度、凝膠溫度與哺乳動物相比較低。凝膠強(qiáng)度的大小則體現(xiàn)了明膠的膠凝能力。食用明膠的凝膠強(qiáng)度通常為50～300 g（表1），而200～250 g是最優(yōu)良的。明膠的凝膠強(qiáng)度與鏈和鏈的總和成正比。分子質(zhì)量分布和氨基酸組成的差異導(dǎo)致凝膠強(qiáng)度的差異，通常具有高分子質(zhì)量多肽的明膠表現(xiàn)出高凝膠強(qiáng)度。

1.2 分子質(zhì)量

分子質(zhì)量主要取決于提取工藝及所使用的原材料，所來源動物的年齡也有影響。提取溫度的升高會增加明膠主蛋白鏈（、、鏈）的降解，從而降低所得明膠的分子質(zhì)量。其分子質(zhì)量主要取決于鏈（80～125 kDa）、鏈（160～250 kDa）、鏈（240～375 kDa）和其他低分子質(zhì)量物質(zhì)。鏈和鏈大致分別為單體鏈的二聚體和三聚體（圖1）。與在高pH值下提取的明膠相比，低pH值下提取的明膠具有更寬的分子質(zhì)量分布和更小的分子質(zhì)量，而且隨著提取時間的延長也會導(dǎo)致高分子質(zhì)量明膠消失。

1.3 氨基酸組成

氨基酸組成取決于明膠的來源，不同種類的明膠來源，其氨基酸種類也不盡相同（表2）。甘氨酸（Gly）（27%～35%）、脯氨酸（Pro）和羥脯氨酸（Hyp）（20%～24%）是最主要的氨基酸。與哺乳動物明膠相比，魚明膠的特點(diǎn)是Pro和Hyp含量較低，所以魚明膠的凝膠強(qiáng)度比哺乳動物明膠偏低。

表2 不同動物來源明膠的氨基酸組成[5,20]Table 2 Amino acid composition of gelatin from different animal sources[5,20] %

不同種類來源的明膠都有一些共同的結(jié)構(gòu)，即Gly-X-Y序列的連續(xù)重復(fù)，其中X主要為Pro，Y主要為Hyp。Pro和Hyp的含量越高，明膠的融化溫度和膠凝溫度就越高，熱穩(wěn)定性越好，其主要是通過游離水分子與明膠中Hyp的羥基之間形成的氫鍵來維持膠原結(jié)構(gòu)三螺旋的穩(wěn)定性。

1.4 等電點(diǎn)

等電點(diǎn)是明膠的一個重要物性指標(biāo)，當(dāng)pH值為等電點(diǎn)時，明膠分子中的凈電荷數(shù)等于零，分子鏈之間卷曲程度最大，其溶液的黏度、滲透壓、濁度等物性指標(biāo)均最低。Gudmundsson等發(fā)現(xiàn)，在pH 6.0條件下制備的魚明膠比在pH 2.5～3.0條件下制備的魚明膠具有更高的凝膠強(qiáng)度。這是因?yàn)樵趐H 2.5～3.0條件下制備的明膠聚合物帶正電荷，排斥力占優(yōu)勢，使聚合物彼此遠(yuǎn)離；而在pH 6.0條件下制備的凝膠更接近明膠的等電點(diǎn)，此時明膠聚合物幾乎帶中性電荷，明膠趨向聚集，形成更緊密的凝膠網(wǎng)絡(luò)。Hattrem等發(fā)現(xiàn)，魚明膠的等電點(diǎn)隨提取溫度的升高而降低。這可能是由于隨著提取溫度的升高，谷氨酰胺和天冬酰胺分別脫酰胺變?yōu)楣劝彼岷吞於彼釋?dǎo)致的。

1.5 其他性質(zhì)

明膠的黏度與其成膜性密不可分，黏度的大小取決于明膠中多肽鏈的長短及其分子質(zhì)量。明膠中多肽鏈的長度越短，則明膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越容易形成，其黏度也就越低。同時明膠的黏度會影響其溶解速率和凝固速率，黏度越低，其溶解、凝固速率越小。

明膠的顏色特性取決于所使用的原材料和生產(chǎn)方法。在提取步驟中，蛋白質(zhì)和微量脂質(zhì)之間會發(fā)生美拉德反應(yīng)，使明膠變黑。明膠的深色通常是由其制造過程中引入或未去除的無機(jī)物、蛋白質(zhì)和黏膜物質(zhì)污染物引起的。

2 明膠的改性

明膠因其成膜能力、生物降解性和良好的氣體阻隔性而被廣泛研究，但其機(jī)械強(qiáng)度較差，且由于其吸濕性強(qiáng)，與水分含量高的食品接觸時容易溶脹溶解，限制了其在食品包裝中的直接應(yīng)用。明膠分子鏈上含有大量的活性官能團(tuán)，這為明膠的改性奠定了基礎(chǔ)。常見的明膠改性方法分為物理改性、化學(xué)改性及酶法改性。

2.1 物理改性

物理改性是指通過超聲、高壓、紫外線照射或γ輻照等方法進(jìn)行交聯(lián)改性，物理改性過程中最大的優(yōu)勢是不會引入其他毒性物質(zhì)，具有極高的生物相容性。Tu Zongcai等用超聲顯著提高了鳙魚明膠的產(chǎn)率和游離氨基含量。然而，較長的超聲時間會削弱凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而降低凝膠強(qiáng)度和熔點(diǎn)，并伴隨產(chǎn)生更多的表面空隙。張宇昊等用高壓處理也提高了魚明膠的凝膠強(qiáng)度，當(dāng)壓力為300 MPa時，處理得到的巴沙魚皮明膠凝膠強(qiáng)度顯著高于200 MPa提取得到的明膠，這可能是由于高壓引起了蛋白質(zhì)聚集效應(yīng)。輻照作為一種物理的、具有成本效益的非熱技術(shù)受到越來越多的關(guān)注。明膠在輻照作用下發(fā)生交聯(lián)、聚集和降解，是由于明膠中酪氨酸、苯丙氨酸等特定殘基處形成自由基，導(dǎo)致明膠分子交聯(lián)斷裂。而與紫外線照射相比，γ輻照很容易降低魚膠的凝膠強(qiáng)度和黏度，可能是因?yàn)棣幂椪站哂休^高的量子能量，容易引起明膠分子變化甚至碎裂，導(dǎo)致明膠水凝膠的凝膠強(qiáng)度和黏度降低。物理改性雖有以上優(yōu)點(diǎn)，但是物理改性對力學(xué)性能改善程度較小，而且物理改性大多具有可逆性。

2.2 化學(xué)改性

化學(xué)改性通常是利用明膠鏈上的活性基團(tuán)來發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，促使分子間形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對明膠的改性。如磷酸化修飾、醛類改性、酚類改性、琥珀酰胺修飾和糖基化修飾等。Kaewruang等將三聚磷酸鈉的磷酸鹽引入明膠分子中，增強(qiáng)了明膠鏈中磷酸基團(tuán)與氨基酸—NH之間的離子相互作用，提高了明膠的凝膠強(qiáng)度。戊二醛可與氨基酸的側(cè)向殘基快速反應(yīng)，特別是與賴氨酸和羥賴氨酸的-NH官能團(tuán)反應(yīng)，以通過席夫堿形成亞胺來穩(wěn)定明膠網(wǎng)絡(luò)。酚類化合物的羥基可通過氫鍵與明膠的羧基相互作用，酚類的芳環(huán)與明膠的疏水側(cè)鏈之間可能發(fā)生疏水相互作用，從而改善魚明膠的功能特性。Zhang Ting等用辛烯基琥珀酸酐改性牛皮和魚皮明膠，增加了魚油乳液的液滴穩(wěn)定性、相變時間和奶油化指數(shù)。周偉等用糖基化處理聯(lián)合添加楊梅素協(xié)同提高魚鱗明膠可食膜的機(jī)械性能和光阻隔性能，而不影響魚鱗明膠可食膜的阻水性。

2.3 酶法改性

酶法改性是用酶來催化蛋白質(zhì)分子內(nèi)或分子間交聯(lián)，以改變其功能特性。與化學(xué)修飾相比，酶法改性有幾個顯著的優(yōu)點(diǎn)：1）更高的選擇性和底物特異性，使所得產(chǎn)物具有精心設(shè)計和立體有序的結(jié)構(gòu)；2）較溫和的反應(yīng)條件；3）可持續(xù)。微生物轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（microbial transglutaminase，MTGase）通過催化蛋白質(zhì)的-氨基之間形成交聯(lián)肽鍵，從而誘導(dǎo)蛋白質(zhì)中-(-谷氨酰)-賴氨酸交聯(lián)的形成。Wangtueai等發(fā)現(xiàn)，隨著MTGase濃度的增加，MTGase顯著改變了魚明膠的結(jié)構(gòu)，形成了高分子質(zhì)量聚合物。由于形成了具有非常小空隙的致密、均勻凝膠網(wǎng)絡(luò)，這些改性大大提高了魚明膠的熔點(diǎn)和凝膠強(qiáng)度。但是，Wangtueai等也發(fā)現(xiàn)，過量的酶會導(dǎo)致魚明膠凝膠強(qiáng)度和硬度降低，因?yàn)檫^量的交聯(lián)會抑制均勻蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，甚至在高濃度下顯示出非熱可逆性。

3 明膠復(fù)合凝膠的交聯(lián)類型

水凝膠是許多食物的重要成分，包括酸乳、甜點(diǎn)、醬料和一些肉制品，它提供了理想的外觀、質(zhì)地、風(fēng)味和穩(wěn)定性特征。

目前水凝膠交聯(lián)類型主要分為物理交聯(lián)、化學(xué)交聯(lián)、酶法交聯(lián)和混合交聯(lián)（表3）。

表3 水凝膠的交聯(lián)類型、方法及效果Table 3 Crosslinking types, ways and efficiencies of hydrogel

3.1 物理交聯(lián)

物理交聯(lián)是通過物理相互作用，如靜電吸附、氫鍵、范德華力等形成明膠分子鏈間的纏繞。目前，明膠基水凝膠的物理交聯(lián)方法主要包括反復(fù)凍融法、等離子體法和脫水熱法等。Mauricio等用超聲物理交聯(lián)纖維素納米晶須和淀粉，制備微水凝膠復(fù)合材料，在藥物遞送方面，交聯(lián)纖維素納米晶須的藥物釋放速率降低約2.9 倍。物理交聯(lián)因?yàn)闆]有引入化學(xué)類交聯(lián)劑，所以細(xì)胞毒性相對較低、生物降解性、生物相容性較好。但是通過物理法制備的明膠基水凝膠存在性質(zhì)不穩(wěn)定、力學(xué)強(qiáng)度低等缺點(diǎn)。

3.2 化學(xué)交聯(lián)

明膠的化學(xué)交聯(lián)可在蛋白質(zhì)片段之間形成持久的共價鍵。用于明膠的化學(xué)交聯(lián)劑包括戊二醛、甘油醛、甲醛、京尼平、乙二醛、二醛淀粉和羰基二咪唑。然而，大多數(shù)化學(xué)交聯(lián)劑通常會引起毒性、環(huán)境污染以及導(dǎo)致其他不良影響，所以天然交聯(lián)劑是首選。目前多酚化合物（包括綠茶多酚、迷迭香、咖啡酸和沒食子酸）、有機(jī)酸（乙酸、蘋果酸、草酸和檸檬酸）、草本提取物（肉桂、丁香和八角）等具有用作生物聚合物的天然交聯(lián)劑的潛在應(yīng)用。

3.3 酶法交聯(lián)

明膠分子鏈可在生物酶的催化作用下發(fā)生生化反應(yīng)，從而產(chǎn)生內(nèi)部交聯(lián)，酶法交聯(lián)常用的酶主要有谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶、漆酶、過氧化物酶等。由于沒有化學(xué)交聯(lián)劑的引入，酶法交聯(lián)具有細(xì)胞毒性低、生物相容性好、自然條件下易被降解等優(yōu)點(diǎn)。

3.4 混合交聯(lián)

目前研究的通常思路是將可逆物理交聯(lián)和不可逆共價交聯(lián)混合在一種聚合物結(jié)構(gòu)中，以獲得堅韌的水凝膠。基于這個思路，發(fā)現(xiàn)了拓?fù)淠z、滑環(huán)凝膠、雙網(wǎng)絡(luò)凝膠和雙交聯(lián)凝膠的制備方法。然而，這些水凝膠的主要支架通常是合成聚合物（如聚丙烯酰胺），這使得它們不具有生物相容性和生物降解性。在食品行業(yè)用于制備水凝膠的成分中，蛋白質(zhì)和多糖因其可生物降解性、生物相容性和無毒性等特點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。

添加多糖可加速和強(qiáng)化不同分子內(nèi)和分子間水平的結(jié)構(gòu)形成過程。由蛋白質(zhì)和多糖形成的兩親共軛物可通過蛋白質(zhì)的疏水區(qū)域牢固錨定在食品乳液系統(tǒng)的油水界面上，從而形成黏彈性層，同時，非吸附性多糖區(qū)域提供了空間穩(wěn)定性，可導(dǎo)致凝膠的形成。蛋白質(zhì)和多糖之間的相互作用主要是通過美拉德反應(yīng)的共價鍵，即起始于還原糖與氨基酸或蛋白質(zhì)賴氨酸殘基的-氨基的縮合，以及靜電相互作用、疏水相互作用、氫鍵和范德華相互作用的非共價鍵。

蛋白質(zhì)與明膠可以形成更強(qiáng)和更堅固的凝膠。Badii等發(fā)現(xiàn)，魚明膠與蛋清蛋白形成的凝膠結(jié)構(gòu)顯示出協(xié)同相互作用，從而導(dǎo)致更高的凝膠強(qiáng)度。蛋清-明膠相互作用機(jī)制為：加熱時，一部分明膠（其可逆性未恢復(fù)）與蛋清蛋白非共價結(jié)合，然后蛋清蛋白采用一種構(gòu)象，將其與其他蛋清蛋白的聚集降至最低，最后與對照凝膠相比形成了均勻的強(qiáng)凝膠結(jié)構(gòu)。

4 明膠復(fù)合凝膠黏合劑的功能及應(yīng)用

明膠基水凝膠是以明膠為基礎(chǔ)通過化學(xué)交聯(lián)、物理交聯(lián)、酶法交聯(lián)以及與其他材料復(fù)合等方式而得到的水凝膠。目前明膠黏合劑主要分為高強(qiáng)度凝膠黏合劑和多功能凝膠黏合劑。

4.1 高強(qiáng)度凝膠黏合劑

水凝膠黏合劑易脆，力學(xué)性能差是限制其應(yīng)用的主要原因。近些年，學(xué)者把研究重點(diǎn)放在如何提高水凝膠黏合劑的力學(xué)性能上。如Yuk等在固體表面修飾甲基丙烯酸基團(tuán)，該基團(tuán)可以和水凝膠界面進(jìn)行化學(xué)鍵合，形成高韌性的水凝膠，界面的黏合強(qiáng)度可達(dá)到1 000 J/m，使得高水分含量（超過90%）的水凝膠可以和許多固體材料（玻璃、陶瓷、鋁制品等）進(jìn)行界面黏合；Yuk等在黏合之前對彈性體和水凝膠進(jìn)行預(yù)成型，其次，用二苯甲酮對固化的彈性體表面進(jìn)行改性，與水凝膠進(jìn)行化學(xué)鍵合，利用堅韌水凝膠的耗散特性來實(shí)現(xiàn)堅固的界面；Liu Qihan等則是通過將硅烷偶聯(lián)劑加入到水凝膠和彈性體的體系中，通過硅烷偶聯(lián)劑產(chǎn)生的硅氧烷鍵使得水凝膠和彈性體形成化學(xué)鍵合，增強(qiáng)水凝膠的力學(xué)性能。但以上研究的問題是因彈性體和一些偶聯(lián)劑的引入，人體會產(chǎn)生一定的排斥性。

4.2 多功能凝膠黏合劑

水凝膠與不同材料的復(fù)合使得水凝膠具有不同的功能性質(zhì)，在生活中應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，Katas等分別以花蘑菇基質(zhì)和殼聚糖為還原劑和穩(wěn)定劑，成功合成了具有一定抗菌作用的銀納米顆粒（argentum nanoparticles，AgNPs），然后將AgNPs加入到明膠基水凝膠中用作傷口敷料，表現(xiàn)出良好的抗菌性和生物膜活性。Zhang Min等利用明膠、殼聚糖及水性聚氨酯為原料，制備出一種兼具高機(jī)械強(qiáng)度、抗菌及可生物降解的多功能水凝膠膜，該研究主要是利用明膠的成膠性能及良好的生物相容性、殼聚糖優(yōu)異的抗菌性能及水性聚氨酯優(yōu)異的力學(xué)性能，將三者通過乳液聚合的方法進(jìn)行化學(xué)結(jié)合，構(gòu)建出一種具有抗菌性能的高強(qiáng)度水凝膠膜敷料。Barros等以明膠和海藻酸為原料制備了可生物降解的輸尿管支架，對人體無害，可短期自然降解，成功克服了第1代輸尿管支架的缺陷。況光儀等利用緩降解骨基質(zhì)明膠修復(fù)喉框架缺損，以達(dá)到恢復(fù)喉的外形和功能的目的，是目前最為理想的新喉再造的生物活性材料。

在食品領(lǐng)域中，Zhang Jing等發(fā)現(xiàn)多糖-蛋白質(zhì)雙網(wǎng)絡(luò)（double network，DN）水凝膠系統(tǒng)可作為生物活性化合物的口服遞送載體，DN水凝膠表現(xiàn)出高機(jī)械強(qiáng)度，因?yàn)樗牡?個網(wǎng)絡(luò)有效耗散了能量，而第2個網(wǎng)絡(luò)在變形過程中保持了水凝膠的完整性。與以蛋白質(zhì)為唯一成分的水凝膠相比，DN水凝膠在腸道中運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)的效率更高，因?yàn)槟z中的多糖網(wǎng)絡(luò)保護(hù)蛋白質(zhì)免受胃蛋白酶降解和胃中酸性環(huán)境的影響。Ding Mengzhen等用丙酮、戊二醛交聯(lián)明膠納米顆粒，制備負(fù)載魚油的皮克林（Pickering）乳液，可有效保護(hù)魚油中的活性成分，增加水溶性，隔離魚腥味。Wang Xiaoyan等用殼聚糖/明膠復(fù)合顆粒作為一種新型的Pickering乳化劑，顯示出更小的液滴尺寸和更好的長期穩(wěn)定性，用于生產(chǎn)食品和非食品應(yīng)用的無表面活性劑和生物基O/W乳液。Ge Liming等通過1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亞胺/-羥基琥珀酰亞胺將迷迭香酸（rosemary acid，RosA）化學(xué)偶聯(lián)到明膠骨架上，制備出明膠-G-RosA偶聯(lián)物，然后將其用甘油增塑并用二醛黃原膠交聯(lián)，以制備活性明膠基可食用薄膜。結(jié)果表明，RosA-明膠可食用薄膜具有良好的耐水性、較強(qiáng)的機(jī)械性能和優(yōu)異的紫外線阻隔能力、有效的抗氧化和長期抗菌活性，在食品和藥品包裝領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

在其他領(lǐng)域中，Hou Jiliang等以丙烯酸丁酯為主要成分，丙烯酸二環(huán)戊酯為交聯(lián)劑進(jìn)行乳液聚合，形成大分子微球，使其作為疏水締合的交聯(lián)中心，制備快速可恢復(fù)、抗疲勞、超韌的DN水凝膠。該方法可以有效阻止水凝膠裂紋擴(kuò)展趨勢，所制備的DN水凝膠拉伸應(yīng)變高達(dá)2 100%，拉伸應(yīng)力也達(dá)到1.48 MPa，在保護(hù)套、保護(hù)涂層、防塵罩等領(lǐng)域有潛在應(yīng)用前景。Ren Kai等用海藻酸鈉胺化明膠，與聚吡咯通過低溫制備了自愈合導(dǎo)電水凝膠，海藻酸鹽和明膠網(wǎng)絡(luò)中存在大量可逆的席夫堿單元，可作為動態(tài)交聯(lián)劑修復(fù)水凝膠。這在可修復(fù)電路、柔性傳感器設(shè)備方面具有潛在的應(yīng)用。

5 結(jié) 語

明膠因其獨(dú)特的理化特性而被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品等諸多領(lǐng)域。為了滿足全球大多數(shù)消費(fèi)者對明膠日益增長的需求，有必要進(jìn)一步研究和探索魚明膠和家禽類明膠作為哺乳動物明膠的替代品。目前，從魚和家禽的皮膚和骨頭中開發(fā)明膠來源的進(jìn)展很快，還有駱駝明膠、鱷魚明膠、鴨明膠等。這些未來均可能會作為重要的商業(yè)明膠來源，但更重要的是其可能具有新穎、獨(dú)特的功能特性。

明膠作為常用的凝膠，因其穩(wěn)定性與凝膠特性方面還存在缺陷，研究開發(fā)改性明膠的功能特性與改性程度之間的關(guān)系，將直接有利于更高品質(zhì)明膠的產(chǎn)業(yè)化。基于改性明膠的水凝膠在醫(yī)學(xué)及食品領(lǐng)域有廣泛用途，如支架、傷口敷料、可食性薄膜及口服遞送載體等。但在改性交聯(lián)前仍有許多重要問題急需解決，因此還需大量科學(xué)研究來解釋改性明膠交聯(lián)后如何影響食品的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和加工特性，并結(jié)合其他分析方法進(jìn)行研究，如感官、流變學(xué)和摩擦學(xué)分析。明膠基水凝膠在未來會和各種功能材料相結(jié)合，衍生出各種功能，在生產(chǎn)生活方面會有更廣闊的應(yīng)用。