明胶是胶原部分水解而得到的一类蛋白质,明胶与胶原具有同源性。胶原具有棒状三股螺旋结构,当其部分水解制备明胶的过程中,胶原的这种三螺旋结构发生部分分离和断裂。明胶的氨基酸组成与胶原相似,但因预处理的差异,组成成分也可能不同。
由氨基酸构成的多肽链存在着亲水区和疏水区,因而明胶和一些表面活性剂一样具有适当的表面活性。研究表明,明胶溶液的表面张力与其浓度、温度、pH值等因素有关。在明胶溶液浓度为1%或1%以下、温度为10~45℃,在溶液形成少于1小时的界面上进行测定,发现在pH=2~3之间其表面张力大,而小表面张力则出现在等电点处。研究还指出,表面张力在30℃以下随温度而直线下降,在30~40℃之间下降更为急剧,在40℃以上时随着温度的不断增高而进一步下降,其下降速率比纯水的要大。凡出现老化的地方,表面张力一般会随时间而下降。
明胶凝胶在冷却到0℃以下时,内部水分结冰,其结晶晶格的引力超过了明胶分子对水分子的引力,水分就在凝胶内部网络中间形成冰的结晶,并逐渐扩大。温度越低,结晶的水分越多。在俄罗斯的寒冷季节,有时利用天然冷风使明胶淡液结出冰晶,得到浓缩的凝胶,这比蒸发法减少水分既经济而又不影响质量。
皮明胶在结冰时冰晶在凝胶内部形成,将冰晶除去,剩下一个和冻豆腐类似的立体网络;但在骨明胶结冰时,冰晶在凝胶的表面及四周产生。这说明非常相似的两种明胶,其凝胶中的分子结构与组织并不完全相同,骨明胶内部的水分可以更自由地运动。
商品明胶黏度与浓度的关系在早期研究中被确定为“黏度是浓度的指数函数”;随后的研究发现,黏度的对数对浓度作图始终是一条曲线,只是随着浓度的增加而曲率呈下降趋势。明胶浓溶液的黏度在等电点pH下处于低值,而在盐溶液加入时,所有pH值下的溶液黏度均相应地降低。
明胶按照生产方式分为碱法明胶(又称B型明胶)、酸法明胶(又称A型明胶)、酶法明胶。三种明胶大的不同点即为明胶生产过程中的前处理过程采用不同的方法。B型明胶的产量居三种明胶,原料在碱性介质中预处理,中和后在中性介质中提取得到。A型明胶是指原料在酸性介质中预处理,酸性介质中提取得到的明胶。酶法明胶是指原料经酶预处理,在适度pH值的介质中提取的明胶。