药用明胶的物理化学性质与应用

明胶（gelatin）为浅棕黄色或淡黄色透明脆性固体。其原料胶原是一种纤维蛋白，存在于动物（猪、牛等）的结缔组织（包括软组织、动物皮和腱骨）和硬骨料组织中。市售品为无臭、无味的透明薄片、颗粒或粉末。明胶是动物胶原蛋白部分水解的产物，分子量为1.5× 104～2.5×105。明胶主要组成为分子量分布宽的多肽分子混合物，其中几种常见的氨基酸及含量分别为：谷氨酸11.1％～11.7％，甘氨酸26.4％～30.5％，脯氨酸14.5％～14.8％和丙氨酸8.6％～11.3％；其余氨基酸含量从高到低分别为：精氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、丝氨酸、亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、羟赖氨酸、组氨酸、蛋氨酸和酪氨酸。

明胶的制备是通过胶原蛋白分子部分水解、三螺旋结构发生部分分离和断裂而形成明胶分子的。药用明胶按制法的不同分为两类：

（1）经酸水解获得的明胶称为A型明胶或酸法明胶，酸法处理可以降低成本，缩短原料预处理时间。其制法是先将原料（一般是猪皮）用冷水洗净，浸渍于pH为1～3的酸液（质量分数不超过5％的盐酸、硫酸或磷酸）中，在15～20℃温度下消化至完全胀开；再用水洗去过量的酸，在pH为3.5～4.0时，用热水提取。在动物皮等组织中，非胶原蛋白和黏蛋白的等电点为pH4.0，在提取明胶的酸度条件下，这些蛋白溶解度小且易凝结。

（2）经碱水解制备的称为B型明胶或碱法明胶，一般使用除去无机物的骨或皮，在15～20℃氢氧化钙中保存1～3个月，石灰处理之后，用冷水尽量洗去石灰。这种原料的溶液先用酸中和，再同酸处理法提取明胶。

1.基本性质

市售明胶无味，无臭，为淡黄色的薄片或粒状。酸法明胶密度为1.325g/cm3，碱法明胶密度为1.283g/cm3，含水质量分数为9％～11％。酸法明胶和碱法明胶的物理化学性质见表4.3.1。(www.xing528.com)

表4.3.1 药用明胶的物理化学指标

明胶溶于水、多元醇的水溶液及极性大可形成氢键的有机溶剂，如醋酸、三氟乙酸和甲酰胺等；不溶于丙酮、四氯化碳、乙醇、醚、苯、二甲基甲酰胺等极性小和非极性的有机溶剂。明胶吸水放热，溶胀的明胶颗粒在35℃以上溶解较快。明胶与其他蛋白质一样，在不同pH溶液中，可形成正离子、负离子或两性离子（等电点A）。在等电点时，明胶溶胀性最小；pH高于等电点时，主要是阳离子影响溶胀；pH低于等电点时，可选择适当的阴离子控制溶胀。溶胀速度符合二级动力学方程。明胶可被大多数蛋白水解系统水解而生成氨基酸。

明胶能够形成稳定的非均相悬浮液，有效地阻止晶体或粒子的聚集，可以在化妆品和药品中的水包油型分散体的乳化剂。0.5％以上的明胶溶液在35～40℃时形成凝胶。凝胶化过程可能包括三个阶段：①单个分子链重排成规则的螺旋状或胶原蛋白折叠。②2个或3个规则链段联合生成晶体。③分子间氢键的形成使螺旋结构稳定。凝胶的刚性或胶冻强度与温度、浓度和pH等有关，明胶的固有强度则与添加剂有关。加入盐能够使明胶溶液形成凝聚层。此外，明胶溶液在加入反离子聚合物或大分子后也会发生凝聚，常利用该性质进行微囊化。明胶溶液在室温下易形成网状结构，分子量愈大，分子链愈长，则愈有利于形成网状结构，黏度也愈大。在无菌条件下存放在阴凉处，明胶水溶液可长时间保持稳定。明胶应置于密闭容器中，储存于阴凉干燥处。明胶注射后可能会产生过敏反应。

2.在药剂中的应用

明胶广泛应用于各种药物制剂中，最常用于制备硬胶囊壳；作为可生物降解的骨架材料；制成明胶浆作为片剂的润湿剂或黏合剂；由于明胶制成的颗粒硬度较大，故适用于口含片，在口腔中缓慢崩解，并对舌有滑润舒适感。