胶原

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《皮革工业手册制革分册》第32页（1945字）

(一)几种原料皮胶原的氨基酸平均组成

表1－25 几种原料皮胶原的氨基酸平均组成

(二)胶原分子结构

胶原的单体是原胶原。原胶原分子的相对分子质量为30万，呈细棒状，长30nm，直径1．5nm，它是由三条右手螺旋的α肽链拧成一股绳状右手螺旋。构成原胶原分子的多肽链有α₁链和α₂链。α₁链又有四种形式：即α₁(Ⅰ)、α₁(Ⅱ)、α₁(Ⅲ)、α₁(Ⅳ)。这样组成原胶原分子的α肽链实际上有五种。这五种α肽链的氨基酸组成基本相似，但排列顺序不同。上述的五种α肽链组成四种不同类型的原胶原分子，见表1－26。

表1－26 不同类型的原胶原分子的α肽链组成

(三)原胶原分子的生物合成

原胶原分子的生物合成分为两个阶段；在细胞粗面内质网内生物合成前胶原分子，分泌到细胞外；在细胞外前胶原分子受内肽酶的作用切除N端区和C端区，即为原胶原分子，见图1－21和图1－22。

图1－21 原胶原分子生物合成示意图

图1－22 前胶原分子和原胶原分子结构示意图

(四)胶原纤维的形成及结构(以牛皮为例)

原胶原分子→初原纤维(Protofibril)→纤丝(Filament)或d=3．5nm

亚原纤维(Subfibril)→原纤维(Fibril)或微纤维(microfiber)→d=50～200nm

基元纤维(Primitive fiber)→纤维束(Fiber)

d=5μm d=200μm

胶原纤维形成过程见图1－23。

图1－23 胶原纤维形成过程示意图

(五)胶原的主要性质

胶原在绝干状态下是微白、硬而脆的物质，相对密度为1．4。

胶原不溶于冷水和有机溶剂。

胶原是一种两性聚电解质，牛皮胶原的等电点为7．5～7．8。在等电点时，胶原膨胀最小。胶原的酸容量为0．82～0．9mmol(一价酸或二价酸)，碱容量0．4～0．5mmol(一价碱或二价碱)。

胶原在酸碱溶液中发生胶解和水解。氢氧化钙的胶解能力最大。强酸的胶解能力又比强碱的大。如果强酸或强碱浓度大或处理时间过长，使胶原发生水解。制革加工过程要求胶原受到适度胶解，有利于胶原纤维结构的松散；不希望胶原过度水解，否则皮质损失过多，影响成革品质。

胶原在食盐的稀溶液中仅有微微膨胀，当食盐浓度较大时才能引起脱水作用，此时胶原的收缩温度略为提高。硫酸盐、硫代硫酸盐、碳酸盐在任何浓度下都会引起胶原脱水，但吸附性小。胶原在钙盐、镁盐、钡盐等任何浓度中都会产生剧烈膨胀，纤维束缩短，变粗，它的收缩温度也显着降低。在制革生产过程中应用中性盐的工序有浸水、脱水、浸酸等。

有些蛋白酶可以水解胶原，如胰凝乳蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、胶原酶等。胰蛋白酶仅作用变性胶原。胰蛋白酶的专一性是水解赖氨酰和精氨酰C端的肽键。它水解变性胶原的最适合条件是：pH值8．1～8．2，温度37℃。

胶原纤维在水中受热到一定的温度就要自行收缩蜷曲，此时产生胶原纤维变形的水的温度，称为收缩温度，用T。表示。各种原料皮的收缩温度见表1－27。

表1－27 各种原料皮的收缩温度

鞣制对胶原收缩温度的影响见表1－28。

表1－28 鞣制对胶原收缩温度的影响