[实用新型]用于测量胶原膜的热收缩性的装置

说明书

一种用于测量胶原膜的热收缩性的装置，其中，该装置设置有水热容器桶和用于加热水浴的可调节加热器、温度探针、用于所述膜的试样的抓取夹、构造为搁置在桶的边缘上并且容纳上抓取夹的第一杆、固定到桶的底部的一组滑轮和用于将试样的张力传递到桶的外部的第二杆、设置有位移传感器的位移测量单元和设置有用于获取、处理和显示位移和温度数据的程序装置的处理器。该装置简单、经济、可靠，能够提供与通过诸如DSC的量热技术获得的数据相当的数据，并且便于在同一过程中对多个样品进行测试。

技术领域

本实用新型属于食品领域，特别地，其涉及一种用于测量胶原膜的热收缩性的装置，该胶原膜被制造为食品包装材料，主要是肉。

背景技术

一个多世纪以来，天然胶原的一些热特性已为人所知，例如当在某些温度下加热时收缩。付罗丽(Flory)等人在1950年代对这一方面进行了广泛研究，他们提出了收缩机制。其中，他们描述了如何通过此蛋白质的结晶相和无定形相之间的转变产生胶原的热收缩；并且他们证明了该转变完全类似于涉及其他结晶聚合物的融合的转变。该过程被描述为“凝胶化”或也被描述为“变性”。

胶原具有表现分级结构的结构，这是生物系统的特征。胶原的化学结构通过由氢键连接的三条链的螺旋“原胶原”而出现；“微纤维”，具有前述物质的五重对齐，具有约64nm的方向重复，以及胶原“原纤维”，其由以四方晶格填充的微纤维组成。在生物组织中，原纤维被主要由粘多糖组成的另外的原纤维基质包围。最近的研究(阿德米尔麦思科(AdmirMasic)等；2015；马克斯普朗克研究所(Max Planck Institute)，马萨诸塞州)进一步表明，水是胶原的螺旋结构的组成部分，约占物质重量的 60％。

已经提出胶原变性的开始开始于三螺旋的解旋。在称为Ts的一定温度下，热能的贡献导致三螺旋协同熔化，并且胶原分子从具有高度拉长的线性螺旋形状变成小得多的平均长度随机球形，这在宏观上作为胶原纤维的非常显著的收缩而被观察到。因此，在所观察到的热学方面(热吸收、变性焓等)和机械方面(缩短程度、产生的张力等)之间存在高度相关性，因为这两者都是单一过程，胶原分子晶体结构的熔化的反映。

随后，在温度升高的过程期间，可能发生热不稳定交联的水解，而热稳定交联的维持是胶原原纤维内残余张力的原因。

还已经显示胶原的热性质随动物的年龄和环境条件而变化。将分子结构与胶原的稳定性联系起来的收缩温度测试在制皮行业中是常规的，以评估鞣制过程的充分性，并且在预定的潮湿条件(水热)下进行，因为胶原的热性质取决于所述材料的含水量。

从热力学分析中，在一定温度下出现的完整原胶原三螺旋结构向无序结构的转变反应开始时，观察到活化自由能随着蛋白质的等电稳定性的增加而增加，这取决于培养基的pH。根据蔡特(Chater)的观察(1929)，此稳定性向pH中性区域增加，并向极值降低。因此，收缩温度随着胶原的化学稳定性的增加而增加。收缩温度由泰斯(1946)定义为“以温度为单位表达的胶原的结构稳定性的量度”。因此，通过增加胶原变性的活化自由能来增加胶原的化学稳定性的处理，也增加了胶原的热稳定性，因为收缩温度随着所述处理而增加。

热稳定性可以各种方式测量；例如，收缩温度(Ts)可通过研究在逐步加热过程期间以预定速率(ΔT/T)浸入水中的皮革条的收缩开始来确定；然而，表观收缩温度取决于加热速率，使得当加热速率增加时，随着收缩变得可见而测量的温度也更高。这使得此技术有些不精确，特别是当材料的性质可改变反应的动力学时。