肽鍵是膠原肽鏈的主要化學鍵，分子間交聯結構使膠原肽鏈組裝成為膠原分子和原纖維。膠原肽鏈和分子間交聯的破壞會導致膠原纖維的分散和溶解。而主鏈肽鍵的斷裂會導致產生膠原多肽直至氨基酸。膠原降解 (degradation) 的主要方法有酸水解、堿水解、酶解以及熱降解等。傳統的明膠生產中，生皮就經過了上述水解過程。此外，製革加工的邊角料的再利用也需要使皮膠原降解方法。
12.6.1酸、堿水解
膠原肽鏈的端基和側鏈上均含有氨基和羧基，即存在著許多堿性基團和酸性基團，它們在溶液中能與酸或堿結合。膠原肽鏈的酸性基團或堿性基團分別結合上酸或堿後，膠原分子間及肽鏈間的離子交聯鍵和氫鍵將被打開，膠原將吸水發生酸膨脹或堿膨脹，時間延長，各種交聯鍵和次級鍵逐漸被破壞，膠原發生酸溶或堿溶。如果酸或堿的濃度較大，溫度較高，或是時間較長，膠原的肽鍵也將發生水解而斷裂，膠原分子將逐步由大的肽水解成小肽，直至水解成氨基酸。
低濃度的酸處理可以獲得酸溶膠原。用0.1mol/L的醋酸長時間浸泡皮塊，皮中的未交聯膠原可以溶解到醋酸溶液中，但溶解量極少。通過冷凍幹燥，可得到未變性的酸溶膠原。
長時間的酸或堿處理，可以引起膠原的交聯結構嚴重破壞和某些肽鍵的斷裂，從而導致膠原的溶解。有文獻報道：未經過處理的豬皮，在80℃浸提8h，隻有4.5%膠原被溶解。經過酸堿處理，其結果完全不同。堿處理條件為：2％～5％的石灰懸液，20℃，處理時間50～80天。酸處理條件為：5％的無機酸，20℃，處理時間1～2天。經過上述方法處理的皮組織在中和後用60～90℃熱水浸提，超過90％的膠原被溶解。這樣獲得的溶解膠原的分子質量低於70ku，這表明其肽鏈已經發生了斷裂。
在長時間的堿水解過程中，膠原的側鏈酰胺會被水解，堿水解前的膠原含氮量為18.6%，強烈堿處理後得到的明膠，含氮量不到8%。
膠原蛋白堿水解可能導致產生外消旋氨基酸。在同樣條件下，酸引起的降解比堿更強烈。但是酸水解產生的氨基酸都是L-氨基酸。
12.6.2酶水解
膠原纖維由於廣泛的共價交聯，其結構穩定，不能被普通的蛋白酶所水解。隻有膠原酶才能對膠原的降解起關鍵作用。膠原在膠原酶作用後，有兩種分解方式：
一種是多步驟分解，即原膠原分子被膠原酶分解成兩部分後，被非特異性中性蛋白酶繼續水解，逐步水解成多肽、三肽、二肽，直至遊離氨基酸；另一種是溶酶體分解，由於分子間存在著共價鍵，原膠原分子被酶分解時，同時會產生一部分大肽，這種大肽片斷可直接被細胞吞噬，在細胞內溶酶體酸性條件下由組織蛋白酶B1進一步分解。
在膠原的酸法提取過程中，為了提高膠原的溶出率，常常先用木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等對生皮進行處理，然後再用稀酸提取。這些酶隻作用於膠原的非螺旋端肽，而不會改變膠原的三股螺旋結構，但引起α1和α2鏈展開。所獲得的膠原保持了生物活性和抗原性低。
製備方法是：將生皮脫毛、洗淨，用丙酮脫去脂肪，切碎，加入胃蛋白酶，於0～4℃在0.5mol/L乙酸溶液中處理20h，離心分離，收集上清液，並用氫氧化鈉溶液調節上清液的pH至10，靜置24h，使胃蛋白酶失活；接著用稀乙酸將體係pH調至7左右，得膠原沉澱，離心分離，將膠原沉澱重新溶解於0.5 mol/L乙酸中，然後在0.02mol/L的Na2HPO4（pH 8.6）溶液中透析，所得膠原沉澱再溶解於0.5mol/L乙酸中，冷凍幹燥，即得膠原產品，或不進行冷凍幹燥直接置於冰箱中4℃保存、待用。
如果是在37℃下的胃蛋白酶提取，得到的膠原的相對分子質量分布很寬，說明溫度升高，將使膠原分子發生降解作用。所以，保持提取過程中的低溫是提取具有三螺旋結構膠原分子的保證。
用枯草杆菌AS1.398蛋白酶作用浸堿皮塊，所獲得的蛋白水解物的相對分子質量要低於傳統堿法得到的明膠，而用胰酶作用皮提取的明膠雖然相對分子質量較大，但提膠率卻很低。
胡勝、李誌強等研究了蛋白酶、熱溶法相結合的方法溶解豬皮膠原纖維、製備膠原水解物。考察了166蛋白酶和AS1.398蛋白酶的酶用量、酶作用時間和溫度、熱溶解時間和溫度等條件對皮溶解率、水解產物相對分子質量分布和黏度的影響。結果顯示：與堿法明膠不同，酶解膠原水解物的相對分子質量較高，相對分子質量分布不連續。
12.6.3熱解
膠原纖維有較高的熱穩定性。其變性溫度高達67℃以上。超過這一溫度，膠原分子中的交聯結構和肽鏈的某些位點會被破壞，膠原纖維發生強烈溶解並且伴隨肽鏈的降解，所得產物即為明膠（gelatin）。