Кератин - порошокфиброзный белок, вырабатываемый эпителиальными клетками животных. Основные компоненты, входящие в состав волос, перьев, рогов, доспехов, копыт, шелка и т. д., оказывают защитное действие на животных. Его можно разделить на две категории: первая — альфа-кератин, белок, содержащийся в волосах, рогах, ногтях, копытах и т. д., с обильным содержанием цистеина в молекуле; Другой тип — бета-кератин, такой как фиброин шелка, который не содержит цистеина или цистеина в своей молекуле, но имеет высокий уровень глицина, аланина и серина. Химические свойства чрезвычайно стабильны, с особенно высоким содержанием дисульфидных связей. В нормальных условиях он нерастворим в воде, растворах солей, разбавленных кислотах и разбавленных растворах щелочей, но может растворяться в растворах неорганических сульфидов. Кожевенная промышленность использует неорганические сульфиды для удаления кожи, используя это свойство. Шерсть и шелк, состоящие в основном из кератина, являются чрезвычайно важными текстильными материалами. Фиброин шелка представляет собой кератин, который составляет 70-75% шелка и является нерастворимой частью шелка. Его внешний слой покрыт серицином (разновидностью глобулина), на долю которого приходится около 22-24%. Он не нитевидный и может растворяться в горячей воде. В шелковой промышленности натуральный шелк (широко известный как шелк-сырец) необходимо кипятить в воде для растворения и удаления белка серицина, чтобы перерабатывать натуральный шелк в яркие и очень мягкие шелковые волокна для ткачества.
1. Механический метод
Механическая экстракция кератина в основном включает нагревание и давление для разрыва и гидролиза дисульфидных связей между молекулами кератина в волокнах волос и даже внутри них, тем самым превращая кератин в волосах в растворимый кератин. Механические методы можно разделить на метод гидролиза под высоким давлением и метод расширения под высоким давлением, метод экструзии и метод экструзии. Во время процесса гидролиза в реакционный котел можно добавлять кислоту и щелочь, чтобы получить метод высокотемпературного гидролиза разбавленной кислоты под давлением и метод гидролиза разбавленной щелочи при высокой температуре под давлением соответственно. Среди них метод расширения является лучшим, поскольку его температура гидролиза относительно низкая, время относительно короткое, а продукт сыпучий и его легко измельчить в порошок.
2. Химический метод
В зависимости от используемого сырья и реагентов химические методы обычно можно разделить на кислотно-щелочную обработку, восстановление, окисление и т. д. При растворении кератина химическими методами к нему часто добавляют определенное количество денатурирующих агентов, поверхностно-активных веществ и т. д. разрушать межмолекулярные силы, водородные связи и т. д., чтобы повысить растворимость молекул кератина.
Основной процесс кислотно-щелочной обработки заключается в сначала набухании волос кислотой или щелочью, а затем их гидролизе при определенной температуре с получением растворимого кератина. Для повышения эффективности растворения обычно необходимо использовать его вместе с восстановителем. Во время этого процесса концентрация кислотности и щелочности, а также температура реакции могут влиять на молекулярную массу и выход кератина. В процессе кислотно-основного растворения неизбежно происходит гидролиз пептидных связей и распад дисульфидных связей в белковых макромолекулах. Следовательно, в этом методе необходимо разрешить противоречие между выходом и молекулярной массой кератина. Обычно кератин с большей молекулярной массой можно получить за более короткое время растворения, но выход кератина ниже; Однако длительное растворение может легко привести к разрыву пептидных связей в молекулах кератина, что приведет к образованию продуктов с более низкой молекулярной массой; Чем выше выход растворимого кератинового продукта, тем меньше его молекулярная масса.
2.2 В методе восстановления используется восстановитель для восстановления дисульфидных связей в молекулах кератина до тиоловых групп, в результате чего получается растворимый кератин. В качестве восстановителей обычно используются тиоловые соединения, такие как меркаптоацетат натрия, 2-меркаптоэтанол, меркаптоуксусная кислота и дитиотреитол. Кератин, содержащий большое количество тиоловых групп, полученный путем восстановления, необходимо защищать соответствующими реагентами из-за высокой реакционной способности тиоловых групп, которые легко окисляются, чтобы получить стабильный раствор кератина; Обычно для защиты тиоловых групп используются поверхностно-активные вещества, такие как додецилсульфонат натрия [22] или рамнолипиды. Эти вещества также могут снижать поверхностное натяжение молекул кератина и повышать растворимость кератина [23]. Кроме того, в качестве восстановителей также можно использовать сульфиды металлов, например сульфид натрия, который может восстанавливать дисульфидные связи и растворять кератин; Гуанидин или гидрохлорид гуанидина также можно использовать для полного растяжения пептидной цепи, полного раскрытия функциональных групп, а затем восстановления и экстракции денатурирующим агентом. Использование комбинации восстановителей: сульфитных/карбоксамидных соединений/органических соединений натриевой соли, смешанных с сырьем, использование ступенчатого восстановления для открытия дисульфидных связей, а затем защита кератина поверхностно-активными веществами может предотвратить окисление кератина. Молекулярно-массовое распределение основных продуктов находится в пределах 40-80кД. Реагенты, используемые в методе восстановления, относительно мягкие, с меньшим повреждением пептидной цепи, что приводит к более высокой молекулярной массе и выходу кератиновых продуктов; Обычно предпочтительный метод химической экстракции.
3 Метод окисления
Основной принцип заключается в использовании окислителей для окисления дисульфидных связей в кератине до групп сульфоновой кислоты с образованием растворимого кератина.
Окислителями, используемыми в методе окисления, обычно являются пероксиды, такие как муравьиная кислота, надуксусная кислота и перекись водорода. Сульфирование Na2SO3 и окисление гидроксидом меди-аммония превращают цистиновую группу в S-тиоцистеин и центрифугируют гель, подобный кератину, с помощью системы фильтрации с мягкой гравитационной подачей. Отделите гель, как раствор производного кератина с высоким содержанием S-сульфоната, добавьте хелатирующий агент, а затем используйте метод изоэлектрической точки для осаждения и разделения промежуточного нитчатого белка и белка с высоким содержанием серы S-сульфированного кератина. Однако в процессе окисления неизбежно произойдет явление окислительного разрушения пептидной цепи, поэтому средняя молекулярная масса кератина, полученного методом окисления, невелика.
4 Биологический закон
Основной метод заключается в использовании разрушения кератина кератиназой для расщепления нерастворимого кератина на растворимый кератин. Благодаря специфической функции разложения природного кератина кератиназой, она может значительно улучшить растворимость кератина. Однако этот метод обычно занимает много времени, и продукты в основном представляют собой пептиды с более низкой молекулярной массой.
Иоланда
Мобильный: +86 -29-86107037-8012
Электронная почта:sales9@konochemical.com
Тел/Вечат: 18729555803