Keratyna to proszekwłókniste białko wytwarzane przez komórki nabłonkowe zwierząt. Główne składniki tworzące włosy, pióra, rogi, zbroję, kopyta, jedwab itp. Mają działanie ochronne na zwierzęta. Można ją podzielić na dwie kategorie: jedna to alfa keratyna, czyli białko występujące we włosach, rogach, paznokciach, kopytach itp., posiadające dużą zawartość cysteiny w cząsteczce; Innym rodzajem jest beta keratyna, taka jak fibroina jedwabiu, która nie zawiera w swojej cząsteczce cysteiny ani cysteiny, ale ma wysoki poziom glicyny, alaniny i seryny. Właściwości chemiczne są wyjątkowo stabilne, ze szczególnie wysoką zawartością wiązań dwusiarczkowych. W normalnych warunkach jest nierozpuszczalny w wodzie, roztworach soli, rozcieńczonych kwasach i rozcieńczonych roztworach zasad, ale może rozpuszczać się w nieorganicznych roztworach siarczków. Przemysł skórzany wykorzystuje nieorganiczne siarczki do usuwania skóry, wykorzystując tę właściwość. Wełna i jedwab, składające się głównie z keratyny, to niezwykle ważne materiały tekstylne. Fibroina jedwabiu to keratyna, która stanowi 70-75% jedwabiu i jest jego nierozpuszczalną częścią. Jej zewnętrzna warstwa pokryta jest serycyną (rodzaj globuliny), która stanowi około 22-24%. Nie jest nitkowaty i można go rozpuścić w gorącej wodzie. W przemyśle jedwabniczym naturalny jedwab (powszechnie znany jako surowy jedwab) należy gotować w wodzie w celu rozpuszczenia i usunięcia białka serycyny, aby przetworzyć naturalny jedwab w jasne i bardzo miękkie włókna jedwabiu do tkania.
1. Metoda mechaniczna
Mechaniczna ekstrakcja keratyny obejmuje głównie ogrzewanie i nacisk w celu rozerwania i hydrolizy wiązań dwusiarczkowych pomiędzy cząsteczkami keratyny we włóknach włosów, a nawet w ich obrębie, zamieniając w ten sposób keratynę we włosach w rozpuszczalną keratynę. Metody mechaniczne można podzielić na metodę hydrolizy wysokociśnieniowej i metodę ekspandowania pod wysokim ciśnieniem, metodę wytłaczania i metodę wytłaczania. Podczas procesu hydrolizy do kotła reakcyjnego można dodać kwas i zasadę, tworząc odpowiednio metodę hydrolizy rozcieńczonego kwasu pod ciśnieniem w wysokiej temperaturze i metodę hydrolizy rozcieńczonego kwasu pod ciśnieniem w wysokiej temperaturze. Wśród nich metoda ekspandowania jest lepsza, ponieważ temperatura hydrolizy jest stosunkowo niska, czas jest stosunkowo krótki, a produkt jest sypki i łatwy do sproszkowania.
2. Metoda chemiczna
W zależności od różnych stosowanych surowców i odczynników, metody chemiczne można ogólnie podzielić na obróbkę kwasowo-zasadową, redukcję, utlenianie itp. Podczas rozpuszczania keratyny metodami chemicznymi często dodaje się pewną ilość środków denaturujących, środków powierzchniowo czynnych itp. zakłócać siły międzycząsteczkowe, wiązania wodorowe itp., w celu zwiększenia rozpuszczalności cząsteczek keratyny.
Podstawowy proces kuracji kwasowo-zasadowej polega na pierwszym pęcznieniu włosów kwasem lub zasadą, a następnie hydrolizie w określonej temperaturze w celu uzyskania rozpuszczalnej keratyny. Aby poprawić skuteczność rozpuszczania, zwykle konieczne jest użycie go w połączeniu ze środkiem redukującym. Podczas tego procesu stężenie kwasowości i zasadowości, a także temperatura reakcji mogą wpływać na masę cząsteczkową i wydajność keratyny. Podczas procesu rozpuszczania kwasu i zasady nieuchronnie następuje hydroliza wiązań peptydowych i rozkład wiązań dwusiarczkowych w makrocząsteczkach białka. Dlatego w tej metodzie należy rozwiązać sprzeczność między wydajnością a masą cząsteczkową keratyny. Ogólnie rzecz biorąc, keratynę o większej masie cząsteczkowej można otrzymać w krótszym czasie rozpuszczania, ale wydajność keratyny jest niższa; Jednakże długotrwałe rozpuszczanie może łatwo spowodować zerwanie wiązań peptydowych w cząsteczkach keratyny, co skutkuje produktami o niższej masie cząsteczkowej; Im wyższa wydajność rozpuszczalnego produktu keratynowego, tym mniejsza jest jego masa cząsteczkowa.
2.2 Metoda redukcji wykorzystuje środek redukujący w celu redukcji wiązań dwusiarczkowych w cząsteczkach keratyny do grup tiolowych, w wyniku czego powstaje rozpuszczalna keratyna. Stosowanymi środkami redukującymi są na ogół związki tiolowe, takie jak merkaptooctan sodu, 2-merkaptoetanol, kwas merkaptooctowy i ditiotreitol. Keratyna zawierająca dużą ilość grup tiolowych otrzymana w wyniku redukcji wymaga zabezpieczenia odpowiednimi odczynnikami ze względu na wysoce reaktywny charakter grup tiolowych, które łatwo ulegają utlenieniu, aby otrzymać stabilny roztwór keratyny; Zazwyczaj do ochrony grup tiolowych stosuje się środki powierzchniowo czynne, takie jak dodecylosulfonian sodu [22] lub ramnolipidy. Substancje te mogą również zmniejszać napięcie powierzchniowe cząsteczek keratyny i zwiększać rozpuszczalność keratyny [23]. Ponadto siarczki metali można również stosować jako środki redukujące, takie jak siarczek sodu, który może redukować wiązania disiarczkowe i rozpuszczać keratynę; Guanidynę lub chlorowodorek guanidyny można również zastosować do całkowitego rozciągnięcia łańcucha peptydowego, całkowitego odsłonięcia grup funkcyjnych, a następnie redukcji i ekstrakcji środkiem denaturującym. Stosowanie kombinacji środków redukujących: siarczyny/związki karboksyamidowe/sól sodowa, związki organiczne zmieszane z surowcami, stopniowa redukcja w celu otwarcia wiązań dwusiarczkowych, a następnie ochrona keratyny środkami powierzchniowo czynnymi może zapobiec utlenianiu keratyny. Rozkład masy cząsteczkowej głównych produktów mieści się w zakresie 40-80kD. Odczynniki stosowane w metodzie redukcji są stosunkowo łagodne, powodują mniejsze uszkodzenia łańcucha peptydowego, co skutkuje wyższą masą cząsteczkową i wydajnością produktów keratynowych; Zwykle preferowana metoda ekstrakcji chemicznej.
3 Metoda utleniania
Podstawową zasadą jest użycie utleniaczy do utlenienia wiązań dwusiarczkowych w keratynie do grup kwasu sulfonowego, tworząc rozpuszczalną keratynę.
Utleniaczami stosowanymi w sposobie utleniania są na ogół nadtlenki, takie jak kwas mrówkowy, kwas nadoctowy i nadtlenek wodoru. Sulfonowanie Na2SO3 i utlenianie wodorotlenkiem miedziowo-amoniowym przekształca grupę cystynową w S-tiocysteinę i odwirowuje żel podobny do keratyny za pomocą łagodnego grawitacyjnego systemu filtracji surowca. Rozdzielić żel w postaci roztworu silnie S-sulfonowanej pochodnej keratyny, dodać środek chelatujący, a następnie zastosować metodę punktu izoelektrycznego w celu wytrącenia i oddzielenia pośredniego białka nitkowatego i białka o wysokiej zawartości siarki S-sulfonowanej keratyny. Jednakże podczas procesu utleniania nieuchronnie wystąpi zjawisko oksydacyjnego pękania łańcucha peptydowego, dlatego średnia masa cząsteczkowa keratyny otrzymanej metodą utleniania nie jest wysoka.
4 Prawo biologiczne
Główną metodą jest wykorzystanie degradacji keratyny przez keratynazę do rozbicia nierozpuszczalnej keratyny na rozpuszczalną keratynę. Ze względu na specyficzną funkcję degradacji naturalnej keratyny przez keratynazę, może ona znacząco poprawić rozpuszczalność keratyny. Jednakże metoda ta na ogół zajmuje dużo czasu, a produktami są głównie peptydy o niższych masach cząsteczkowych.
Yolanda
Telefon komórkowy: +86 -29-86107037-8012
E-mail:sales9@konochemical.com
Tel/Wechat: 18729555803