Кератин порошокволокнистий білок, що виробляється епітеліальними клітинами тварин. Основні компоненти, з яких складається волосся, пір'я, роги, панцир, копита, шовк тощо, мають захисну дію на тварин. Його можна розділити на дві категорії: одна — це альфа-кератин, який є білком, що міститься у волоссі, рогах, нігтях, копитах тощо, з великим вмістом цистеїну в молекулі; Іншим типом є бета-кератин, такий як фіброїн шовку, який не містить цистеїну або цистеїну у своїй молекулі, але має високий рівень гліцину, аланіну та серину. Хімічні властивості надзвичайно стабільні, з особливо високим вмістом дисульфідних зв'язків. За нормальних умов він нерозчинний у воді, розчинах солей, розведених кислотах і розведених розчинах лугів, але може розчинятися в розчинах неорганічних сульфідів. Шкіряна промисловість використовує неорганічні сульфіди для видалення шкіри, використовуючи цю властивість. Шерсть і шовк, які в основному складаються з кератину, є надзвичайно важливими текстильними матеріалами. Фіброїн шовку – це кератин, який становить 70-75% шовку та є нерозчинною частиною шовку. Його зовнішній шар покритий серицином (різновид глобуліну), який становить близько 22-24%. Він не є ниткоподібним і може бути розчинений у гарячій воді. У шовковій промисловості натуральний шовк (широко відомий як шовк-сирець) потрібно кип’ятити у воді, щоб розчинити та видалити білок серицину, щоб переробити натуральний шовк у яскраві та дуже м’які шовкові волокна для ткання.
1. Механічний спосіб
Механічне вилучення кератину в основному передбачає нагрівання та тиск для розриву та гідролізу дисульфідних зв’язків між і навіть усередині молекул кератину у волокнах волосся, таким чином перетворюючи кератин у волоссі на розчинний кератин. Механічні методи можна розділити на метод гідролізу високого тиску та метод розширення високого тиску, метод екструзії та метод екструзії. Під час процесу гідролізу до реакційного котла можна додавати кислоту та луг, щоб утворити метод гідролізу розбавленої кислоти під тиском при високій температурі та метод гідролізу розведеної луги під тиском при високій температурі відповідно. Серед них метод розширення є кращим, оскільки його температура гідролізу відносно низька, час відносно короткий, а продукт є пухким і легко порошкоподібним.
2. Хімічний метод
Відповідно до різної сировини та реагентів, які використовуються, хімічні методи можна загалом розділити на кислотно-основну обробку, відновлення, окислення тощо. Під час розчинення кератину хімічними методами часто додають певну кількість денатуруючих агентів, поверхнево-активних речовин тощо. порушують міжмолекулярні сили, водневі зв’язки тощо, щоб підвищити розчинність молекул кератину.
Основний процес кислотно-лужної обробки полягає в тому, щоб спочатку набухати волосся кислотою або лугом, а потім гідролізувати його при певній температурі для отримання розчинного кератину. Щоб підвищити ефективність розчинення, зазвичай необхідно використовувати його в поєднанні з відновником. Під час цього процесу концентрація кислотності та лужності, а також температура реакції можуть впливати на молекулярну масу та вихід кератину. У процесі кислотно-основного розчинення неминуче відбувається гідроліз пептидних зв’язків і розпад дисульфідних зв’язків у білкових макромолекулах. Тому в цьому методі необхідно вирішити протиріччя між виходом і молекулярною масою кератину. Як правило, кератин з більшою молекулярною масою можна отримати за менший час розчинення, але вихід кератину нижчий; Однак тривале розчинення може легко спричинити розрив пептидних зв’язків у молекулах кератину, що призведе до утворення продуктів із меншою молекулярною масою; Чим вищий вихід продукту розчинного кератину, тим менша його молекулярна маса.
2.2 У методі відновлення використовується відновник для відновлення дисульфідних зв’язків у молекулах кератину до тіолових груп, у результаті чого утворюється розчинний кератин. Використовуваними відновниками зазвичай є тіольні сполуки, такі як меркаптоацетат натрію, 2-меркаптоетанол, меркаптооцтова кислота та дитіотреїтол. Кератин, що містить велику кількість тіолових груп, отриманих шляхом відновлення, потребує захисту відповідними реагентами через високу реакційну природу тіолових груп, які легко окислюються, щоб отримати стабільний розчин кератину; Як правило, для захисту тіолових груп використовуються поверхнево-активні речовини, такі як додецилсульфонат натрію [22] або рамноліпіди. Ці речовини також можуть зменшувати поверхневий натяг молекул кератину та підвищувати розчинність кератину [23]. Крім того, сульфіди металів також можна використовувати як відновники, такі як сульфід натрію, який може відновлювати дисульфідні зв’язки та розчиняти кератин; Гуанідин або гуанідин гідрохлорид також можна використовувати для повного розтягування пептидного ланцюга, повного оголення функціональних груп, а потім відновлення та екстракції за допомогою денатуруючого агента. Використання комбінації відновників: сполуки сульфіту/карбоксаміду/органічні сполуки натрієвої солі, змішані з сировиною, використовуючи поетапне відновлення для відкриття дисульфідних зв’язків, а потім захист кератину поверхнево-активними речовинами може запобігти окисленню кератину. Розподіл молекулярної маси основних продуктів знаходиться в межах 40-80kD. Реагенти, які використовуються в методі відновлення, є відносно м’якими, з меншим пошкодженням пептидного ланцюга, що призводить до більш високої молекулярної маси та виходу продуктів кератину; Зазвичай кращий метод хімічної екстракції.
3 Метод окислення
Основний принцип полягає у використанні окислювачів для окислення дисульфідних зв’язків у кератині до груп сульфонової кислоти, утворюючи розчинний кератин.
Окислювачі, що використовуються в методі окислення, зазвичай є пероксидами, такими як мурашина кислота, пероцтова кислота та перекис водню. Сульфування Na2SO3 і окислення гідроксидом міді амонію перетворюють цистинову групу в S-тіоцистеїн і центрифугують гель, подібний до кератину, за допомогою системи фільтрації з м’якою гравітацією. Відокремте гель, як розчин похідного кератину з високим вмістом S-сульфонованого кератину, додайте хелатуючий агент, а потім за допомогою методу ізоелектричної точки осадіть і розділіть проміжний ниткоподібний білок і білок з високим вмістом сірки S-сульфований кератин. Однак під час процесу окислення неминуче відбудеться явище окислювального руйнування пептидного ланцюга, тому середня молекулярна маса кератину, отриманого методом окислення, невелика.
4 Біологічний закон
Основний метод полягає у використанні деградації кератину кератиназою для розщеплення нерозчинного кератину на розчинний. Завдяки специфічній функції деградації природного кератину кератиназою це може значно покращити розчинність кератину. Однак цей метод, як правило, займає тривалий час, і продуктами є переважно пептиди з меншою молекулярною масою.
Іоланда
Мобільний: +86 -29-86107037-8012
Електронна пошта:sales9@konochemical.com
Телефон/Wechat: 18729555803