Keratinas yra milteliaipluoštinis baltymas, kurį gamina gyvūnų epitelio ląstelės. Pagrindiniai komponentai, sudarantys plaukus, plunksnos, ragai, šarvai, kanopos, šilkas ir kt., turi apsauginį poveikį gyvūnams. Jį galima suskirstyti į dvi kategorijas: viena yra alfa keratinas, kuris yra baltymas, randamas plaukuose, raguose, naguose, kanopose ir kt., kurio molekulėje yra gausu cisteino; Kitas tipas yra beta keratinas, pavyzdžiui, šilko fibroinas, kurio molekulėje nėra cisteino ar cisteino, tačiau yra daug glicino, alanino ir serino. Cheminės savybės itin stabilios, ypač daug disulfidinių jungčių. Normaliomis sąlygomis jis netirpus vandenyje, druskų tirpaluose, praskiestose rūgštyse ir atskiestuose šarmų tirpaluose, bet gali ištirpti neorganiniuose sulfido tirpaluose. Odos pramonė naudoja neorganinius sulfidus, kad pašalintų odą, naudodama šią savybę. Vilna ir šilkas, daugiausia sudaryti iš keratino, yra itin svarbios tekstilės medžiagos. Šilko fibroinas yra keratinas, kuris sudaro 70-75 % šilko ir yra netirpi šilko dalis. Jo išorinis sluoksnis padengtas sericinu (globulino rūšimi), kuris sudaro apie 22-24%. Jis nėra siūlinis ir gali būti ištirpinamas karštame vandenyje. Šilko pramonėje natūralus šilkas (paprastai žinomas kaip žaliavinis šilkas) turi būti virinamas vandenyje, kad ištirptų ir pašalintų sericino baltymą, kad natūralus šilkas būtų perdirbtas į šviesų ir labai minkštą šilko pluoštą audimui.
1. Mechaninis metodas
Mechaninis keratino ekstrahavimas daugiausia apima kaitinimą ir spaudimą, kad būtų nutraukti ir hidrolizuoti disulfidiniai ryšiai tarp plaukų pluoštų keratino molekulių ir netgi jų viduje, taip plaukuose esantis keratinas paverčiamas tirpiu keratinu. Mechaninius metodus galima suskirstyti į aukšto slėgio hidrolizės metodą ir aukšto slėgio plėtimosi metodą, ekstruzijos metodą ir ekstruzijos metodą. Hidrolizės proceso metu į reakcijos virdulį galima įpilti rūgšties ir šarmo, kad būtų sudarytas atitinkamai aukštos temperatūros slėginis praskiestos rūgšties hidrolizės metodas ir aukštos temperatūros slėginis praskiestų šarmų hidrolizės metodas. Išsiplėtimo metodas yra pranašesnis, nes jo hidrolizės temperatūra yra palyginti žema, laikas yra palyginti trumpas, o produktas yra birus ir lengvai milteliai.
2. Cheminis metodas
Atsižvelgiant į įvairias naudojamas žaliavas ir reagentus, cheminiai metodai paprastai gali būti skirstomi į apdorojimą rūgštimi, redukavimą, oksidavimą ir kt. Tirpinant keratiną cheminiais metodais, dažnai pridedamas tam tikras kiekis denatūruojančių medžiagų, aktyviųjų paviršiaus medžiagų ir kt. sutrikdyti tarpmolekulines jėgas, vandenilinius ryšius ir pan., kad padidėtų keratino molekulių tirpumas.
Pagrindinis rūgščių-šarmų apdorojimo procesas – pirmiausia plaukus išbrinkinti rūgštimi arba šarmu, o vėliau juos hidrolizuoti tam tikroje temperatūroje, kad gautųsi tirpus keratinas. Norint pagerinti tirpimo efektyvumą, paprastai būtina jį naudoti kartu su reduktoriumi. Šio proceso metu rūgštingumo ir šarmingumo koncentracija, taip pat reakcijos temperatūra gali turėti įtakos keratino molekulinei masei ir išeigai. Rūgščių-šarmų tirpimo proceso metu baltymų makromolekulėse neišvengiamai vyksta peptidinių jungčių hidrolizė ir disulfidinių jungčių irimas. Todėl šiuo metodu turi būti išspręstas prieštaravimas tarp keratino derlingumo ir molekulinės masės. Paprastai didesnės molekulinės masės keratiną galima gauti per trumpesnį ištirpimo laiką, tačiau keratino išeiga yra mažesnė; Tačiau dėl ilgo tirpimo gali lengvai nutrūkti peptidiniai ryšiai keratino molekulėse, todėl susidaro mažesnės molekulinės masės produktai; Kuo didesnė tirpaus keratino produkto išeiga, tuo mažesnė jo molekulinė masė.
2.2 Redukcijos metodu naudojamas reduktorius, skirtas disulfidinėms jungtims keratino molekulėse redukuoti iki tiolio grupių, todėl susidaro tirpus keratinas. Paprastai naudojami reduktoriai yra tiolio junginiai, tokie kaip natrio merkaptoacetatas, 2-merkaptoetanolis, merkaptoacto rūgštis ir ditiotreitolis. Keratinas, turintis daug tiolio grupių, gautas redukuojant, turi būti apsaugotas atitinkamais reagentais dėl labai reaktyvių tiolio grupių, kurios lengvai oksiduojasi, prigimties, kad būtų gautas stabilus keratino tirpalas; Paprastai tiolio grupėms apsaugoti naudojamos paviršinio aktyvumo medžiagos, tokios kaip natrio dodecilsulfonatas [22] arba ramnolipidai. Šios medžiagos taip pat gali sumažinti keratino molekulių paviršiaus įtempimą ir padidinti keratino tirpumą [23]. Be to, metalų sulfidai taip pat gali būti naudojami kaip reduktorius, pavyzdžiui, natrio sulfidas, kuris gali sumažinti disulfidinius ryšius ir ištirpinti keratiną; Guanidinas arba guanidino hidrochloridas taip pat gali būti naudojamas visiškai ištempti peptidinę grandinę, visiškai atskleisti funkcines grupes, o tada redukuoti ir ekstrahuoti denatūruojančiu agentu. Naudojant redukuojančių agentų derinį: sulfito/karboksamido junginius/natrio druskos organinius junginius, sumaišytus su žaliavomis, naudojant laipsnišką redukciją disulfidinėms jungtims atidaryti, o vėliau keratiną apsaugant paviršinio aktyvumo medžiagomis galima išvengti keratino oksidacijos. Pagrindinių produktų molekulinės masės pasiskirstymas yra tarp 40-80kD. Redukcijos metodu naudojami reagentai yra gana švelnūs, mažiau pažeidžiama peptidinė grandinė, todėl didesnė molekulinė masė ir keratino produktų išeiga; Paprastai pageidaujamas cheminis ekstrahavimo būdas.
3 Oksidacijos metodas
Pagrindinis principas – oksidatorių naudojimas keratino disulfidinėms jungtims oksiduoti į sulfonrūgšties grupes, gaminant tirpų keratiną.
Oksidavimo metodu naudojami oksidantai paprastai yra peroksidai, tokie kaip skruzdžių rūgštis, peracto rūgštis ir vandenilio peroksidas. Sulfonuojant Na2SO3 ir oksiduojant vario amonio hidroksidu cistino grupė paverčiama S-tiocisteinu, o gelis, panašus į keratiną, centrifuguojamas naudojant švelnaus gravitacinio tiekimo filtravimo sistemą. Atskirkite gelį kaip labai S-sulfonuoto keratino darinio tirpalą, įpilkite kompleksonų ir tada naudokite izoelektrinio taško metodą, kad nusodintumėte ir atskirtumėte tarpinį gijinį baltymą ir S-sulfonuotą keratino daug sieros kiekį. Tačiau oksidacijos proceso metu neišvengiamai atsiras peptidinės grandinės oksidacinio lūžio reiškinys, todėl oksidacijos metodu gauto keratino vidutinė molekulinė masė nėra didelė.
4 Biologinis įstatymas
Pagrindinis metodas yra panaudoti keratino skaidymą keratinaze, kad netirpus keratinas suskaidytų į tirpų keratiną. Dėl specifinės natūralaus keratino skaidymo funkcijos keratinazės dėka jis gali žymiai pagerinti keratino tirpumą. Tačiau šis metodas paprastai trunka ilgai, o produktai dažniausiai yra mažesnės molekulinės masės peptidai.
Yolanda
Mobilusis: +86 -29-86107037-8012
El. paštas:sales9@konochemical.com
Tel/Wechat: 18729555803