Keratin je prahvlaknasti protein koji proizvode životinjske epitelne stanice. Glavne komponente koje čine dlaku, perje, rogove, oklop, kopita, svilu itd., imaju zaštitni učinak na životinje. Može se podijeliti u dvije kategorije: jedna je alfa keratin, koji je protein koji se nalazi u kosi, rogovima, noktima, kopitima itd., s obilnim sadržajem cisteina u molekuli; Druga vrsta je beta keratin, poput fibroina svile, koji ne sadrži cistein ili cistein u svojoj molekuli, ali ima visoke razine glicina, alanina i serina. Kemijska svojstva su izuzetno stabilna, s posebno visokim sadržajem disulfidnih veza. Pod normalnim uvjetima, netopljiv je u vodi, otopinama soli, razrijeđenim kiselinama i razrijeđenim otopinama alkalija, ali se može otopiti u otopinama anorganskih sulfida. Kožarska industrija koristi anorganske sulfide za uklanjanje kože koristeći to svojstvo. Vuna i svila, uglavnom sastavljene od keratina, iznimno su važni tekstilni materijali. Fibroin svile je keratin, koji čini 70-75% svile i netopljivi je dio svile. Njegov vanjski sloj obložen je sericinom (vrsta globulina), koji čini oko 22-24%. Nije vlaknast i može se otopiti u vrućoj vodi. U industriji svile, prirodnu svilu (općenito poznatu kao sirova svila) potrebno je kuhati u vodi kako bi se otopio i uklonio protein sericin, kako bi se prirodna svila preradila u svijetla i vrlo meka svilena vlakna za tkanje.
1. Mehanička metoda
Mehanička ekstrakcija keratina uglavnom uključuje zagrijavanje i pritisak kako bi se razbile i hidrolizirale disulfidne veze između i čak unutar molekula keratina u vlaknima kose, čime se keratin u kosi pretvara u topljivi keratin. Mehaničke metode mogu se podijeliti na visokotlačnu metodu hidrolize i visokotlačnu ekspanzionu metodu, metodu ekstruzije i metodu ekstruzije. Tijekom procesa hidrolize, kiselina i lužina mogu se dodati u reakcijski kotao kako bi se dobila metoda visokotemperaturne hidrolize razrijeđene kiseline pod tlakom i metoda visokotemperaturne metode hidrolize razrijeđene alkalije pod tlakom. Među njima, metoda ekspanzije je bolja jer je njena temperatura hidrolize relativno niska, vrijeme je relativno kratko, a proizvod je rastresit i lako se praškasti.
2. Kemijska metoda
Prema različitim sirovinama i korištenim reagensima, kemijske metode općenito se mogu podijeliti na kiselo-baznu obradu, redukciju, oksidaciju itd. Pri otapanju keratina kemijskim metodama često se dodaje određena količina denaturirajućih sredstava, površinski aktivnih tvari itd. poremetiti međumolekularne sile, vodikove veze itd., kako bi se povećala topljivost molekula keratina.
Osnovni postupak acidobaznog tretmana je da se kosa najprije nabubri kiselinom ili lužinom, a zatim se hidrolizira na određenoj temperaturi kako bi se dobio topljivi keratin. Kako bi se poboljšala učinkovitost otapanja, obično ga je potrebno koristiti zajedno s redukcijskim sredstvom. Tijekom ovog procesa, koncentracija kiselosti i lužnatosti, kao i temperatura reakcije, mogu utjecati na molekularnu težinu i prinos keratina. Tijekom kiselinsko-baznog procesa otapanja neizbježno dolazi do hidrolize peptidnih veza i razgradnje disulfidnih veza u proteinskim makromolekulama. Stoga se u ovoj metodi mora riješiti kontradikcija između prinosa i molekularne težine keratina. Općenito, keratin veće molekularne težine može se dobiti u kraćem vremenu otapanja, ali je prinos keratina manji; Međutim, produljeno otapanje može lako uzrokovati kidanje peptidnih veza u molekulama keratina, što rezultira proizvodima manje molekularne težine; Što je veći prinos topljivog keratinskog produkta, manja je njegova molekularna težina.
2.2 Metoda redukcije koristi redukcijsko sredstvo za redukciju disulfidnih veza u molekulama keratina na tiolne skupine, što rezultira topivim keratinom. Korišteni redukcijski agensi općenito su tiolni spojevi, kao što je natrijev merkaptoacetat, 2-merkaptoetanol, merkaptooctena kiselina i ditiotreitol. Keratin koji sadrži veliku količinu tiolnih skupina dobivenih redukcijom potrebno je zaštititi odgovarajućim reagensima zbog visoko reaktivne prirode tiolnih skupina koje se lako oksidiraju, kako bi se dobila stabilna otopina keratina; Obično se tenzidi kao što je natrijev dodecil sulfonat [22] ili ramnolipidi koriste za zaštitu tiolnih skupina. Ove tvari također mogu smanjiti površinsku napetost molekula keratina i povećati topljivost keratina [23]. Osim toga, metalni sulfidi se također mogu koristiti kao redukcijska sredstva, kao što je natrijev sulfid, koji može reducirati disulfidne veze i otopiti keratin; Gvanidin ili gvanidin hidroklorid također se mogu koristiti za potpuno istezanje peptidnog lanca, potpuno izlaganje funkcionalnih skupina, a zatim reduciranje i ekstrahiranje sredstvom za denaturaciju. Korištenje kombinacije redukcijskih sredstava: sulfit/karboksamidni spojevi/organski spojevi natrijeve soli pomiješani sa sirovinama, korištenje postupne redukcije za otvaranje disulfidnih veza, a zatim zaštita keratina površinski aktivnim tvarima može spriječiti oksidaciju keratina. Distribucija molekularne težine glavnih proizvoda je između 40-80kD. Reagensi korišteni u metodi redukcije relativno su blagi, s manje oštećenja peptidnog lanca, što rezultira većom molekularnom težinom i prinosom keratinskih proizvoda; Obično preferirana metoda kemijske ekstrakcije.
3 Metoda oksidacije
Osnovno načelo je korištenje oksidansa za oksidaciju disulfidnih veza u keratinu u skupine sulfonske kiseline, čime se proizvodi topljivi keratin.
Oksidanti koji se koriste u metodi oksidacije općenito su peroksidi kao što su mravlja kiselina, peroctena kiselina i vodikov peroksid. Sulfonacija s Na2SO3 i oksidacija s bakrenim amonijevim hidroksidom pretvaraju cistinsku skupinu u S-tiocistein i centrifugiraju gel poput keratina s blagim gravitacijskim sustavom filtracije. Odvojite gel poput otopine derivata visoko S-sulfoniranog keratina, dodajte sredstvo za keliranje, a zatim upotrijebite metodu izoelektrične točke za precipitaciju i odvajanje intermedijarnog filamentoznog proteina i proteina S-sulfoniranog keratina s visokim sadržajem sumpora. Međutim, tijekom procesa oksidacije neizbježno će doći do fenomena oksidativnog loma peptidnog lanca, pa prosječna molekularna težina keratina dobivenog oksidacijskom metodom nije velika.
4 Biološki zakon
Glavna metoda je korištenje razgradnje keratina pomoću keratinaze za razgradnju netopljivog keratina u topljivi keratin. Zbog specifične funkcije razgradnje prirodnog keratina pomoću keratinaze, može značajno poboljšati topljivost keratina. Međutim, ova metoda općenito traje dugo, a proizvodi su uglavnom peptidi s nižim molekulskim težinama.
Yolanda
Mobitel: +86 -29-86107037-8012
Email:sales9@konochemical.com
Tel/Wechat: 18729555803