Keratīns ir pulverisšķiedrains proteīns, ko ražo dzīvnieku epitēlija šūnas. Galvenās sastāvdaļas, kas veido matus, spalvas, ragus, bruņas, nagus, zīdu utt., ir aizsargājoša iedarbība uz dzīvniekiem. To var iedalīt divās kategorijās: viena ir alfa keratīns, kas ir olbaltumviela, kas atrodama matos, ragos, nagos, nagos utt., kura molekulā ir daudz cisteīna; Vēl viens veids ir beta keratīns, piemēram, zīda fibroīns, kura molekulā nav cisteīna vai cisteīna, bet tajā ir augsts glicīna, alanīna un serīna līmenis. Ķīmiskās īpašības ir ārkārtīgi stabilas, ar īpaši augstu disulfīda saišu saturu. Normālos apstākļos tas nešķīst ūdenī, sāls šķīdumos, atšķaidītās skābēs un atšķaidītos sārmu šķīdumos, bet var izšķīst neorganisko sulfīdu šķīdumos. Ādas rūpniecībā izmanto neorganiskos sulfīdus, lai noņemtu ādu, izmantojot šo īpašību. Vilna un zīds, kas galvenokārt sastāv no keratīna, ir ārkārtīgi svarīgi tekstilmateriāli. Zīda fibroīns ir keratīns, kas veido 70-75% zīda un ir zīda nešķīstošā daļa. Tās ārējais slānis ir pārklāts ar sericīnu (globulīna veidu), kas veido apmēram 22-24%. Tas nav pavedienveida un to var izšķīdināt karstā ūdenī. Zīda rūpniecībā dabīgais zīds (pazīstams kā neapstrādāts zīds) ir jāvāra ūdenī, lai izšķīdinātu un noņemtu sericīna proteīnu, lai dabisko zīdu pārvērstu spilgtās un ļoti mīkstās zīda šķiedrās aušanai.
1. Mehāniskā metode
Mehāniskā keratīna ekstrakcija galvenokārt ietver karsēšanu un spiedienu, lai pārtrauktu un hidrolizētu disulfīda saites starp un pat keratīna molekulās matu šķiedrās, tādējādi pārvēršot keratīnu matos šķīstošā keratīnā. Mehāniskās metodes var iedalīt augstspiediena hidrolīzes metodē un augstspiediena izplešanās metodē, ekstrūzijas metodē un ekstrūzijas metodē. Hidrolīzes procesa laikā reakcijas tējkannā var pievienot skābi un sārmu, lai izveidotu attiecīgi augstas temperatūras spiediena atšķaidītas skābes hidrolīzes metodi un augstas temperatūras spiediena atšķaidītu sārmu hidrolīzes metodi. Starp tiem izplešanās metode ir pārāka, jo tās hidrolīzes temperatūra ir salīdzinoši zema, laiks ir salīdzinoši īss, un produkts ir irdens un viegli pulverējams.
2. Ķīmiskā metode
Atkarībā no izmantotajām izejvielām un reaģentiem ķīmiskās metodes parasti var iedalīt apstrādē ar skābēm, reducēšanu, oksidēšanu utt. Izšķīdinot keratīnu ar ķīmiskām metodēm, tam bieži pievieno noteiktu daudzumu denaturējošu vielu, virsmaktīvās vielas utt. izjaukt starpmolekulāros spēkus, ūdeņraža saites utt., lai palielinātu keratīna molekulu šķīdību.
Skābju-bāzes apstrādes pamatprocess ir vispirms matu uzbriešana ar skābi vai sārmu, un pēc tam tos hidrolizē noteiktā temperatūrā, lai iegūtu šķīstošu keratīnu. Lai uzlabotu šķīdināšanas efektivitāti, tas parasti ir jāizmanto kopā ar reducētāju. Šī procesa laikā skābuma un sārmainības koncentrācija, kā arī reakcijas temperatūra var ietekmēt keratīna molekulmasu un iznākumu. Skābju-bāzes šķīdināšanas procesā proteīna makromolekulās neizbēgami notiek peptīdu saišu hidrolīze un disulfīda saišu sadalīšanās. Tāpēc šajā metodē ir jāatrisina pretruna starp keratīna iznākumu un molekulmasu. Parasti keratīnu ar lielāku molekulmasu var iegūt īsākā šķīšanas laikā, bet keratīna iznākums ir mazāks; Tomēr ilgstoša šķīdināšana var viegli izraisīt peptīdu saišu pārtraukšanu keratīna molekulās, kā rezultātā rodas produkti ar zemāku molekulmasu; Jo augstāka ir šķīstošā keratīna produkta iznākums, jo mazāka ir tā molekulmasa.
2.2. Redukcijas metode izmanto reducētāju, lai reducētu disulfīda saites keratīna molekulās līdz tiola grupām, kā rezultātā veidojas šķīstošs keratīns. Izmantotie reducējošie līdzekļi parasti ir tiola savienojumi, piemēram, nātrija merkaptoacetāts, 2-merkaptoetanols, merkaptoetiķskābe un ditiotreitols. Keratīns, kas satur lielu daudzumu tiola grupu, kas iegūts reducēšanas ceļā, ir jāaizsargā ar atbilstošiem reaģentiem, jo tiolgrupas ir ļoti reaktīvās un viegli oksidējas, lai iegūtu stabilu keratīna šķīdumu; Parasti tiola grupu aizsardzībai izmanto virsmaktīvās vielas, piemēram, nātrija dodecilsulfonātu [22] vai ramnolipīdus. Šīs vielas var arī samazināt keratīna molekulu virsmas spraigumu un palielināt keratīna šķīdību [23]. Turklāt metālu sulfīdus var izmantot arī kā reducētājus, piemēram, nātrija sulfīdu, kas var samazināt disulfīda saites un izšķīdināt keratīnu; Guanidīnu vai guanidīna hidrohlorīdu var izmantot arī, lai pilnībā izstieptu peptīdu ķēdi, pilnībā atklātu funkcionālās grupas un pēc tam reducētu un ekstrahētu ar denaturējošu līdzekli. Izmantojot reducētāju kombināciju: sulfīta/karboksamīda savienojumus/nātrija sāls organiskos savienojumus, kas sajaukti ar izejvielām, izmantojot pakāpenisku reducēšanu, lai atvērtu disulfīda saites, un pēc tam keratīna aizsardzība ar virsmaktīvām vielām var novērst keratīna oksidēšanos. Galveno produktu molekulmasu sadalījums ir starp 40-80kD. Redukcijas metodē izmantotie reaģenti ir salīdzinoši maigi, ar mazākiem bojājumiem peptīdu ķēdē, kā rezultātā ir lielāka molekulmasa un keratīna produktu iznākums; Parasti vēlamā ķīmiskās ekstrakcijas metode.
3 Oksidācijas metode
Pamatprincips ir izmantot oksidētājus, lai oksidētu disulfīda saites keratīnā sulfonskābes grupās, veidojot šķīstošu keratīnu.
Oksidētāji, ko izmanto oksidēšanas metodē, parasti ir peroksīdi, piemēram, skudrskābe, pereetiķskābe un ūdeņraža peroksīds. Sulfonēšana ar Na2SO3 un oksidēšana ar vara amonija hidroksīdu pārvērš cistīna grupu par S-tiocisteīnu un centrifugē želeju kā keratīnu ar vieglas gravitācijas padeves filtrēšanas sistēmu. Atdaliet želeju kā ļoti S-sulfonētu keratīna atvasinājuma šķīdumu, pievienojiet helātu veidojošo līdzekli un pēc tam izmantojiet izoelektriskā punkta metodi, lai izgulsnētu un atdalītu starpproduktu pavedienveida proteīnu un S-sulfonēto keratīna proteīnu ar augstu sēra saturu. Tomēr oksidācijas procesā neizbēgami notiks peptīdu ķēdes oksidatīvā lūzuma parādība, tāpēc keratīna vidējā molekulmasa, kas iegūta ar oksidācijas metodi, nav augsta.
4 Bioloģiskais likums
Galvenā metode ir izmantot keratīna noārdīšanos ar keratināzes palīdzību, lai nešķīstošo keratīnu sadalītu šķīstošā keratīnā. Pateicoties keratināzes specifiskajai dabiskā keratīna noārdīšanās funkcijai, tas var ievērojami uzlabot keratīna šķīdību. Tomēr šī metode parasti aizņem ilgu laiku, un produkti galvenokārt ir peptīdi ar mazāku molekulmasu.
Jolanda
Mobilais: +86 -29-86107037-8012
E-pasts:sales9@konochemical.com
Tālrunis/Wechat: 18729555803