Кератинът е прахфиброзен протеин, произведен от животински епителни клетки. Основните компоненти, които изграждат косата, перата, рогата, бронята, копитата, коприната и др., Оказват защитен ефект върху животните. Той може да бъде разделен на две категории: едната е алфа кератин, който е протеин, открит в косата, рогата, ноктите, копитата и т.н., с изобилно съдържание на цистеин в молекулата; Друг вид е бета кератин, като копринен фиброин, който не съдържа цистеин или цистеин в молекулата си, но има високи нива на глицин, аланин и серин. Химическите свойства са изключително стабилни, с особено високо съдържание на дисулфидни връзки. При нормални условия той е неразтворим във вода, солеви разтвори, разредени киселини и разредени алкални разтвори, но може да се разтвори в неорганични сулфидни разтвори. Кожарската промишленост използва неорганични сулфиди за отстраняване на кожата, като използва това свойство. Вълната и коприната, съставени главно от кератин, са изключително важни текстилни материали. Коприненият фиброин е кератин, който представлява 70-75% от коприната и е неразтворимата част от коприната. Външният му слой е покрит със серицин (вид глобулин), който представлява около 22-24%. Не е нишковиден и може да се разтвори в гореща вода. В производството на коприна естествената коприна (известна като сурова коприна) трябва да се вари във вода, за да се разтвори и отстрани протеинът серицин, за да се преработи естествената коприна в ярки и много меки копринени влакна за тъкане.
1. Механичен метод
Механичното извличане на кератин включва главно нагряване и натиск за разрушаване и хидролизиране на дисулфидните връзки между и дори вътре в молекулите на кератина във влакната на косата, като по този начин превръща кератина в косата в разтворим кератин. Механичните методи могат да бъдат разделени на метод на хидролиза при високо налягане и метод на разширение под високо налягане, метод на екструзия и метод на екструзия. По време на процеса на хидролиза киселина и основа могат да бъдат добавени към реакционния котел, за да се образува съответно метод за хидролиза на разредена киселина под налягане при висока температура и метод за хидролиза на разредена алкална хидролиза при висока температура. Сред тях методът на експандиране е по-добър, тъй като неговата температура на хидролиза е относително ниска, времето е относително кратко и продуктът е рохкав и лесен за прах.
2. Химичен метод
В зависимост от различните използвани суровини и реагенти, химичните методи могат да бъдат разделени на киселинно-алкално третиране, редукция, окисление и т.н. нарушават междумолекулните сили, водородните връзки и т.н., за да увеличат разтворимостта на кератиновите молекули.
Основният процес на киселинно-алкално лечение е първо да набъбне косата с киселина или основа и след това да се хидролизира при определена температура, за да се получи разтворим кератин. За да се подобри ефективността на разтваряне, обикновено е необходимо да се използва заедно с редуциращ агент. По време на този процес концентрацията на киселинност и алкалност, както и температурата на реакцията, могат да повлияят на молекулното тегло и добива на кератин. По време на процеса на киселинно-алкално разтваряне неизбежно има хидролиза на пептидните връзки и разлагане на дисулфидните връзки в протеиновите макромолекули. Следователно при този метод трябва да се разреши противоречието между добива и молекулното тегло на кератина. Като цяло, кератин с по-голямо молекулно тегло може да се получи за по-кратко време на разтваряне, но добивът на кератин е по-нисък; Въпреки това, продължителното разтваряне може лесно да причини разкъсване на пептидните връзки в молекулите на кератина, което води до продукти с по-ниско молекулно тегло; Колкото по-висок е добивът на разтворимия кератинов продукт, толкова по-малко е неговото молекулно тегло.
2.2 Редукционният метод използва редуциращ агент за редуциране на дисулфидните връзки в кератиновите молекули до тиолови групи, което води до разтворим кератин. Използваните редуциращи агенти обикновено са тиолови съединения, като натриев меркаптоацетат, 2-меркаптоетанол, меркаптооцетна киселина и дитиотреитол. Кератинът, съдържащ голямо количество тиолни групи, получени чрез редукция, трябва да бъде защитен с подходящи реагенти поради силно реактивния характер на тиоловите групи, които лесно се окисляват, за да се получи стабилен кератинов разтвор; Обикновено повърхностноактивни вещества като натриев додецил сулфонат [22] или рамнолипиди се използват за защита на тиоловите групи. Тези вещества могат също да намалят повърхностното напрежение на кератиновите молекули и да увеличат разтворимостта на кератина [23]. В допълнение, металните сулфиди могат да се използват и като редуциращи агенти, като натриев сулфид, който може да намали дисулфидните връзки и да разтвори кератина; Гуанидин или гуанидин хидрохлорид може също да се използва за пълно разтягане на пептидната верига, пълно излагане на функционалните групи и след това редуциране и екстрахиране с денатуриращ агент. Използването на комбинация от редуциращи агенти: сулфитни/карбоксамидни съединения/органични съединения натриева сол, смесени със суровини, използване на поетапна редукция за отваряне на дисулфидни връзки и след това защита на кератина с повърхностно активни вещества може да предотврати окисляването на кератина. Разпределението на молекулното тегло на основните продукти е между 40-80kD. Реагентите, използвани в метода на редукция, са относително леки, с по-малко увреждане на пептидната верига, което води до по-високо молекулно тегло и добив на кератинови продукти; Обикновено предпочитаният метод за химическа екстракция.
3 Метод на окисление
Основният принцип е да се използват окислители за окисляване на дисулфидните връзки в кератина до групи на сулфонова киселина, произвеждайки разтворим кератин.
Окислителите, използвани в метода на окисление, обикновено са пероксиди като мравчена киселина, пероцетна киселина и водороден пероксид. Сулфонирането с Na2SO3 и окисляването с меден амониев хидроксид превръща цистиновата група в S-тиоцистеин и центрофугира гел като кератин с лека система за филтриране с гравитационно захранване. Отделете гела като разтвор на производно на силно S-сулфониран кератин, добавете хелатиращия агент и след това използвайте метода на изоелектричната точка, за да утаите и разделите междинния филаментозен протеин и S-сулфонирания кератинов протеин с високо съдържание на сяра. Въпреки това, по време на процеса на окисляване, феноменът на окислително счупване на пептидната верига неизбежно ще се появи, така че средното молекулно тегло на кератина, получено чрез метода на окисляване, не е високо.
4 Биологичен закон
Основният метод е да се използва разграждането на кератина от кератиназа за разграждане на неразтворимия кератин до разтворим кератин. Поради специфичната функция на разграждане на естествения кератин от кератиназа, той може значително да подобри разтворимостта на кератина. Този метод обаче обикновено отнема много време и продуктите са предимно пептиди с по-ниско молекулно тегло.
Йоланда
Мобилен: +86 -29-86107037-8012
Имейл:sales9@konochemical.com
Тел/Wechat: 18729555803