Keratiini on jauhettaeläinten epiteelisolujen tuottama kuituproteiini. Pääkomponenteilla, joista muodostuu hiuksia, höyheniä, sarvia, haarniskoja, kavioita, silkkiä jne., on suojaava vaikutus eläimiin. Se voidaan jakaa kahteen luokkaan: yksi on alfakeratiini, joka on hiuksissa, sarvissa, kynsissä, kavioissa jne. oleva proteiini, jonka molekyylissä on runsaasti kysteiiniä; Toinen tyyppi on beetakeratiini, kuten silkkifibroiini, joka ei sisällä kysteiiniä tai kysteiiniä molekyylissään, mutta jossa on korkea glysiinin, alaniinin ja seriinin taso. Kemialliset ominaisuudet ovat erittäin vakaat, ja niissä on erityisen paljon disulfidisidoksia. Normaaleissa olosuhteissa se ei liukene veteen, suolaliuoksiin, laimeisiin happoihin ja laimeisiin alkaliliuoksiin, mutta voi liukea epäorgaanisiin sulfidiliuoksiin. Nahkateollisuus käyttää epäorgaanisia sulfideja nahan poistamiseen hyödyntämällä tätä ominaisuutta. Pääasiassa keratiinista koostuva villa ja silkki ovat erittäin tärkeitä tekstiilimateriaaleja. Silkkifibroiini on keratiinia, joka muodostaa 70-75 % silkistä ja on silkin liukenematon osa. Sen ulkokerros on päällystetty serisiinillä (eräänlainen globuliini), jonka osuus on noin 22-24%. Se ei ole filamenttimainen ja voidaan liuottaa kuumaan veteen. Silkkiteollisuudessa luonnonsilkki (tunnetaan yleisesti raakasilkkinä) täytyy keittää vedessä serisiiniproteiinin liuottamiseksi ja poistamiseksi, jotta luonnonsilkki voidaan jalostaa kirkkaiksi ja erittäin pehmeiksi silkkikuiduiksi kudontaa varten.
1. Mekaaninen menetelmä
Keratiinin mekaaninen uuttaminen sisältää pääasiassa kuumennuksen ja paineen, jolla katkaistaan ja hydrolysoidaan disulfidisidoksia hiuskuitujen keratiinimolekyylien välillä ja jopa niiden sisällä, jolloin hiuksissa oleva keratiin muuttuu liukoiseksi keratiiniksi. Mekaaniset menetelmät voidaan jakaa korkeapainehydrolyysimenetelmään ja korkeapainelaajennusmenetelmään, ekstruusiomenetelmään ja ekstruusiomenetelmään. Hydrolyysiprosessin aikana happoa ja alkalia voidaan lisätä reaktiokattilaan korkean lämpötilan paineistetun laimean happohydrolyysimenetelmän ja korkean lämpötilan paineistetun laimean alkalihydrolyysimenetelmän muodostamiseksi, vastaavasti. Niistä paisutusmenetelmä on parempi, koska sen hydrolyysilämpötila on suhteellisen alhainen, aika on suhteellisen lyhyt ja tuote on löysä ja helppo jauhettava.
2. Kemiallinen menetelmä
Käytettyjen eri raaka-aineiden ja reagenssien mukaan kemialliset menetelmät voidaan yleensä jakaa happo-emäskäsittelyyn, pelkistykseen, hapetukseen jne. Keratiinia liuotettaessa kemiallisilla menetelmillä lisätään usein tietty määrä denaturointiaineita, pinta-aktiivisia aineita jne. hajottaa molekyylien välisiä voimia, vetysidoksia jne. keratiinimolekyylien liukoisuuden lisäämiseksi.
Happo-emäskäsittelyn perusprosessi on turvottaa hiukset ensin hapolla tai emäksellä ja sitten hydrolysoida ne tietyssä lämpötilassa liukoisen keratiinin saamiseksi. Liukenemistehokkuuden parantamiseksi on yleensä tarpeen käyttää sitä yhdessä pelkistimen kanssa. Tämän prosessin aikana happamuuden ja emäksisyyspitoisuus sekä reaktion lämpötila voivat vaikuttaa keratiinin molekyylipainoon ja saantoon. Happo-emäs-liukenemisprosessin aikana tapahtuu väistämättä peptidisidosten hydrolyysi ja disulfidisidosten hajoaminen proteiinien makromolekyyleissä. Siksi tässä menetelmässä keratiinin saannon ja molekyylipainon välinen ristiriita on ratkaistava. Yleensä keratiinia, jolla on suurempi molekyylipaino, voidaan saada lyhyemmässä liukenemisajassa, mutta keratiinin saanto on pienempi; Pitkäaikainen liukeneminen voi kuitenkin helposti aiheuttaa keratiinimolekyylien peptidisidosten katkeamisen, mikä johtaa alhaisemman molekyylipainon tuotteisiin; Mitä suurempi liukoisen keratiinituotteen saanto, sitä pienempi on sen molekyylipaino.
2.2 Pelkistysmenetelmä käyttää pelkistävää ainetta keratiinimolekyylien disulfidisidosten pelkistämiseen tioliryhmiksi, mikä johtaa liukoiseen keratiiniin. Pelkistysaineina käytetään yleensä tioliyhdisteitä, kuten natriummerkaptoasetaattia, 2-merkaptoetanolia, merkaptoetikkahappoa ja ditiotreitolia. Pelkistämällä saatu keratiini, joka sisältää suuren määrän tioliryhmiä, on suojattava sopivilla reagensseilla johtuen helposti hapettuvien tioliryhmien erittäin reaktiivisesta luonteesta, jotta saadaan stabiili keratiiniliuos; Tyypillisesti pinta-aktiivisia aineita, kuten natriumdodekyylisulfonaattia [22] tai ramnolipidejä käytetään tioliryhmien suojaamiseen. Nämä aineet voivat myös vähentää keratiinimolekyylien pintajännitystä ja lisätä keratiinin liukoisuutta [23]. Lisäksi pelkistimenä voidaan käyttää metallisulfideja, kuten natriumsulfidia, joka voi pelkistää disulfidisidoksia ja liuottaa keratiinia; Guanidiinia tai guanidiinihydrokloridia voidaan myös käyttää venyttämään peptidiketjua täysin, paljastamaan funktionaaliset ryhmät kokonaan ja sitten pelkistämään ja uuttamaan denaturoivalla aineella. Pelkistysaineiden yhdistelmän käyttäminen: sulfiitti/karboksamidiyhdisteet/natriumsuola orgaaniset yhdisteet sekoitettuna raaka-aineisiin, pelkistys vaiheittain avaamaan disulfidisidokset ja sitten keratiinin suojaaminen pinta-aktiivisilla aineilla voi estää keratiinin hapettumista. Päätuotteiden molekyylipainojakauma on välillä 40-80kD. Pelkistysmenetelmässä käytetyt reagenssit ovat suhteellisen mietoja, ja niissä on vähemmän vaurioita peptidiketjussa, mikä johtaa suurempaan molekyylipainoon ja keratiinituotteiden saantoon; Yleensä suositeltu kemiallinen uuttomenetelmä.
3 Hapetusmenetelmä
Perusperiaate on käyttää hapettimia keratiinin disulfidisidosten hapettamiseksi sulfonihapporyhmiksi, jolloin muodostuu liukoista keratiinia.
Hapetusmenetelmässä käytetyt hapettimet ovat yleensä peroksideja, kuten muurahaishappoa, peretikkahappoa ja vetyperoksidia. Sulfonointi Na2SO3:lla ja hapetus kupariammoniumhydroksidilla muuntaa kystiiniryhmän S-tiokysteiiniksi ja sentrifugoi geelimäisesti keratiinia miedolla painovoiman syöttösuodatusjärjestelmällä. Erottele geeli kuten voimakkaasti S-sulfonoitu keratiinijohdannaisliuos, lisää kelatoiva aine ja käytä sitten isoelektrisen pisteen menetelmää välituotteen rikkimäisen proteiinin ja S-sulfonoidun keratiinipitoisen proteiinin saostamiseen ja erottamiseen. Kuitenkin hapetusprosessin aikana peptidiketjun oksidatiivisen murtuman ilmiö esiintyy väistämättä, joten hapetusmenetelmällä saadun keratiinin keskimääräinen molekyylipaino ei ole korkea.
4 Biologinen laki
Päämenetelmänä on hyödyntää keratiinin hajottamista keratinaasilla liukenemattoman keratiinin hajottamiseksi liukoiseksi keratiiniksi. Keratinaasin aiheuttaman luonnollisen keratiinin spesifisen hajoamistoiminnon ansiosta se voi parantaa merkittävästi keratiinin liukoisuutta. Tämä menetelmä kestää kuitenkin yleensä pitkän ajan ja tuotteet ovat enimmäkseen peptidejä, joilla on pienempi molekyylipaino.
Yolanda
Matkapuhelin: +86 -29-86107037-8012
Sähköposti:sales9@konochemical.com
Puh/Wechat: 18729555803