Keratín je prášokvláknitý proteín produkovaný živočíšnymi epitelovými bunkami. Hlavné zložky, ktoré tvoria vlasy, perie, rohy, brnenie, kopytá, hodváb atď., majú na zvieratá ochranný účinok. Dá sa rozdeliť do dvoch kategórií: jednou je alfa keratín, čo je proteín nachádzajúci sa vo vlasoch, rohoch, nechtoch, kopytách atď., s bohatým obsahom cysteínu v molekule; Ďalším typom je beta keratín, ako je hodvábny fibroín, ktorý vo svojej molekule neobsahuje cysteín ani cysteín, ale má vysoké hladiny glycínu, alanínu a serínu. Chemické vlastnosti sú mimoriadne stabilné, s obzvlášť vysokým obsahom disulfidových väzieb. Za normálnych podmienok je nerozpustný vo vode, soľných roztokoch, zriedených kyselinách a zriedených alkalických roztokoch, ale môže sa rozpúšťať v roztokoch anorganických sulfidov. Kožený priemysel využíva anorganické sulfidy na odstránenie kože využitím tejto vlastnosti. Vlna a hodváb, zložené hlavne z keratínu, sú mimoriadne dôležité textilné materiály. Hodvábny fibroín je keratín, ktorý tvorí 70-75 % hodvábu a je nerozpustnou časťou hodvábu. Jeho vonkajšia vrstva je potiahnutá sericínom (typ globulínu), ktorý predstavuje približne 22-24 %. Nie je vláknitý a môže sa rozpustiť v horúcej vode. V hodvábnom priemysle sa prírodný hodváb (bežne známy ako surový hodváb) musí variť vo vode, aby sa rozpustil a odstránil sericínový proteín, aby sa prírodný hodváb spracoval na svetlé a veľmi mäkké hodvábne vlákna na tkanie.
1. Mechanická metóda
Mechanická extrakcia keratínu zahŕňa hlavne zahrievanie a tlak na rozbitie a hydrolýzu disulfidových väzieb medzi a dokonca aj v rámci keratínových molekúl vo vlasových vláknach, čím sa keratín vo vlasoch zmení na rozpustný keratín. Mechanické metódy možno rozdeliť na metódu vysokotlakovej hydrolýzy a metódu vysokotlakovej expanzie, metódu extrúzie a metódu extrúzie. Počas procesu hydrolýzy sa do reakčného kotla môže pridať kyselina a zásada, aby sa vytvorila metóda hydrolýzy zriedenej kyseliny pod tlakom pri vysokej teplote a metóda hydrolýzy zriedenej zásady pri vysokej teplote pod tlakom. Spomedzi nich je expanzná metóda lepšia, pretože jej teplota hydrolýzy je relatívne nízka, čas je relatívne krátky a produkt je sypký a ľahko sa prášková.
2. Chemická metóda
Podľa rôznych použitých surovín a činidiel možno chemické metódy vo všeobecnosti rozdeliť na acidobázickú úpravu, redukciu, oxidáciu atď. Pri rozpúšťaní keratínu chemickými metódami sa často pridáva určité množstvo denaturačných činidiel, povrchovo aktívnych látok atď. narúšajú medzimolekulové sily, vodíkové väzby atď., aby sa zvýšila rozpustnosť molekúl keratínu.
Základným procesom acidobázickej úpravy je najprv napučiavať vlasy kyselinou alebo zásadou a následne ich hydrolyzovať pri určitej teplote, čím sa získa rozpustný keratín. Na zlepšenie účinnosti rozpúšťania je zvyčajne potrebné použiť ho v spojení s redukčným činidlom. Počas tohto procesu môže koncentrácia kyslosti a zásaditosti, ako aj teplota reakcie, ovplyvniť molekulovú hmotnosť a výťažok keratínu. Počas acidobázického procesu rozpúšťania nevyhnutne dochádza k hydrolýze peptidových väzieb a rozkladu disulfidových väzieb v makromolekulách bielkovín. Preto pri tejto metóde treba vyriešiť rozpor medzi výťažkom a molekulovou hmotnosťou keratínu. Vo všeobecnosti je možné keratín s vyššou molekulovou hmotnosťou získať v kratšom čase rozpúšťania, ale výťažok keratínu je nižší; Avšak predĺžené rozpúšťanie môže ľahko spôsobiť prerušenie peptidových väzieb v molekulách keratínu, čo vedie k produktom s nižšou molekulovou hmotnosťou; Čím vyšší je výťažok produktu rozpustného keratínu, tým menšia je jeho molekulová hmotnosť.
2.2 Redukčná metóda využíva redukčné činidlo na redukciu disulfidových väzieb v molekulách keratínu na tiolové skupiny, výsledkom čoho je rozpustný keratín. Používanými redukčnými činidlami sú vo všeobecnosti tiolové zlúčeniny, ako je merkaptoacetát sodný, 2-merkaptoetanol, kyselina merkaptooctová a ditiotreitol. Keratín obsahujúci veľké množstvo tiolových skupín získaný redukciou musí byť chránený vhodnými činidlami kvôli vysoko reaktívnej povahe tiolových skupín, ktoré sa ľahko oxidujú, aby sa získal stabilný roztok keratínu; Typicky sa na ochranu tiolových skupín používajú povrchovo aktívne látky, ako je dodecylsulfonát sodný [22] alebo ramnolipidy. Tieto látky môžu tiež znižovať povrchové napätie molekúl keratínu a zvyšovať rozpustnosť keratínu [23]. Okrem toho sa ako redukčné činidlá môžu použiť aj sulfidy kovov, ako je sulfid sodný, ktorý môže redukovať disulfidové väzby a rozpúšťať keratín; Guanidín alebo guanidín hydrochlorid možno tiež použiť na úplné natiahnutie peptidového reťazca, úplné odhalenie funkčných skupín a potom redukciu a extrakciu pomocou denaturačného činidla. Použitie kombinácie redukčných činidiel: sulfitové/karboxamidové zlúčeniny/organické zlúčeniny sodnej soli zmiešané so surovinami, použitie postupnej redukcie na otvorenie disulfidových väzieb a potom ochrana keratínu povrchovo aktívnymi látkami môže zabrániť oxidácii keratínu. Distribúcia molekulovej hmotnosti hlavných produktov je medzi 40-80 kD. Činidlá používané pri redukčnej metóde sú relatívne mierne, s menším poškodením peptidového reťazca, čo vedie k vyššej molekulovej hmotnosti a výťažku keratínových produktov; Zvyčajne sa uprednostňuje metóda chemickej extrakcie.
3 Oxidačná metóda
Základným princípom je použitie oxidantov na oxidáciu disulfidových väzieb v keratíne na skupiny kyseliny sulfónovej, čím vzniká rozpustný keratín.
Oxidačné činidlá používané v oxidačnej metóde sú všeobecne peroxidy, ako je kyselina mravčia, kyselina peroctová a peroxid vodíka. Sulfonácia s Na2S03 a oxidácia s hydroxidom meďnatým amónny premieňa cystínovú skupinu na S-tiocysteín a centrifuguje gél ako keratín pomocou filtračného systému s miernou gravitáciou. Oddeľte gél ako roztok vysoko S-sulfónovaného keratínového derivátu, pridajte chelatačné činidlo a potom použite metódu izoelektrického bodu na vyzrážanie a oddelenie intermediárneho vláknitého proteínu a S-sulfónovaného keratínového proteínu s vysokým obsahom síry. Počas oxidačného procesu však nevyhnutne dôjde k fenoménu oxidačného lomu peptidového reťazca, takže priemerná molekulová hmotnosť keratínu získaná oxidačnou metódou nie je vysoká.
4 Biologický zákon
Hlavnou metódou je využitie degradácie keratínu keratinázou na rozklad nerozpustného keratínu na rozpustný keratín. Vďaka špecifickej degradačnej funkcii prírodného keratínu keratinázou môže výrazne zlepšiť rozpustnosť keratínu. Táto metóda však vo všeobecnosti trvá dlho a produkty sú väčšinou peptidy s nižšou molekulovou hmotnosťou.
Yolanda
Mobil: +86 -29-86107037-8012
Email:sales9@konochemical.com
Tel/Wechat : 18729555803