Keratin tozdurhayvan epitel hücreleri tarafından üretilen lifli bir protein. Saç, tüy, boynuz, zırh, toynak, ipek vb.'yi oluşturan ana bileşenler hayvanlar üzerinde koruyucu etkiye sahiptir. İki kategoriye ayrılabilir: birincisi saçta, boynuzlarda, tırnaklarda, toynaklarda vb. bulunan ve molekülünde bol miktarda sistein içeriği bulunan bir protein olan alfa keratindir; Diğer bir tür ise molekülünde sistein veya sistein içermeyen ancak yüksek düzeyde glisin, alanin ve serin içeren ipek fibroin gibi beta keratindir. Kimyasal özellikleri son derece stabildir ve özellikle yüksek disülfit bağ içeriğine sahiptir. Normal koşullar altında suda, tuz çözeltilerinde, seyreltik asitlerde ve seyreltik alkali çözeltilerde çözünmez, ancak inorganik sülfit çözeltilerinde çözünebilir. Deri endüstrisi bu özelliği kullanarak deriyi çıkarmak için inorganik sülfürler kullanır. Esas olarak keratinden oluşan yün ve ipek son derece önemli tekstil malzemeleridir. İpek fibroini, ipeğin %70-75 kadarını oluşturan ve ipeğin çözünmeyen kısmı olan keratindir. Dış tabakası yaklaşık %22-24'ye tekabül eden serisin (bir tür globulin) ile kaplıdır. Filamentli değildir ve sıcak suda çözülebilir. İpek endüstrisinde, doğal ipeğin dokuma için parlak ve çok yumuşak ipek lifleri halinde işlenmesi amacıyla, doğal ipeğin (yaygın olarak ham ipek olarak bilinir), serisin proteinini çözmek ve çıkarmak için suda kaynatılması gerekir.
1. Mekanik yöntem
Keratin'in mekanik ekstraksiyonu esas olarak saç liflerindeki keratin molekülleri arasındaki ve hatta içindeki disülfit bağlarını kırmak ve hidrolize etmek için ısıtma ve basıncı içerir, böylece saçtaki keratini çözünür keratine dönüştürür. Mekanik yöntemler, yüksek basınçlı hidroliz yöntemi ve yüksek basınçlı genleştirme yöntemi, ekstrüzyon yöntemi ve ekstrüzyon yöntemine ayrılabilir. Hidroliz işlemi sırasında, sırasıyla yüksek sıcaklıkta basınçlı seyreltik asit hidroliz yöntemi ve yüksek sıcaklıkta basınçlı seyreltik alkali hidroliz yöntemi oluşturmak için reaksiyon ısıtıcısına asit ve alkali eklenebilir. Bunlar arasında genleştirme yöntemi üstündür çünkü hidroliz sıcaklığı nispeten düşüktür, süre nispeten kısadır ve ürün gevşektir ve toz haline getirilmesi kolaydır.
2. Kimyasal yöntem
Kullanılan farklı hammaddelere ve reaktiflere göre, kimyasal yöntemler genellikle asit-baz işlemi, indirgeme, oksidasyon vb. şeklinde ayrılabilir. Keratin kimyasal yöntemlerle çözülürken, genellikle belirli miktarda denatüre edici ajanlar, yüzey aktif maddeler vb. eklenir. Keratin moleküllerinin çözünürlüğünü arttırmak için moleküller arası kuvvetleri, hidrojen bağlarını vb. bozar.
Asit-baz tedavisinin temel işlemi, önce saçı asit veya alkali ile şişirmek ve daha sonra çözülebilir keratin elde etmek için belirli bir sıcaklıkta hidrolize etmektir. Çözünme verimliliğini arttırmak için genellikle bir indirgeyici madde ile birlikte kullanılması gerekir. Bu işlem sırasında asitlik ve bazlık konsantrasyonunun yanı sıra reaksiyonun sıcaklığı da keratinin moleküler ağırlığını ve verimini etkileyebilir. Asit-baz çözünme işlemi sırasında, kaçınılmaz olarak protein makromoleküllerindeki peptit bağlarının hidrolizi ve disülfit bağlarının ayrışması meydana gelir. Bu nedenle bu yöntemde keratinin verimi ile moleküler ağırlığı arasındaki çelişkinin çözülmesi gerekmektedir. Genellikle daha büyük moleküler ağırlığa sahip keratin daha kısa çözünme süresinde elde edilebilir, ancak keratinin verimi daha düşüktür; Bununla birlikte, uzun süreli çözünme, keratin moleküllerindeki peptit bağlarının kolayca kırılmasına neden olabilir ve bu da daha düşük molekül ağırlıklı ürünlerle sonuçlanabilir; Çözünür keratin ürününün verimi ne kadar yüksek olursa, moleküler ağırlığı da o kadar küçük olur.
2.2 İndirgeme yöntemi, keratin moleküllerindeki disülfit bağlarını tiyol gruplarına indirgemek için bir indirgeyici madde kullanır ve sonuçta çözünür keratin elde edilir. Kullanılan indirgeyici maddeler genellikle sodyum merkaptoasetat, 2-merkaptoetanol, merkaptoasetik asit ve ditiyotreitol gibi tiyol bileşikleridir. İndirgeme yoluyla elde edilen büyük miktarda tiyol grubu içeren keratinin, stabil bir keratin çözeltisi elde etmek için kolayca oksitlenen tiyol gruplarının oldukça reaktif doğasından dolayı uygun reaktiflerle korunması gerekir; Tipik olarak, tiyol gruplarını korumak için sodyum dodesil sülfonat [22] veya ramnolipidler gibi yüzey aktif maddeler kullanılır. Bu maddeler ayrıca keratin moleküllerinin yüzey gerilimini azaltabilir ve keratinin çözünürlüğünü arttırabilir [23]. Ayrıca metal sülfürler, disülfit bağlarını azaltabilen ve keratini çözebilen sodyum sülfit gibi indirgeyici maddeler olarak da kullanılabilir; Guanidin veya guanidin hidroklorür ayrıca peptit zincirini tamamen germek, fonksiyonel grupları tamamen açığa çıkarmak ve ardından bir denatüre edici madde ile indirgemek ve ekstrakt etmek için de kullanılabilir. İndirgeyici ajanların bir kombinasyonunun kullanılması: ham maddelerle karıştırılmış sülfit/karboksamid bileşikleri/sodyum tuzu organik bileşikleri, disülfit bağlarını açmak için adım adım indirgeme kullanmak ve ardından keratini yüzey aktif maddelerle korumak, keratin oksidasyonunu önleyebilir. Ana ürünlerin moleküler ağırlık dağılımı 40-80kD arasındadır. İndirgeme yönteminde kullanılan reaktifler nispeten hafiftir ve peptit zincirine daha az zarar verir, bu da daha yüksek molekül ağırlığına ve keratin ürünlerinin verimine yol açar; Genellikle tercih edilen kimyasal ekstraksiyon yöntemi.
3 Oksidasyon yöntemi
Temel prensip, keratindeki disülfit bağlarını sülfonik asit gruplarına oksitlemek için oksidanlar kullanmak ve böylece çözünür keratin üretmektir.
Oksidasyon yönteminde kullanılan oksidanlar genellikle formik asit, perasetik asit ve hidrojen peroksit gibi peroksitlerdir. Na2SO3 ile sülfonasyon ve kuprik amonyum hidroksit ile oksidasyon, sistin grubunu S-tiyosisteine dönüştürür ve hafif yerçekimi beslemeli filtreleme sistemi ile keratin gibi jeli santrifüj eder. Jeli yüksek oranda S-sülfonatlı keratin türevi çözeltisi gibi ayırın, şelatlama maddesini ekleyin ve ardından ara filamentli proteini ve S-sülfonatlı keratin yüksek kükürtlü proteini çökeltmek ve ayırmak için izoelektrik nokta yöntemini kullanın. Bununla birlikte, oksidasyon işlemi sırasında, peptit zincirinin oksidatif kırılması olgusu kaçınılmaz olarak meydana gelecektir, dolayısıyla oksidasyon yöntemiyle elde edilen keratinin ortalama moleküler ağırlığı yüksek değildir.
4 Biyolojik Kanun
Ana yöntem, çözünmeyen keratini çözünebilir keratine parçalamak için keratinaz tarafından keratinin bozunmasını kullanmaktır. Doğal keratinin keratinaz tarafından spesifik bozunma fonksiyonu nedeniyle, keratinin çözünürlüğünü önemli ölçüde artırabilir. Ancak bu yöntem genellikle uzun zaman alır ve ürünler çoğunlukla daha düşük molekül ağırlıklı peptitlerdir.
Yolanda
Mobil: +86 -29-86107037-8012
E-posta:sales9@konochemical.com
Tel/Wechat: 18729555803