羊毛角蛋白的提取方法

采用3种不同的工艺提取羊毛角蛋白,并对各种工艺下羊毛的溶解率、角蛋白溶液的质量分数、角蛋白的分子结构及溶液稳定性等做了对比测试和分析,以选择一种较合理的提取羊毛角蛋白的工艺,达到有效利用羊毛资源的目的。实验结果表明,采用尿素/硫化钠/十二烷基硫酸钠(SDS)工艺溶解羊毛,溶解率高达48.48%,角蛋白溶液的质量分数为1.59%。红外光谱分析表明,3种工艺提取出的角蛋白的分子结构基本相同;与羊毛纤维相比,提取的角蛋白中不仅存在α-螺旋和β-折叠构象,而且存在无规卷曲构象。尿素/硫化钠/SDS工艺提取出的角蛋白溶液的稳定性较其他2种工艺提取出的角蛋白溶液好。因此,尿素/硫化钠/SDS工艺是一种较好的溶解羊毛的方法。     

还原法与离子液体溶解法制备羊毛角蛋白膜

为提高羊毛角蛋白的提取率和应用性能,采用离子液体和羊毛预处理-还原C法2种途径溶解羊毛,并且通过不同方法获得再生羊毛角蛋白膜,对比了2种方法得到的再生角蛋白的性能和溶解率。研究发现利用改进的还原C法提取角蛋白,羊毛溶解率超过86%。再生角蛋白膜的红外测试结果表明,离子液体溶解再生羊毛角蛋白膜分子的部分二硫键被氧化而断裂;X射线衍射测试结果表明,离子液体溶解法所获取的再生羊毛角蛋白膜分子构象由α-螺旋结构转变成β-折叠结构,而改进的还原C法再生羊毛角蛋白膜保留了部分α-螺旋结构。     

还原法提取角蛋白及角蛋白/PEO纳米纤维的制备

为了提高角蛋白的提取率和应用性能,采用预处理-还原二浴二步法溶解羊毛,探讨温度、时间、浓度等因素对溶解性能的影响。红外(FTIR)和X射线衍射测试结果表明,羊毛蛋白纤维、提取后的角蛋白的特征官能团与羊毛基本相同;将羊毛角蛋白和聚氧化乙烯按照不同比例混合进行静电纺丝,制得复合纳米纤维膜,对其进行SEM测试发现,纤维的表观形态各不相同,随着角蛋白比例的增加,纤维的直径逐渐变细。     

羊毛角蛋白的提取

将生化用新型精细二硫键还原剂TCEP(三羧乙基膦)应用于羊毛角蛋白的提取.探讨了在羊毛角蛋白的提取过程中,温度和十二烷基硫酸钠(SDS)对羊毛的最终溶解时间和最终溶解率的作用.温度对羊毛溶解所需时间和最终溶解率的影响非常大.SDS可以加快羊毛溶解速度,但对羊毛的最终溶解率影响不大.当温度较低(＜70℃)时,SDS对羊毛的最终溶解率有很大影响;当温度较高(＞70℃)时,SDS对羊毛的最终溶解率无明显影响.羊毛溶解所需时间几乎不受SDS量的影响,可见随着SDS量的增加,其起到的助溶作用增加不明显.通过显微镜观察,羊毛溶解是溶胀溶解的过程.     

羊毛角蛋白提取及对纯棉织物改性的工艺探讨

通过测试角蛋白提取率和羊毛角蛋白改性后纯棉织物的力学性能指标,分析角蛋白酶对羊毛角蛋白提取率及改性羊毛角蛋白浸泡时间、体积分数、焙烘时间对纯棉织物改性的性能影响,进而寻找最佳的羊毛角蛋白提取及对纯棉织物改性的工艺。研究表明,使用角蛋白酶从羊毛纤维中提取羊毛角蛋白,羊毛纤维的溶解率与角蛋白的提取率分别为85.78%与79.94%,具有较高的可行性。通过测试改性纯棉织物的力学性能指标认为:羊毛角蛋白对纯棉织物改性的最佳工艺为浸泡时间20 min,羊毛角蛋白体积分数为35%,焙烘时间为2 min。     

羊毛角蛋白的L-半胱氨酸提取

使用L-半胱氨酸提取羊毛角蛋白,可大大降低溶解成本,且提取方法更环保。L-半胱氨酸提取羊毛角蛋白的最佳工艺为:L-半胱氨酸2%,p H值10,尿素8 mol/L,温度75℃,溶解时间5 h;羊毛溶解率72%,角蛋白粉末的提取率62%(相对分子质量超过10 k Da),提取的羊毛角蛋白相对分子质量分布在10、40和60 k Da,在再生过程未发生较大变化。     

电化学间接氧化方法降解羊毛

电化学间接氧化方法提取羊毛角蛋白可以获得较大溶解率,在之前研究基础上,通过增加使用阴阳离子膜电解来探讨对羊毛溶解率的影响,并进一步分析提取的羊毛角蛋白的相对分子质量和氨基酸组成。结果表明,电化学降解羊毛角蛋白相对分子质量为388,氨基酸总含量为4.34%。属于低分子溶解。     

碱性蛋白酶法提取废羊毛中角蛋白的机理

将碱性蛋白酶用于提取废弃羊毛中的角蛋白。探讨了在羊毛角蛋白提取过程中,预处理双氧水用量、预处理温度和时间、pH值、蛋白酶用量及蛋白酶处理时间对羊毛溶解率的影响。优化的提取工艺为：预处理为H2O2 15 g/L,80 ℃,1 h,pH=10.5;酶解反应为碱性蛋白酶3%（omf）,60 ℃,2 h,pH=9～10。该条件下羊毛的溶解率为88.9%,角蛋白产率为86.2%。对提取到的角蛋白进行红外光谱、X射线衍射和热重测试,结果表明,预处理中羊毛结构中部分二硫键断裂,角蛋白的结晶度显著增高,达到45.22%,热稳定性相对变差。     

废弃羊毛角蛋白循环利用研究的最新进展

废弃羊毛是一种重要、廉价的角蛋白资源之一,具有极高的研究利用价值。主要介绍几种常见的羊毛角蛋白溶解提取方法,还原法、酸碱溶解法、离子液体法、氧化法、金属盐法、蛋白酶法、熔融尿素法等,以及在此基础之上产生的新的提取方法。同时介绍了羊毛角蛋白在纺织品功能整理、生物医学材料、复合材料、再生角蛋白膜、静电纺丝等领域的最新应用进展,并提出了羊毛角蛋白在溶解提取、再生利用研究和工业生产方面存在的问题和今后的发展方向。     

羊毛角蛋白在巯基乙酸胆碱中的溶解再生

为提高废弃羊毛纤维的综合利用率,采用一种新型的还原性类离子液体巯基乙酸胆碱对羊毛进行溶解和再生,观察了羊毛纤维在其中的溶解过程。采用红外光谱仪、X射线衍射分析仪、差示扫描量热仪以及凝胶电泳仪对不同温度下提取的再生角蛋白性能进行了研究。结果表明:巯基乙酸胆碱能够有效打开羊毛角蛋白大分子之间的二硫键,从而实现对羊毛皮质层及鳞片层的高效溶解,120 ℃条件下,最高溶解质量分数可以达到16%;经巯基乙酸胆碱溶解再生制得的角蛋白,其蛋白主体结构得到保留,但是与原羊毛相比,再生角蛋白中的α-螺旋含量降低,分子质量降低,并且随着溶解温度提高,角蛋白大分子也发生了一定程度降解。     

废弃羊毛蛋白质的提取及染料脱色研究

文章采用氢氧化钠和双氧水法提取羊毛中的角蛋白,通过正交实验获得了最佳提取工艺,并测试了羊毛蛋白提取液对活性红2GR以及阳离子红2GL的脱色效果。实验表明,在40℃、2.5h、1g氢氧化钠、1.5mL双氧水条件下,2g羊毛的角蛋白提取率可达46.4%,并且羊毛角蛋白液对阳离子红2GL具有较好的脱色效果。     

还原法与金属盐法结合溶解废旧羊毛

为实现废旧羊毛再生利用,提高大分子角蛋白回收率,采用NaHSO3/LiBr/SDS溶解体系处理废旧羊毛制取无毒稳定、高溶解率、高分子量的角蛋白溶液.通过试剂用量、pH值、反应温度、反应时间各单因素对比试验,以羊毛溶解率、大分子量角蛋白提取率为测试指标,确定反应最佳条件.结果表明:在NaHSO3浓度为0.5 mol/L、...     

Na2S2O3/LiBr/SDS体系溶解废旧羊毛的工艺

采用还原法与金属盐法结合,利用Na2S2O3/LiBr/SDS溶剂体系溶解废旧羊毛提取角蛋白,通过设计正交试验和单因素对比试验,以羊毛溶解率和大分子量角蛋白回收率为考察对象确定最佳工艺条件,结果表明:Na2S2O3浓度1.5 mol/L,LiBr浓度0.2 mol/L,SDS浓度0.03 mol/L,pH值12,反应温度80℃,反应时间3 h,羊毛溶解率达91.8%,角蛋白回收率44%,相比单纯还原C法均有提高。     

A Study on Extraction and Characterization of Keratin Films and Nanofibers from Waste Wool Fiber

ABSTRACT

Fabrication and characterization of keratin films extracted from waste Merino wool fiber using two different methods and three different pH concentrations is the main focus of this study. Also, wool keratin (WK) loaded polymer surfaces were fabricated. The chemical, structural and morphological characteristics of keratin extracted from aqueous solutions were analyzed and compared for both methods. It is concluded that optimized results in this study could contribute in future research studies to select the parameters and methods to extract keratin films from recyclable wool fibers. Also, WK loaded nanofibrous films could be potential in filtration, air purification and tissue engineering.     

静电纺丝法制备羊毛角蛋白/PVA再生纤维

本文以废旧毛涤混纺面料为原料,采用还原C法提取出角蛋白,将角蛋白、PVA、Na Cl配成纺丝液,采用静电纺丝方法制备出纳米级的角蛋白/PVA再生纤维。对所纺纤维进行扫描电镜观察,分析了纺丝液浓度、角蛋白与PVA质量比及电压对纺丝效果的影响,并确定出合理的纺丝工艺参数。     

角蛋白/多壁碳纳米管复合纤维的制备

为促进废旧羊毛的回收利用,采用L-半胱氨酸还原法溶解羊毛提取角蛋白,将羊毛再生角蛋白溶于碳酸钠/碳酸氢钠缓冲溶液中配置成纺丝液,并且向其中添加由傅克反应制备的功能化多壁碳纳米管,通过湿法纺丝制备再生角蛋白/功能化碳纳米管复合纤维。研究结果表明：碳纳米管均匀的分散在复合纤维中,没有发生团聚现象,并且与角蛋白基体有着良好的界面作用;碳纳米管加入对纤维的结晶度有所提高,并且能够诱导角蛋白内部形成较多的β-折叠的二级结构构象;随着碳纳米管的加入,复合纤维的拉伸断裂强度增加,当碳纳米管质量分数为0.15 wt%时,拉伸断裂强度达到最大（91.5±12.6） MPa,比纯角蛋白纤维提高了139%。     

羊毛角蛋白粗溶液的制备及用于毛织物的抗起毛起球整理

以巯基乙酸为还原剂制备角蛋白粗溶液,为了使制备的角蛋白粗溶液中含有较多大分子质量的角蛋白,使其更有利于在羊毛纤维表面成膜,以温度、时间、pH、还原剂用量设计正交实验,分析反应因素对角蛋白分子质量及羊毛分解率的影响.利用制备的角蛋白溶液处理羊毛织物,有效地减少了羊毛表面的定向摩擦效应和织物起毛起球的趋向,并且对织物没有损伤.     

Wool keratin as a novel alternative protein: A comprehensive review of extraction,purification, nutrition,safety, and food applications

The growing global population and lifestyle changes have increased the demand for specialized diets that require protein and other essential nutrients for humans. Recent technological advances have enabled the use of food bioresources treated as waste as additional sources of alternative proteins. Sheep wool is an inexpensive and readily available bioresource containing 95%–98% protein, making it an outstanding potential source of protein for food and biotechnological applications. The strong structure of wool and its indigestibility are the main hurdles to achieving its potential as an edible protein. Although various methods have been investigated for the hydrolysis of wool into keratin, only a few of these, such as sulfitolysis, oxidation, and enzymatic processes, have the potential to generate edible keratin. In vitro and in vivo cytotoxicity studies reported no cytotoxicity effects of extracted keratin, suggesting its potential for use as a high-value protein ingredient that supports normal body functions. Keratin has a high cysteine content that can support healthy epithelia, glutathione synthesis, antioxidant functions, and skeletal muscle functions. With the recent spike in new keratin extraction methods, extensive long-term investigations that examine prolonged exposure of keratin generated from these techniques in animal and human subjects are required to ascertain its safety. Food applications of wool could improve the ecological footprint of sheep farming and unlock the potential of a sustainable protein source that meets demands for ethical production of animal protein.