近臨界水解羽毛角蛋白制備多肽表面活性劑的工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種近臨界水解羽毛角蛋白制備多肽表面活性劑的方法，屬于生物質(zhì)加工處理【技術(shù)領(lǐng)域】。多肽是一種綠色的表面活性劑，具有無毒、無刺激、環(huán)境友好、易降解、生物相容性好等優(yōu)良性質(zhì)，在生物工程、藥物、食品、化妝品、環(huán)境工程等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。在近臨界水中水解羽毛角蛋白制備多肽表面活性劑，不需要加入酸或堿作為催化劑，即可快速將角蛋白水解為小分子的多肽。該方法工藝簡單、無環(huán)境污染，是一種環(huán)境友好的綠色工藝。當(dāng)羽毛角蛋白與水的質(zhì)量比為(0.5~2):15、溫度160℃~200℃以及時間為30~90分鐘，角蛋白的水解率可達(dá)到97%，制備的多肽表面活性劑水溶液的表面張力為37mN/m。
【專利說明】近臨界水解羽毛角蛋白制備多肽表面活性劑的工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種近臨界水解即高溫高壓水解羽毛角蛋白制備多肽表面活性劑的工藝方法，屬于生物質(zhì)加工處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]羽毛是禽類表皮細(xì)胞角質(zhì)化的衍生物，其中蛋白質(zhì)含量為80%_90%，具有很高的回收利用價值。每年我國家禽屠宰場產(chǎn)生的羽毛數(shù)百萬噸，其中一部分用作填充物、裝飾品、飼料等，而絕大部分被丟棄填埋，造成經(jīng)濟(jì)的損失和環(huán)境的破壞。所以對羽毛進(jìn)行加工，提取其中的角蛋白及對角蛋白進(jìn)行進(jìn)一步的加工處理，得到高附加價值的產(chǎn)物具有重要的意義。
[0003]生物表面活性劑因具有無毒、無刺激、生物相容性好、環(huán)境相容性好等優(yōu)點受到科研工作者的關(guān)注，并在化工行業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，但因其昂貴的價格而使得應(yīng)用受限。環(huán)境友好的表面活性劑同樣還包括以生物物質(zhì)為基礎(chǔ)的表面活性劑，這是以生物表面活性劑的自然結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，合成的兩性結(jié)構(gòu)化合物，可通過生物技術(shù)或化學(xué)方法使用氨基酸、糖類、脂肪酸、松香酸及衍生物等來合成。多肽表面活性劑就是屬于以生物物質(zhì)為基礎(chǔ)的表面活性劑，親水基是幾個帶電荷的氨基酸，而疏水基則是幾個不帶電荷的非極性氨基酸組成，被稱為類表面活性劑多肽。本方法是將從羽毛中提取出的再生角蛋白進(jìn)一步加工處理，水解成具有一定表面活性、起泡性、乳化能力等的多肽表面活性劑。
[0004]近臨界水通常指溫度在17(T370°C之間的壓縮液態(tài)水，與常溫常壓水相比電離常數(shù)大，因而具備酸、堿催化功能，可使某些需要酸或堿的反應(yīng)不必外加酸堿催化劑，是一個綠色環(huán)保的優(yōu)良溶劑，在生物質(zhì)資源化、有機(jī)合成及有機(jī)污染物的處理等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。
[0005]目前對羽毛蛋白質(zhì)水解主要有酸水解和酶解，酸堿水解存在著易腐蝕設(shè)備、產(chǎn)率低、產(chǎn)生大量工業(yè)廢水和耗時長等缺點。酶水解速度很慢，且酶價格昂貴，容易失去活性。本方法只加入水作為反應(yīng)介質(zhì)，在近臨界狀態(tài)下短時間內(nèi)將角蛋白降解成小分子的多肽表面活性劑，是一種環(huán)境友好、價格低廉的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明在近臨界水的條件下水解羽毛角蛋白制備多肽表面活性劑，該方法具有水解速度快、環(huán)保、綠色安全等特點。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0007]—種近臨界水解羽毛角蛋白制備多肽表面活性劑的方法，其特征在于具有以下的工藝過程和步驟: a.取一定量的羽毛角蛋白固體放在烘箱中65-70°C干燥，并粉碎至20~40目，然后將其與一定量的去離子水放在水熱高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)，角蛋白與水的質(zhì)量比(0.5~2):15 ;反應(yīng)條件是:溫度160-200°C，壓力1.6-3.9MPa，反應(yīng)時間30-90分鐘；b.反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜溫度降至室溫，將水解液進(jìn)行抽濾，所得的濾液即為多肽表面活性劑。
【具體實施方式】
[0008]現(xiàn)將本發(fā)明的具體實施例敘述于后。
[0009]實施例1
將羽毛角蛋白固體放在烘箱中65°C干燥，粉碎至20~40目。稱取1.0g干燥角蛋白和15g去離子水放入20mL水熱高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為160°C，反應(yīng)時間60分鐘，反應(yīng)中最大壓強(qiáng)為1.6MPa。反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)釜溫度降至室溫時，將水解液進(jìn)行抽濾。由固體殘余物的量得到角蛋白的水解率為81.44%。抽濾所得的多肽濾液進(jìn)行表面張力的測試，測得表面張力為44 mN/m。起泡力測定方法為:將水解液配成濃度為1%的溶液，取20mL于IOOmL具塞量筒中，上下?lián)u晃20下，靜置30秒，記錄泡沫體積V，起泡力=泡沫體積V/試液體積，起泡力為3.85。
[0010]實施例2
將羽毛角蛋白固體放在烘箱中65°C干燥，粉碎至20~40目。稱取1.5g干燥角蛋白和15g去離子水放入20mL水熱高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為200°C，反應(yīng)時間60分鐘，反應(yīng)中最大壓強(qiáng)為3.9MPa。反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)釜溫度降至室溫時，將水解液進(jìn)行抽濾。由固體殘余物的量得到角蛋白的水解率為96.42%。抽濾所得的多肽濾液進(jìn)行表面張力的測試，測得表面張力為37 mN/m，起泡力測定方法為:將水解液配成濃度為1%的溶液，取20mL于IOOmL具塞量筒中，上下 搖晃20下，靜置30秒，記錄泡沫體積V，起泡力=泡沫體積V/試液體積，起泡力為2。
[0011]實施例3
將羽毛角蛋白固體放在烘箱中65°C干燥，粉碎至20~40目。稱取1.0g干燥角蛋白和15g去離子水放入20mL高溫高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為180°C，反應(yīng)時間90分鐘，反應(yīng)中最大壓強(qiáng)為2.6MPa。反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)釜溫度降至室溫時，將水解液進(jìn)行抽濾。由固體殘余物的量得到角蛋白的水解率為95.21%。抽濾所得的多肽濾液進(jìn)行表面張力的測試，測得表面張力為41 mN/m，起泡力測定方法為:將水解液配成濃度為1%的溶液，取20mL于IOOmL具塞量筒中，上下?lián)u晃20下，靜置30秒，記錄泡沫體積V，起泡力=泡沫體積V/試液體積，起泡力為2.6。
[0012]實施例4
將羽毛角蛋白固體放在烘箱中65°C干燥，粉碎至20~40目。稱取2.0g干燥角蛋白和15g去離子水放入20mL水熱高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為200°C，反應(yīng)時間30分鐘，反應(yīng)中最大壓強(qiáng)為3.7MPa。反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)釜溫度降至室溫時，將水解液進(jìn)行抽濾。由固體殘余物的量得到角蛋白的水解率為83.69%。抽濾所得的多肽濾液進(jìn)行表面張力的測試，測得表面張力為40 mN/m，起泡力測定方法為:將水解液配成濃度為1%的溶液，取20mL于IOOmL具塞量筒中，上下?lián)u晃20下，靜置30秒，記錄泡沫體積V，起泡力=泡沫體積V/試液體積，起泡力為2.25。
【權(quán)利要求】
1.一種近臨界水解羽毛角蛋白制備多肽表面活性劑，其特征在于具有以下的工藝過程和步驟: a.取一定量的羽毛角蛋白固體放在烘箱中65-70°C干燥，并粉碎至20~40目，然后將其與一定量的去離子水放在水熱高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)，角蛋白與水的質(zhì)量比(0.5~2):15;反應(yīng)條件是:溫度160-200°C，壓力1.6-3.9MPa，反應(yīng)時間30-90分鐘； b.反應(yīng)結(jié)束 后，將反應(yīng)釜溫度降至室溫，將水解液進(jìn)行抽濾，所得的濾液即為多肽表面活性劑。
【文檔編號】C07K1/12GK103951726SQ201410141073
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】陳晉陽, 季益梅, 呂婧瀟, 楊玄宇, 邢璐瑤, 丁巳芫, 李智煉 申請人:上海大學(xué)