CN102492166A - 一种利用羽毛制备羽毛角蛋白海绵的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用羽毛制备羽毛角蛋白海绵的方法，包括：用去污剂和氧化还原剂溶液配制成溶解液，然后按质量体积比为1-30g∶100mL将干净羽毛加入所述的溶解液中，于70-100℃搅拌20-120分钟，滤去未溶解的残渣，将上清液脱盐后，冷冻干燥或烘干，即得羽毛角蛋白海绵。本发明的制备方法简单，对设备要求不高，适合规模化生产；本发明所得的羽毛角蛋白海绵可作为与其他单体交联或聚合的主干或承载物质，可作为医学材料、军事防护、环境除油等基础材料。

Description

一种利用羽毛制备羽毛角蛋白海绵的方法
技术领域
本发明属于羽毛制备领域，特别涉及一种利用羽毛制备羽毛角蛋白海绵的方法。
背景技术
我国的羽毛资源极其丰富，尤其在现代农业中，大规模的家禽养殖产生了大量的角蛋白废物，其中羽毛废弃物产量最多，据统计，我国近几年家禽年出栏量均在70亿只以上，且在逐年增加。按每只家禽可产羽毛0.20kg计，则年产量达140多万吨。除了一小部分利用外，其他绝大部分作为废弃物。目前羽毛的利用量较低，不仅造成了资源的浪费，而且造成局部环境污染。
羽毛作为鸟类或鸣禽的体表保护、保温及飞行辅助物质，主要成分是角蛋白。角蛋白系硬蛋白之一，是一类具有结缔和保护功能的纤维状蛋白质。由处于a-螺旋或β-折叠构象的平行的多肽链组成不溶于水的起着保护或结构作用蛋白质。由于角蛋白含有较多的胱氨酸，故二硫键含量特别多，在蛋白质肽链中起交联作用，因此角蛋白化学性质特别稳定，有较高的机械强度。羽毛的再生不仅使固体废弃物得到有效利用，保护了人类赖以生存的生态环境，还可为人类社会可持续发展提供优质蛋白质及氨基酸资源，更符合循环经济的理念和建立节约型社会的战略要求。
佟刚(2005)年以胶原蛋白为原料制备出了胶原蛋白海绵，具有止血及促进创面愈合功能；复旦大学邵正中等(2004)以丝素蛋白为原料海绵状三维多孔材料质地均匀、孔隙率高、韧性好、具有良好的可塑性、复胀性和稳定性，压缩形变＞90％，孔隙率可达到98％，弹性回复率可达100％，吸水率最高可达到5000％。这些研究都是以胶原蛋白为原料，而羽毛角蛋白相比于胶原蛋白，弹性、坚硬性及耐酸碱能力更强，但目前没有相关研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用羽毛制备羽毛角蛋白海绵的方法，该方法简单，对设备要求不高，适合规模化生产；所得的羽毛角蛋白海绵可作为与其他单体交联或聚合的主干或承载物质，应用广泛。
本发明的一种利用羽毛制备羽毛角蛋白海绵的方法，包括：
用去污剂和氧化还原剂溶液配制成溶解液，然后按质量体积比为1-30g∶100mL将干净羽毛加入所述的溶解液中，于70-100℃搅拌20-120分钟，滤去未溶解的残渣，将上清液脱盐后，冷冻干燥或烘干，即得羽毛角蛋白海绵(海棉状再生物)；所述的溶解液中去污剂的浓度为0.1-2摩尔/升，氧化还原剂的浓度为0.5-10摩尔/升。
所述的去污剂为脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、磷酸酯盐、氨基酸盐、酚盐、烯醇盐、酮基磺胺盐、胺盐和季铵盐中的一种。
所述的氧化还原剂为过氧化物、过硫酸盐、亚硫酸盐、高锰酸钾、尿素、巯基乙醇中的一种。
所述的脱盐为采用半透膜透析或分子筛层析。
上述的采用半透膜透析为用流量为14kDa的半透膜透析30分钟-3天。
上述的分子筛层析时，其流动相为无菌纯水。
本发明是为羽毛废弃物提供低成本绿色环保再生方法，同时得到羽毛再生利用的新型多功能材料。
本发明配制一种氧化或还原性溶剂，在表面活性剂的作用下将羽毛角蛋白中的二硫键打开，并将角蛋白或多肽溶于水中，经过最简单的方法使角蛋白或多肽重新交联，并通过改变水解液中二硫键浓度、器皿形状等得到宏观性征不同的交联体。重新交联的角蛋白，因为经过重组，具有了原始羽毛角蛋白不具备的物理及化学性质，而这些性质恰是我们推广天然角蛋白重塑应用的关键。重新交联后，角蛋白亲和性增强，同时又未改变其一定的抗酸、抗碱等性质，因此，可作为与其他单体交联或聚合的主干或承载物质，甚至可作为医学材料、军事防护、环境除油等基础材料。
有益效果
(1)本发明的制备方法简单，对设备要求不高，适合规模化生产；
(2)本发明所得的羽毛角蛋白海绵可作为与其他单体交联或聚合的主干或承载物质，可作为医学材料、军事防护、环境除油等基础材料。
附图说明
图1为本发明的羽毛再生海绵状样品。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
称取3g羽毛粉，加入10mL溶解液(8.0M尿素、1.0M过硫酸钠、0.5M十二烷基硫酸钠SDS)；70℃恒温水浴反应30min；反应结束后上清纱布过滤去掉浮渣；水解液用分子截留量为14kDa的半透膜透析两小时；样品冷冻干燥，得到1.8克海绵状物，如图1所述。
实施例2
称取1g羽毛粉，加入10mL溶解液(5.0M巯基乙醇、2.0M过硫酸钾、1.0M SDS)；95℃恒温水浴反应100min；反应结束后上清纱布过滤去掉浮渣；水解液用分子筛层析，样品冷冻干燥，得到0.5克海绵状物。

Claims (6)

1.一种利用羽毛制备羽毛角蛋白海绵的方法，包括：
用去污剂和氧化还原剂溶液配制成溶解液，然后按质量体积比为1-30g∶100mL将干净羽毛加入所述的溶解液中，于70-100℃搅拌20-120分钟，滤去未溶解的残渣，将上清液脱盐后，冷冻干燥或烘干，即得羽毛角蛋白海绵；所述的溶解液中去污剂的浓度为0.01-2摩尔/升，氧化还原剂的浓度为0.05-10摩尔/升。
2.根据权利要求1所述的一种利用羽毛制备羽毛角蛋白海绵的方法，其特征在于：所述的去污剂为脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、磷酸酯盐、氨基酸盐、酚盐、烯醇盐、酮基磺胺盐、胺盐和季铵盐中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种利用羽毛制备羽毛角蛋白海绵的方法，其特征在于：所述的氧化还原剂为过氧化物、过硫酸盐、亚硫酸盐、高锰酸钾、尿素、巯基乙醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种利用羽毛制备羽毛角蛋白海绵的方法，其特征在于：所述的脱盐为采用半透膜透析或分子筛层析。
5.根据权利要求4所述的一种利用羽毛制备羽毛角蛋白海绵的方法，其特征在于：所述的采用半透膜透析为用流量为14kDa的半透膜透析30分钟-3天。
6.根据权利要求4所述的一种利用羽毛制备羽毛角蛋白海绵的方法，其特征在于：所述的分子筛层析时，其流动相为无菌纯水。
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