CN102516580A - 一种羽毛残渣制备羽毛角蛋白海绵膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种羽毛残渣制备羽毛角蛋白海绵膜的方法，包括：(1)将尿素、还原剂/氧化剂和稳定剂在30-70℃下溶于蒸馏水，形成透明溶液后加入羽毛，搅拌、氮气保护、水浴加热反应2-6小时；将反应液进行过滤，得可溶蛋白溶液和不可溶蛋白滤渣；(2)将滤渣经过清洗，去除还原剂/氧化剂和稳定剂，静止脱泡后，冷冻干燥得到海绵状膜。本发明利用提取角蛋白的化学法中产生的不可溶蛋白滤渣制备出角蛋白膜，质地均匀平整、孔隙致密、柔韧性高，吸水和保水性强、不溶于水且无毒害，实现了化学法提取羽毛角蛋白时对羽毛的全面利用，在工业中有着巨大的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于羽毛残渣的再利用领域，特别涉及一种羽毛残渣制备羽毛角蛋白海绵膜的方法。
背景技术
羽毛作为废弃物具有产量大、难降解等特点，然而羽毛作为资源又是富含角蛋白的可再生资源。从羽毛中提取角蛋白的方法主要有机械法、化学法和生物法，以化学法最为常用。目前利用化学法提取角蛋白制备功能的材料主要是以制得的可溶蛋白为原料，专利《一种改性角蛋白材料及其制备方法和应用》(专利申请号：201010601153.3，公开号：102120753)为了避免使用交联剂而限制材料在医学等领域的应用，对还原法提取的可溶蛋白采用无毒试剂进行改性制备出富含二硫键的角蛋白粉末，专利《一种角蛋白溶液和固体制备技术》(专利申请号：02155362.9，公开号：1435432)利用还原法制备出可溶角蛋白溶液并将其进行氧化或凝聚处理制成角蛋白固体，专利《羽毛角蛋白膜的制备及作为药物载体的应用》(专利申请号：201010161425.2，公开号：101838466)利用还原法制取可溶角蛋白溶液后，将其pH调至酸性出现的沉淀进行干燥制得角蛋白粉末，将其再次制备膜液并烘干得蛋白膜。在已有的专利与文献中，化学法提取角蛋白往往聚焦于可溶蛋白溶液，在提取时产生的不可溶蛋白滤渣作为废物被丢弃，鲜少有研究提及不可溶蛋白滤渣的性能并对其进行进一步研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种羽毛残渣制备羽毛角蛋白海绵膜的方法。该方法简单易行，不需前处理，制备的不可溶蛋白膜质地均匀平整、空隙致密、柔韧性高。
本发明的一种羽毛残渣制备羽毛角蛋白海绵膜的方法，包括：
(1)将尿素、还原剂/氧化剂和稳定剂在30-70℃下按质量比10∶2～3∶1溶于蒸馏水，形成透明溶液后加入羽毛，搅拌、氮气保护、水浴加热反应2-6小时；将反应液进行过滤，得可溶蛋白溶液和不可溶蛋白滤渣；
(2)将滤渣经过清洗，去除还原剂/氧化剂和稳定剂，静止脱泡后，冷冻干燥得到海绵状膜。
所述步骤(1)中的羽毛为整枝羽毛、羽绒或羽毛粉。
所述步骤(1)中的还原剂为硫代硫酸盐、亚硫酸盐、金属硫化物、巯基化合物、硼氢化钠、三丁基磷化氢、糖醇或DMH。
所述步骤(1)中的氧化剂为过氧化物或卤素。
所述步骤(1)中的稳定剂为十二烷基硫酸钠。
所述步骤(2)中静止脱泡后加入增塑剂控制海绵膜的孔径大小和柔韧性。
所述增塑剂为甘油、山梨醇或聚乙二醇。
本发明利用提取角蛋白的化学法中产生的不可溶蛋白滤渣制备出角蛋白膜，质地均匀平整、孔隙致密、柔韧性高，吸水和保水性强、不溶于水且无毒害，当利用白色羽毛纤维时制备出的膜外观洁白美观，作为天然蛋白具有无毒无害性并能完全降解，实现了化学法提取羽毛角蛋白时对羽毛的全面利用，在工业中有着巨大的应用前景。
有益效果
(1)本发明制备方法简单易行，不需前处理，对设备和试剂的要求低，原料来源丰富，应用于工业中经济效益高且绿色环保；
(2)本发明制备的不可溶蛋白膜质地均匀平整、空隙致密、柔韧性高、不溶于水、无毒无害，在医学、生物、纺织、环境、日化等领域有广阔的应用前景；
(3)本方法为化学法提供角蛋白打开新视野，将滤渣加以应用避免了二次污染。
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
(1)将尿素、亚硫酸氢钠(NaHSO3)、十二烷基硫酸钠(SDS)在50℃下按质量比48∶10∶5溶于蒸馏水，形成透明溶液后加入羽毛纤维(白羽绒)，搅拌、氮气保护、水浴加热反应4小时。
(2)将反应液进行过滤，得可溶蛋白溶液和不可溶蛋白滤渣，将滤渣清洗6次后分成等量数份，掺入甘油并搅拌均匀，静置消泡后经过低温冷冻、冷冻干燥制膜，所得膜为白色不透明状、均匀平整、空隙致密，比制膜前加料厚度略小，加甘油量过少的膜质地脆而易碎，加甘油量过多的膜质地过软易碎，加甘油适量的膜柔韧性高、弹性大，能承受多次对折并在不受力后迅速复原不留折痕，所有膜放入水中后均立刻浸入水面之下发生轻微膨胀但不溶解。
实施例2
(1)将尿素、焦亚硫酸钠(Na2S2O5)、十二烷基硫酸钠(SDS)在50℃下按质量比48∶10∶5溶于蒸馏水，形成透明溶液后加入羽毛纤维(白羽绒)，搅拌、氮气保护、水浴加热反应4小时。
(2)将反应液进行过滤，得可溶蛋白溶液和不可溶蛋白滤渣，将滤渣清洗6次后分成等量数份，掺入甘油并搅拌均匀，静置消泡后经过低温冷冻、冷冻干燥制膜，所得膜为白色不透明状、均匀平整、空隙致密，比制膜前加料厚度略小，加甘油量过少的膜质地脆而易碎，加甘油量过多的膜质地过软易碎，加甘油适量的膜柔韧性高、弹性大，能承受多次对折并在不受力后迅速复原不留折痕，所有膜放入水中后均立刻浸入水面之下发生轻微膨胀但不溶解。
实施例3
(1)将尿素、焦亚硫酸钠(Na2S2O5)、十二烷基硫酸钠(SDS)在30℃下按质量比10∶2∶1溶于蒸馏水，形成透明溶液后加入经剪碎的整枝羽毛，搅拌、氮气保护、水浴加热反应6小时。
(2)将反应液进行过滤，得可溶蛋白溶液和不可溶蛋白滤渣，将滤渣清洗6次后分成等量数份，掺入甘油并搅拌均匀，静置消泡后经过低温冷冻、冷冻干燥制膜，所得膜为褐色不透明状、均匀平整、空隙致密，比制膜前加料厚度略小，加甘油量过少的膜质地脆而易碎，加甘油量过多的膜质地过软易碎，加甘油适量的膜柔韧性高、弹性大，能承受多次对折并在不受力后迅速复原不留折痕，所有膜放入水中后均立刻浸入水面之下发生轻微膨胀但不溶解。
实施例4
(1)将尿素、焦亚硫酸钠(Na2S2O5)、十二烷基硫酸钠(SDS)在70℃下按质量比10∶3∶1溶于蒸馏水，形成透明溶液后加入羽毛粉(完整鸡毛粉碎所得，约200目，呈褐色)，搅拌、氮气保护、水浴加热反应2小时。
(2)将反应液进行过滤，得可溶蛋白溶液和不可溶蛋白滤渣，将滤渣清洗6次后分成等量数份，掺入甘油并搅拌均匀，静置消泡后经过低温冷冻、冷冻干燥制膜，所得膜为褐色不透明状、均匀平整、空隙致密，比制膜前加料厚度略小，加甘油量过少的膜质地脆而易碎，加甘油量过多的膜质地过软易碎，加甘油适量的膜柔韧性高、弹性大，能承受多次对折并在不受力后迅速复原不留折痕，所有膜放入水中后均立刻浸入水面之下发生轻微膨胀但不溶解。
Claims (7)
1.一种羽毛残渣制备羽毛角蛋白海绵膜的方法，包括：
(1)将尿素、还原剂/氧化剂和稳定剂在30-70℃下按质量比10∶2～3∶1溶于蒸馏水，形成透明溶液后加入羽毛，搅拌、氮气保护、水浴加热反应2-6小时；将反应液进行过滤，得可溶蛋白溶液和不可溶蛋白滤渣；
(2)将滤渣经过清洗，去除还原剂/氧化剂和稳定剂，静止脱泡后，冷冻干燥得到海绵状膜。
2.根据权利要求1所述的一种羽毛残渣制备羽毛角蛋白海绵膜的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的羽毛为整枝羽毛、羽绒或羽毛粉。
3.根据权利要求1所述的一种羽毛残渣制备羽毛角蛋白海绵膜的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的还原剂为硫代硫酸盐、亚硫酸盐、金属硫化物、巯基化合物、硼氢化钠、三丁基磷化氢、糖醇或DMH。
4.根据权利要求1所述的一种羽毛残渣制备羽毛角蛋白海绵膜的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的氧化剂为过氧化物或卤素。
5.根据权利要求1所述的一种羽毛残渣制备羽毛角蛋白海绵膜的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的稳定剂为十二烷基硫酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种羽毛残渣制备羽毛角蛋白海绵膜的方法，其特征在于：所述步骤(2)中静止脱泡后加入增塑剂控制海绵膜的孔径大小和柔韧性。
7.根据权利要求6所述的一种羽毛残渣制备羽毛角蛋白海绵膜的方法，其特征在于：所述增塑剂为甘油、山梨醇或聚乙二醇。
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