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，屬于生物質加工處理【技術領域】。多肽是一種綠色的表面活性劑，具有無毒、無刺激、環境友好、易降解、生物相容性好等優良性質，在生物工程、藥物、食品、化妝品、環境工程等領域有著重要的應用。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、無環境污染，是一種環境友好的綠色工藝。當羽毛角蛋白與水的質量比為(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
【技術領域】
[0001]本發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，屬于生物質加工處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]羽毛是禽類表皮細胞角質化的衍生物，其中蛋白質含量為80%_90%，具有很高的回收利用價值。每年我國家禽屠宰場產生的羽毛數百萬噸，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，造成經濟的損失和環境的破壞。所以對羽毛進行加工，提取其中的角蛋白及對角蛋白進行進一步的加工處理，得到高附加價值的產物具有重要的意義。
[0003]生物表面活性劑因具有無毒、無刺激、生物相容性好、環境相容性好等優點受到科研工作者的關注，并在化工行業、食品工業、醫藥行業和農業等領域具有廣闊的應用前景，但因其昂貴的價格而使得應用受限。環境友好的表面活性劑同樣還包括以生物物質為基礎的表面活性劑，這是以生物表面活性劑的自然結構為基礎，合成的兩性結構化合物，可通過生物技術或化學方法使用氨基酸、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為基礎的表面活性劑，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之間的壓縮液態水，與常溫常壓水相比電離常數大，因而具備酸、堿催化功能，可使某些需要酸或堿的反應不必外加酸堿催化劑，是一個綠色環保的優良溶劑，在生物質資源化、有機合成及有機污染物的處理等領域具有廣泛應用前景。
[0005]目前對羽毛蛋白質水解主要有酸水解和酶解，酸堿水解存在著易腐蝕設備、產率低、產生大量工業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介質，在近臨界狀態下短時間內將角蛋白降解成小分子的多肽表面活性劑，是一種環境友好、價格低廉的方法。
【發明內容】
[0006]本發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、環保、綠色安全等特點。為達到上述目的，本發明采用如下技術方案。
[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釜中反應，角蛋白與水的質量比(0.5~2):15 ;反應條件是:溫度160-200°C，壓力1.6-3.9MPa，反應時間30-90分鐘；b.反應結束后，將反應釜溫度降至室溫，將水解液進行抽濾，所得的濾液即為多肽表面活性劑。
【具體實施方式】
[0008]現將本發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水熱高壓反應釜中反應，反應溫度為160°C，反應時間60分鐘，反應中最大壓強為1.6MPa。反應結束后，在反應釜溫度降至室溫時，將水解液進行抽濾。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水熱高壓反應釜中反應，反應溫度為200°C，反應時間60分鐘，反應中最大壓強為3.9MPa。反應結束后，在反應釜溫度降至室溫時，將水解液進行抽濾。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高溫高壓反應釜中反應，反應溫度為180°C，反應時間90分鐘，反應中最大壓強為2.6MPa。反應結束后，在反應釜溫度降至室溫時，將水解液進行抽濾。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2.6。
[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水熱高壓反應釜中反應，反應溫度為200°C，反應時間30分鐘，反應中最大壓強為3.7MPa。反應結束后，在反應釜溫度降至室溫時，將水解液進行抽濾。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2.25。
【權利要求】
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釜中反應，角蛋白與水的質量比(0.5~2):15;反應條件是:溫度160-200°C，壓力1.6-3.9MPa，反應時間30-90分鐘； b.反應結束 后，將反應釜溫度降至室溫，將水解液進行抽濾，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 優先權日:2014年4月9日
【發明者】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