เคราตินเป็นผงโปรตีนเส้นใยที่ผลิตโดยเซลล์เยื่อบุผิวของสัตว์ ส่วนประกอบหลักที่ประกอบขึ้นเป็นขน ขนนก เขา ชุดเกราะ กีบ ผ้าไหม ฯลฯ มีผลในการปกป้องสัตว์ แบ่งได้เป็น 2 ประเภท ประเภทแรกคืออัลฟ่าเคราติน ซึ่งเป็นโปรตีนที่พบในเส้นผม เขา เล็บ กีบ ฯลฯ โดยมีปริมาณซีสเตอีนในโมเลกุลอยู่มาก อีกประเภทหนึ่งคือเบต้าเคราติน เช่น ซิลค์ไฟโบรอิน ซึ่งไม่มีซิสเทอีนหรือซิสเทอีนในโมเลกุล แต่มีไกลซีน อะลานีน และซีรีนในระดับสูง คุณสมบัติทางเคมีมีความเสถียรอย่างยิ่ง โดยมีพันธะไดซัลไฟด์ในปริมาณสูงเป็นพิเศษ ภายใต้สภาวะปกติ มันจะไม่ละลายในน้ำ สารละลายเกลือ กรดเจือจาง และสารละลายอัลคาไลเจือจาง แต่สามารถละลายในสารละลายอนินทรีย์ซัลไฟด์ได้ อุตสาหกรรมเครื่องหนังใช้ซัลไฟด์อนินทรีย์เพื่อขจัดหนังโดยใช้คุณสมบัตินี้ ขนสัตว์และผ้าไหมซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยเคราตินเป็นวัสดุสิ่งทอที่สำคัญอย่างยิ่ง ไหมไฟโบรอินคือเคราติน ซึ่งมีสัดส่วน 70-75% ของไหมและเป็นส่วนที่ไม่ละลายน้ำของไหม ชั้นนอกเคลือบด้วยเซริซิน (โกลบูลินชนิดหนึ่ง) ซึ่งมีสัดส่วนประมาณ 22-24% ไม่เป็นเส้นใยและสามารถละลายในน้ำร้อนได้ ในอุตสาหกรรมผ้าไหม ไหมธรรมชาติ (หรือที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อไหมดิบ) จะต้องต้มในน้ำเพื่อละลายและกำจัดโปรตีนเซริซินออก เพื่อแปรรูปไหมธรรมชาติให้เป็นเส้นใยไหมที่สว่างและอ่อนนุ่มมากสำหรับการทอ
1. วิธีทางกล
การสกัดเคราตินโดยกลไกส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนและแรงดันเพื่อทำลายและไฮโดรไลซ์พันธะไดซัลไฟด์ระหว่างและแม้กระทั่งภายในโมเลกุลเคราตินในเส้นใยผม ดังนั้นจึงเปลี่ยนเคราตินในเส้นผมให้เป็นเคราตินที่ละลายน้ำได้ วิธีการทางกลสามารถแบ่งออกเป็นวิธีการไฮโดรไลซิสแรงดันสูงและวิธีการขยายด้วยแรงดันสูง วิธีการอัดขึ้นรูป และวิธีการอัดขึ้นรูป ในระหว่างกระบวนการไฮโดรไลซิส กรดและด่างสามารถเติมลงในกาต้มน้ำปฏิกิริยาเพื่อสร้างวิธีการไฮโดรไลซิสกรดเจือจางด้วยแรงดันอุณหภูมิสูง และวิธีการไฮโดรไลซิสเจือจางด้วยแรงดันอุณหภูมิสูงด้วยความดันสูง ตามลำดับ วิธีการขยายตัวนั้นเหนือกว่าเนื่องจากอุณหภูมิไฮโดรไลซิสค่อนข้างต่ำ เวลาค่อนข้างสั้น และผลิตภัณฑ์จะหลวมและเป็นผงง่าย
2. วิธีเคมี
ตามวัตถุดิบและรีเอเจนต์ที่ใช้ โดยทั่วไปวิธีการทางเคมีสามารถแบ่งออกเป็นการรักษากรดเบส การลด การเกิดออกซิเดชัน ฯลฯ เมื่อละลายเคราตินด้วยวิธีทางเคมี มักจะเติมสารทำลายสภาพ สารลดแรงตึงผิว ฯลฯ จำนวนหนึ่งลงใน ขัดขวางแรงระหว่างโมเลกุล พันธะไฮโดรเจน ฯลฯ เพื่อเพิ่มความสามารถในการละลายของโมเลกุลเคราติน
กระบวนการพื้นฐานของการรักษากรดเบสคือการทำให้เส้นผมพองตัวด้วยกรดหรือด่างก่อน จากนั้นจึงไฮโดรไลซ์ที่อุณหภูมิที่กำหนดเพื่อให้ได้เคราตินที่ละลายน้ำได้ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการละลาย โดยปกติจำเป็นต้องใช้ร่วมกับตัวรีดิวซ์ ในระหว่างกระบวนการนี้ ความเข้มข้นของความเป็นกรดและความเป็นด่าง รวมถึงอุณหภูมิของปฏิกิริยา อาจส่งผลต่อน้ำหนักโมเลกุลและผลผลิตของเคราติน ในระหว่างกระบวนการละลายกรด-เบส จะเกิดการไฮโดรไลซิสของพันธะเปปไทด์และการสลายตัวของพันธะไดซัลไฟด์ในโมเลกุลโปรตีนขนาดใหญ่อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้นวิธีนี้จึงต้องแก้ไขความขัดแย้งระหว่างผลผลิตและน้ำหนักโมเลกุลของเคราติน โดยทั่วไปเคราตินที่มีน้ำหนักโมเลกุลมากขึ้นสามารถรับได้ในเวลาการละลายที่สั้นกว่า แต่ผลผลิตของเคราตินจะต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม การละลายเป็นเวลานานอาจทำให้พันธะเปปไทด์ในโมเลกุลเคราตินแตกตัวได้ง่าย ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลลดลง ยิ่งผลผลิตเคราตินที่ละลายน้ำได้สูง น้ำหนักโมเลกุลก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น
2.2 วิธีการรีดิวซ์ใช้สารรีดิวซ์เพื่อลดพันธะไดซัลไฟด์ในโมเลกุลเคราตินให้กลายเป็นหมู่ไทออล ส่งผลให้เคราตินละลายน้ำได้ สารรีดิวซ์ที่ใช้โดยทั่วไปคือสารประกอบไทออล เช่น โซเดียม เมอร์แคปโตอะซีเตต, 2-เมอร์แคปโตเอทานอล, กรดเมอร์แคปโตอะซิติก และไดไทโอไทรอิทอล เคราตินที่มีหมู่ไทออลจำนวนมากที่ได้รับจากรีดิวซ์จำเป็นต้องได้รับการปกป้องด้วยรีเอเจนต์ที่เหมาะสม เนื่องจากลักษณะปฏิกิริยาสูงของกลุ่มไทออล ซึ่งสามารถออกซิไดซ์ได้ง่าย เพื่อให้ได้สารละลายเคราตินที่เสถียร โดยทั่วไปแล้ว สารลดแรงตึงผิว เช่น โซเดียมโดเดซิลซัลโฟเนต [22] หรือแรมโนลิปิดถูกใช้เพื่อปกป้องหมู่ไทออล สารเหล่านี้ยังสามารถลดแรงตึงผิวของโมเลกุลเคราตินและเพิ่มความสามารถในการละลายของเคราติน [23] นอกจากนี้ โลหะซัลไฟด์ยังสามารถใช้เป็นตัวรีดิวซ์ได้ เช่น โซเดียมซัลไฟด์ ซึ่งสามารถลดพันธะไดซัลไฟด์และละลายเคราตินได้ นอกจากนี้ กัวนิดีนหรือกัวนิดีน ไฮโดรคลอไรด์ยังสามารถใช้เพื่อยืดสายโซ่เปปไทด์จนสุด เปิดโปงหมู่ฟังก์ชันให้สมบูรณ์ จากนั้นจึงลดและสกัดด้วยสารทำลายสภาพ การใช้สารรีดิวซ์ร่วมกัน: สารประกอบซัลไฟต์/คาร์บอกซาไมด์/สารประกอบอินทรีย์เกลือโซเดียมผสมกับวัตถุดิบ โดยใช้รีดิวซ์แบบขั้นตอนเพื่อเปิดพันธะไดซัลไฟด์ จากนั้นปกป้องเคราตินด้วยสารลดแรงตึงผิวสามารถป้องกันการเกิดออกซิเดชันของเคราตินได้ การกระจายน้ำหนักโมเลกุลของผลิตภัณฑ์หลักอยู่ระหว่าง 40-80kD รีเอเจนต์ที่ใช้ในการรีดิวซ์ค่อนข้างอ่อน โดยสร้างความเสียหายให้กับสายโซ่เปปไทด์น้อยกว่า ส่งผลให้น้ำหนักโมเลกุลและผลผลิตของผลิตภัณฑ์เคราตินสูงขึ้น โดยปกติแล้ววิธีการสกัดด้วยสารเคมีที่นิยมใช้กัน
3 วิธีการออกซิเดชัน
หลักการพื้นฐานคือการใช้สารออกซิแดนท์เพื่อออกซิไดซ์พันธะไดซัลไฟด์ในเคราตินให้กลายเป็นกลุ่มกรดซัลโฟนิก ทำให้เกิดเคราตินที่ละลายน้ำได้
สารออกซิแดนท์ที่ใช้ในวิธีการออกซิเดชันโดยทั่วไปคือเปอร์ออกไซด์ เช่น กรดฟอร์มิก กรดพาราซิติก และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ซัลโฟเนชันที่มี Na2SO3 และออกซิเดชันด้วยคิวปริกแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์จะเปลี่ยนหมู่ซิสทีนเป็น S-ไทโอซิสเทอีน และเจลหมุนเหวี่ยงเช่นเคราตินด้วยระบบการกรองป้อนด้วยแรงโน้มถ่วงระดับอ่อน แยกเจลเหมือนสารละลายอนุพันธ์เคราตินที่มี S-ซัลโฟเนตสูง เติมสารคีเลต จากนั้นใช้วิธีจุดไอโซอิเล็กทริกเพื่อตกตะกอนและแยกโปรตีนฟิลาเมนต์ขั้นกลางและโปรตีนกำมะถันสูงเคราติน S-ซัลโฟเนต อย่างไรก็ตาม ในระหว่างกระบวนการออกซิเดชัน ปรากฏการณ์ของการแตกหักของเปปไทด์โซ่ออกซิเดชันจะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้นน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของเคราตินที่ได้จากวิธีออกซิเดชันจึงไม่สูง
4 กฎหมายทางชีวภาพ
วิธีการหลักคือการใช้การย่อยสลายเคราตินโดยเคราติเนสเพื่อสลายเคราตินที่ไม่ละลายน้ำให้เป็นเคราตินที่ละลายน้ำได้ เนื่องจากฟังก์ชันการย่อยสลายเคราตินตามธรรมชาติโดยเคราติเนสจำเพาะ จึงสามารถปรับปรุงความสามารถในการละลายของเคราตินได้อย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตามโดยทั่วไปวิธีนี้จะใช้เวลานานและผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่เป็นเปปไทด์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำกว่า
โยลันดา
มือถือ: +86 -29-86107037-8012
อีเมล:sales9@konochemical.com
โทร/วีแชท : 18729555803