專利名稱：一種利用羽毛制備羽毛角蛋白海綿的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于羽毛制備領域，特別涉及一種利用羽毛制備羽毛角蛋白海綿的方法。
背景技術：
我國的羽毛資源極其豐富，尤其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，大規(guī)模的家禽養(yǎng)殖產(chǎn)生了大量的角蛋白廢物，其中羽毛廢棄物產(chǎn)量最多，據(jù)統(tǒng)計，我國近幾年家禽年出欄量均在70億只以上，且在逐年增加。按每只家禽可產(chǎn)羽毛0.20kg計，則年產(chǎn)量達140多萬噸。除了一小部分利用外，其他絕大部分作為廢棄物。目前羽毛的利用量較低，不僅造成了資源的浪費，而且造成局部環(huán)境污染。羽毛作為鳥類或鳴禽的體表保護、保溫及飛行輔助物質(zhì)，主要成分是角蛋白。角蛋白系硬蛋白之一，是一類具有結(jié)締和保護功能的纖維狀蛋白質(zhì)。由處于螺旋或折疊構(gòu)象的平行的多肽鏈組成不溶于水的起著保護或結(jié)構(gòu)作用蛋白質(zhì)。由于角蛋白含有較多的胱氨酸，故二硫鍵含量特別多，在蛋白質(zhì)肽鏈中起交聯(lián)作用，因此角蛋白化學性質(zhì)特別穩(wěn)定，有較高的機械強度。羽毛的再生不僅使固體廢棄物得到有效利用，保護了人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境，還可為人類社會可持續(xù)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)及氨基酸資源，更符合循環(huán)經(jīng)濟的理念和建立節(jié)約型社會的戰(zhàn)略要求。佟剛Q005)年以膠原蛋白為原料制備出了膠原蛋白海綿，具有止血及促進創(chuàng)面愈合功能；復旦大學邵正中等Ο004)以絲素蛋白為原料海綿狀三維多孔材料質(zhì)地均勻、 孔隙率高、韌性好、具有良好的可塑性、復脹性和穩(wěn)定性，壓縮形變>90%，孔隙率可達到 98%，彈性回復率可達100%，吸水率最高可達到5000%。這些研究都是以膠原蛋白為原料，而羽毛角蛋白相比于膠原蛋白，彈性、堅硬性及耐酸堿能力更強，但目前沒有相關研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種利用羽毛制備羽毛角蛋白海綿的方法，該方法簡單，對設備要求不高，適合規(guī)模化生產(chǎn)；所得的羽毛角蛋白海綿可作為與其他單體交聯(lián)或聚合的主干或承載物質(zhì)，應用廣泛。本發(fā)明的一種利用羽毛制備羽毛角蛋白海綿的方法，包括用去污劑和氧化還原劑溶液配制成溶解液，然后按質(zhì)量體積比為l_30g IOOmL 將干凈羽毛加入所述的溶解液中，于70-100°C攪拌20-120分鐘，濾去未溶解的殘渣，將上清液脫鹽后，冷凍干燥或烘干，即得羽毛角蛋白海綿(海棉狀再生物)；所述的溶解液中去污劑的濃度為0. 1-2摩爾/升，氧化還原劑的濃度為0. 5-10摩爾/升。所述的去污劑為脂肪酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽、磷酸酯鹽、氨基酸鹽、酚鹽、烯醇鹽、 酮基磺胺鹽、胺鹽和季銨鹽中的一種。所述的氧化還原劑為過氧化物、過硫酸鹽、亞硫酸鹽、高錳酸鉀、尿素、巰基乙醇中的一種。所述的脫鹽為采用半透膜透析或分子篩層析。
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上述的采用半透膜透析為用流量為14kDa的半透膜透析30分鐘_3天。上述的分子篩層析時，其流動相為無菌純水。本發(fā)明是為羽毛廢棄物提供低成本綠色環(huán)保再生方法，同時得到羽毛再生利用的新型多功能材料。本發(fā)明配制一種氧化或還原性溶劑，在表面活性劑的作用下將羽毛角蛋白中的二硫鍵打開，并將角蛋白或多肽溶于水中，經(jīng)過最簡單的方法使角蛋白或多肽重新交聯(lián)，并通過改變水解液中二硫鍵濃度、器皿形狀等得到宏觀性征不同的交聯(lián)體。重新交聯(lián)的角蛋白， 因為經(jīng)過重組，具有了原始羽毛角蛋白不具備的物理及化學性質(zhì)，而這些性質(zhì)恰是我們推廣天然角蛋白重塑應用的關鍵。重新交聯(lián)后，角蛋白親和性增強，同時又未改變其一定的抗酸、抗堿等性質(zhì)，因此，可作為與其他單體交聯(lián)或聚合的主干或承載物質(zhì)，甚至可作為醫(yī)學材料、軍事防護、環(huán)境除油等基礎材料。有益效果(1)本發(fā)明的制備方法簡單，對設備要求不高，適合規(guī)模化生產(chǎn)；(2)本發(fā)明所得的羽毛角蛋白海綿可作為與其他單體交聯(lián)或聚合的主干或承載物質(zhì)，可作為醫(yī)學材料、軍事防護、環(huán)境除油等基礎材料。


圖1為本發(fā)明的羽毛再生海綿狀樣品。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例1稱取3g羽毛粉，加入IOmL溶解液(8. OM尿素、1. OM過硫酸鈉、0. 5M十二烷基硫酸鈉SDQ ；70°C恒溫水浴反應30min ；反應結(jié)束后上清紗布過濾去掉浮渣；水解液用分子截留量為14kDa的半透膜透析兩小時；樣品冷凍干燥，得到1. 8克海綿狀物，如圖1所述。實施例2稱取Ig羽毛粉，加入IOmL溶解液(5. OM巰基乙醇、2. OM過硫酸鉀、1. OM SDS)； 95°C恒溫水浴反應IOOmin ；反應結(jié)束后上清紗布過濾去掉浮渣；水解液用分子篩層析，樣品冷凍干燥，得到0. 5克海綿狀物。
權(quán)利要求
1.一種利用羽毛制備羽毛角蛋白海綿的方法，包括用去污劑和氧化還原劑溶液配制成溶解液，然后按質(zhì)量體積比為l-30g IOOmL將干凈羽毛加入所述的溶解液中，于70-100°C攪拌20-120分鐘，濾去未溶解的殘渣，將上清液脫鹽后，冷凍干燥或烘干，即得羽毛角蛋白海綿；所述的溶解液中去污劑的濃度為0.01-2 摩爾/升，氧化還原劑的濃度為0. 05-10摩爾/升。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用羽毛制備羽毛角蛋白海綿的方法，其特征在于所述的去污劑為脂肪酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽、磷酸酯鹽、氨基酸鹽、酚鹽、烯醇鹽、酮基磺胺鹽、胺鹽和季銨鹽中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用羽毛制備羽毛角蛋白海綿的方法，其特征在于所述的氧化還原劑為過氧化物、過硫酸鹽、亞硫酸鹽、高錳酸鉀、尿素、巰基乙醇中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用羽毛制備羽毛角蛋白海綿的方法，其特征在于所述的脫鹽為采用半透膜透析或分子篩層析。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用羽毛制備羽毛角蛋白海綿的方法，其特征在于所述的采用半透膜透析為用流量為14kDa的半透膜透析30分鐘-3天。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用羽毛制備羽毛角蛋白海綿的方法，其特征在于所述的分子篩層析時，其流動相為無菌純水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用羽毛制備羽毛角蛋白海綿的方法，包括用去污劑和氧化還原劑溶液配制成溶解液，然后按質(zhì)量體積比為1-30g∶100mL將干凈羽毛加入所述的溶解液中，于70-100℃攪拌20-120分鐘，濾去未溶解的殘渣，將上清液脫鹽后，冷凍干燥或烘干，即得羽毛角蛋白海綿。本發(fā)明的制備方法簡單，對設備要求不高，適合規(guī)?；a(chǎn)；本發(fā)明所得的羽毛角蛋白海綿可作為與其他單體交聯(lián)或聚合的主干或承載物質(zhì)，可作為醫(yī)學材料、軍事防護、環(huán)境除油等基礎材料。
文檔編號C08J9/28GK102492166SQ20111037952
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者周美華, 周龍濤, 曹張軍, 楊光, 楊雪霞, 洪楓 申請人:東華大學