Keratin adalah bubukprotein berserat yang diproduksi oleh sel epitel hewan. Komponen utama penyusun rambut, bulu, tanduk, baju besi, kuku, sutra, dll, memiliki efek perlindungan pada hewan. Ini dapat dibagi menjadi dua kategori: satu adalah alfa keratin, yaitu protein yang ditemukan di rambut, tanduk, kuku, kuku, dll., dengan kandungan sistein yang melimpah di dalam molekulnya; Jenis lainnya adalah beta keratin, seperti fibroin sutra, yang tidak mengandung sistein atau sistein dalam molekulnya, tetapi memiliki kadar glisin, alanin, dan serin yang tinggi. Sifat kimianya sangat stabil, dengan kandungan ikatan disulfida yang sangat tinggi. Dalam kondisi normal, ia tidak larut dalam air, larutan garam, asam encer, dan larutan alkali encer, namun dapat larut dalam larutan sulfida anorganik. Industri kulit menggunakan sulfida anorganik untuk menghilangkan kulit dengan memanfaatkan sifat ini. Wol dan sutra, yang sebagian besar terdiri dari keratin, merupakan bahan tekstil yang sangat penting. Fibroin sutra adalah keratin, yang menyumbang 70-75% sutra dan merupakan bagian sutra yang tidak larut. Lapisan luarnya dilapisi dengan serisin (sejenis globulin), yang jumlahnya sekitar 22-24%. Ini tidak berserabut dan dapat dilarutkan dalam air panas. Dalam industri sutera, sutera alam (umumnya disebut sutera mentah) perlu direbus dalam air untuk melarutkan dan menghilangkan protein serisin, guna mengolah sutera alam menjadi serat sutera yang cerah dan sangat lembut untuk ditenun.
1. Metode mekanis
Ekstraksi mekanis keratin terutama melibatkan pemanasan dan tekanan untuk memutus dan menghidrolisis ikatan disulfida antara dan bahkan di dalam molekul keratin pada serat rambut, sehingga mengubah keratin pada rambut menjadi keratin yang larut. Metode mekanis dapat dibagi menjadi metode hidrolisis tekanan tinggi dan metode ekspansi tekanan tinggi, metode ekstrusi dan metode ekstrusi. Selama proses hidrolisis, asam dan alkali dapat ditambahkan ke ketel reaksi untuk masing-masing membentuk metode hidrolisis asam encer bertekanan tinggi dan metode hidrolisis alkali encer bertekanan tinggi. Diantaranya, metode ekspansi lebih unggul karena suhu hidrolisisnya relatif rendah, waktu yang relatif singkat, dan produknya gembur serta mudah dibubuk.
2. Metode kimia
Menurut berbagai bahan mentah dan reagen yang digunakan, metode kimia secara umum dapat dibagi menjadi perlakuan asam-basa, reduksi, oksidasi, dll. Saat melarutkan keratin melalui metode kimia, sejumlah zat denaturasi, surfaktan, dll. mengganggu gaya antarmolekul, ikatan hidrogen, dll., untuk meningkatkan kelarutan molekul keratin.
Proses dasar perawatan asam basa adalah pertama-tama membengkakkan rambut dengan asam atau basa, kemudian menghidrolisisnya pada suhu tertentu untuk mendapatkan keratin yang larut. Untuk meningkatkan efisiensi disolusi, biasanya perlu digunakan bersama dengan zat pereduksi. Selama proses ini, konsentrasi keasaman dan alkalinitas, serta suhu reaksi, dapat mempengaruhi berat molekul dan hasil keratin. Selama proses pelarutan asam-basa, pasti terjadi hidrolisis ikatan peptida dan dekomposisi ikatan disulfida dalam makromolekul protein. Oleh karena itu, dalam metode ini kontradiksi antara hasil dan berat molekul keratin harus diselesaikan. Umumnya keratin dengan berat molekul lebih besar dapat diperoleh dengan waktu pelarutan lebih singkat, namun hasil keratin lebih rendah; Namun, pelarutan yang berkepanjangan dapat dengan mudah menyebabkan putusnya ikatan peptida dalam molekul keratin, sehingga menghasilkan produk dengan berat molekul lebih rendah; Semakin tinggi rendemen produk keratin terlarut, semakin kecil berat molekulnya.
2.2 Metode reduksi menggunakan zat pereduksi untuk mereduksi ikatan disulfida dalam molekul keratin menjadi gugus tiol, sehingga menghasilkan keratin yang larut. Zat pereduksi yang digunakan umumnya adalah senyawa tiol, seperti natrium merkaptoasetat, 2-merkaptoetanol, asam merkaptoasetat, dan dithiothreitol. Keratin yang mengandung gugus tiol dalam jumlah besar yang diperoleh melalui reduksi perlu dilindungi dengan reagen yang sesuai karena sifat gugus tiol yang sangat reaktif dan mudah teroksidasi untuk memperoleh larutan keratin yang stabil; Biasanya, surfaktan seperti natrium dodesil sulfonat [22] atau rhamnolipid digunakan untuk melindungi gugus tiol. Zat-zat tersebut juga dapat menurunkan tegangan permukaan molekul keratin dan meningkatkan kelarutan keratin [23]. Selain itu, logam sulfida juga dapat digunakan sebagai zat pereduksi, seperti natrium sulfida, yang dapat mereduksi ikatan disulfida dan melarutkan keratin; Guanidine atau guanidine hidroklorida juga dapat digunakan untuk meregangkan rantai peptida sepenuhnya, mengekspos gugus fungsi sepenuhnya, dan kemudian mereduksi dan mengekstraksi dengan zat denaturasi. Menggunakan kombinasi zat pereduksi: senyawa sulfit/karboksamida/senyawa organik garam natrium dicampur dengan bahan mentah, menggunakan reduksi bertahap untuk membuka ikatan disulfida, kemudian melindungi keratin dengan surfaktan dapat mencegah oksidasi keratin. Distribusi berat molekul produk utama adalah antara 40-80kD. Reagen yang digunakan dalam metode reduksi relatif ringan, dengan lebih sedikit kerusakan pada rantai peptida, sehingga menghasilkan berat molekul lebih tinggi dan hasil produk keratin; Biasanya metode ekstraksi kimia yang disukai.
3 Metode oksidasi
Prinsip dasarnya adalah menggunakan oksidan untuk mengoksidasi ikatan disulfida dalam keratin menjadi gugus asam sulfonat, menghasilkan keratin yang larut.
Oksidan yang digunakan dalam metode oksidasi umumnya adalah peroksida seperti asam format, asam perasetat, dan hidrogen peroksida. Sulfonasi dengan Na2SO3 dan oksidasi dengan amonium hidroksida kupri mengubah gugus sistin menjadi S-tiosistein, dan gel sentrifugasi seperti keratin dengan sistem filtrasi umpan gravitasi ringan. Pisahkan gel seperti larutan turunan keratin tersulfonasi tinggi S, tambahkan zat pengkhelat, lalu gunakan metode titik isoelektrik untuk mengendapkan dan memisahkan protein filamen menengah dan protein sulfur tinggi keratin tersulfonasi S. Namun pada proses oksidasi pasti akan terjadi fenomena putusnya rantai oksidatif rantai peptida, sehingga berat molekul rata-rata keratin yang diperoleh dengan metode oksidasi tidak tinggi.
4 Hukum Biologi
Metode utamanya adalah dengan memanfaatkan degradasi keratin oleh keratinase untuk memecah keratin yang tidak larut menjadi keratin yang larut. Karena fungsi degradasi spesifik keratin alami oleh keratinase, hal ini dapat meningkatkan kelarutan keratin secara signifikan. Namun, metode ini umumnya memakan waktu lama dan produk yang dihasilkan sebagian besar berupa peptida dengan berat molekul lebih rendah.
Yolanda
Seluler: +86 -29-86107037-8012
E-mail:sales9@konochemical.com
Telp/Wechat : 18729555803