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中国家禽羽毛资源丰富,但是利用率却很低,家禽羽毛中含有大量的角类蛋白质,如果仅仅简单的将其丢弃不仅污染环境而且会造成浪费资源。本文利用尿素溶解家禽羽毛的基础上,对其提取条件及羽毛角蛋白的性能进行研究;将角蛋白与明胶、甘油混合制备成共混膜,对共混膜的结构和性能进行探讨;并对其在药用辅料胶囊壳方面的应用进行简单分析。
首先,通过分析角蛋白的各类提取方法,最终确定选用尿素熔融法来溶解鸡羽毛。在改变其温度、时间、尿素剂量以及十二烷基硫酸钠(SDS)剂量时,观察角蛋白的提取率的变化。实验结果表明温度为155℃、时间为2h、鸡羽毛与尿素的质量比为1∶7.5,鸡羽毛质量与透析时加入SDS的质量比为1∶0.16时,角蛋白可获得最高提取率为88.817%。
其次,分析羽毛和角蛋白的结构与性能,对羽毛和角蛋白进行氨基酸、X-射线衍射、二级结构的红外和拉曼光谱及热学性能测试分析。结果表明,角蛋白中的半胱酰胺含量明显降低;角蛋白中的α-螺旋结构和β-折叠结构减少,无规则卷曲结构增多,结晶度和取向度降低;热稳定性降低。
最后,将角蛋白溶液与明胶溶液共混,并用甘油增塑,制得角蛋白/明胶/甘油共混膜,观察其表面形态并进行力学性能测试;分析得出角蛋白与明胶的质量比为6∶4、蛋白质与甘油的质量比为8∶2时,获得力学性能优异、表面平整的共混膜。将角蛋白与性能优异的共混膜对比,进行红外光谱测试、X-射线衍射测试及热学性能测试;结果表示,共混膜的结构和性能更加稳定。然后对共混溶液和纯明胶溶液的浓度、共混凝胶和纯明胶凝胶的压缩强力进行测试并进行对比,其结果显示共混膜在胶囊壳材料方面的应用有很大的发展潜力。
尿素熔融法提取角蛋白,不仅不使用有害化学药品,而且使用过的尿素依旧可以作为肥料服务于农作物。该方法使用材料绿色环保,溶解方式简单高效。角蛋白与明胶混合,综合两种蛋白质的优点,获得性能优异的共混膜。以丙三醇为交联剂,改变共混膜的脆性,能够增加共混膜的伸长率。共混膜用作胶囊壳材料,羽毛角蛋白自身属性带有颜色,可以减少使用色素,并且羽毛角蛋白水溶性较好,缓解纯明胶囊壳材料经交联而不易裂解的不足;所以共混膜用作胶囊囊壳材料方面有广阔的发展前景。
首先,通过分析角蛋白的各类提取方法,最终确定选用尿素熔融法来溶解鸡羽毛。在改变其温度、时间、尿素剂量以及十二烷基硫酸钠(SDS)剂量时,观察角蛋白的提取率的变化。实验结果表明温度为155℃、时间为2h、鸡羽毛与尿素的质量比为1∶7.5,鸡羽毛质量与透析时加入SDS的质量比为1∶0.16时,角蛋白可获得最高提取率为88.817%。
其次,分析羽毛和角蛋白的结构与性能,对羽毛和角蛋白进行氨基酸、X-射线衍射、二级结构的红外和拉曼光谱及热学性能测试分析。结果表明,角蛋白中的半胱酰胺含量明显降低;角蛋白中的α-螺旋结构和β-折叠结构减少,无规则卷曲结构增多,结晶度和取向度降低;热稳定性降低。
最后,将角蛋白溶液与明胶溶液共混,并用甘油增塑,制得角蛋白/明胶/甘油共混膜,观察其表面形态并进行力学性能测试;分析得出角蛋白与明胶的质量比为6∶4、蛋白质与甘油的质量比为8∶2时,获得力学性能优异、表面平整的共混膜。将角蛋白与性能优异的共混膜对比,进行红外光谱测试、X-射线衍射测试及热学性能测试;结果表示,共混膜的结构和性能更加稳定。然后对共混溶液和纯明胶溶液的浓度、共混凝胶和纯明胶凝胶的压缩强力进行测试并进行对比,其结果显示共混膜在胶囊壳材料方面的应用有很大的发展潜力。
尿素熔融法提取角蛋白,不仅不使用有害化学药品,而且使用过的尿素依旧可以作为肥料服务于农作物。该方法使用材料绿色环保,溶解方式简单高效。角蛋白与明胶混合,综合两种蛋白质的优点,获得性能优异的共混膜。以丙三醇为交联剂,改变共混膜的脆性,能够增加共混膜的伸长率。共混膜用作胶囊壳材料,羽毛角蛋白自身属性带有颜色,可以减少使用色素,并且羽毛角蛋白水溶性较好,缓解纯明胶囊壳材料经交联而不易裂解的不足;所以共混膜用作胶囊囊壳材料方面有广阔的发展前景。