[發明專利]一種以半胱氨酸作還原劑從兔毛纖維中提取角蛋白的方法

在審

• 申請號: 201610020960.3
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN106967165A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 張毅;黎淑婷;張轉玲;張睿;張昊
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C07K14/47
• 分類號: C07K14/47;C07K1/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及提取蛋白質的技術領域，是一種提取兔毛纖維中角蛋白的方法。

背景技術

角蛋白材料是天然蛋白質，具有優良的生物的親和性，親膚性以及無毒性，其內含大量的親水性基團。在生物醫藥、紡織業、工程領域和美容等的應用表現出良好的前景。角蛋白廣泛存在于動物的羽毛、毛發、指甲等的角蛋白質屬于外胚層細胞的結構蛋白，而且角蛋白資源含量相當豐富。角蛋白在正常條件下都不溶于水、稀酸、稀堿或鹽溶液。這些角蛋白通常情況下不能被動物所利用，要角蛋白在高溫、高壓以及酸堿酶處理后水解為游離的氨基酸，短肽才能被動物所用。角蛋白含有較多的胱氨酸，其含二硫鍵也隨之增多。由于這些二硫鍵在蛋白質肽鏈中起交聯作用，因此角蛋白的化學性質非常穩定，并有高機械強度，被認為具有較高的營養價值和質量穩定的潛在優質蛋白源。

兔毛是一種性能優良的動物纖維，具有質地柔軟，光滑輕薄，潔白鮮亮，保暖性，透氣性和吸濕性較好等優點，是非常好的紡織原料。但是在紡織加工過程中，由于兔毛纖維本身的特性，出現了許多的落毛，如果廢棄，不僅污染環境，而且浪費了寶貴的蛋白中的氨基酸資源。兔毛纖維作為一種動物纖維，蛋白質含量在90％以上，是提取角蛋白的良好材料。然而，目前提取角蛋白的方法有多種，其中還原法是效果較好，最為廣泛使用的，常用的還原劑有巰基乙醇、TCEP、和亞硫酸氫鈉等，前兩種為具有毒性的還原劑，而亞硫酸氫鈉提溶解率較低，都存在著各種各樣的問題。因此，尋找一種新的提取角蛋白方法是迫切需要的。

發明內容

本發明的目的就是針對上述存在的問題提供一種采用半胱氨酸作為還原劑法從兔毛中提取角蛋白的方法。通過本發明的制備方法，兔毛溶解率高達74.12％，最后提取的兔毛角蛋白純度高達91.75％。

附圖說明

圖1兔毛角蛋白的雙縮脲反應顯色反應

圖2兔毛角蛋白的紅外光譜圖

提取工藝

本發明是采用半胱氨酸作為還原劑從兔毛纖維中提取角蛋白，具體操作工藝

如下：

預處理取5g兔毛泡在溫水中反復清洗除去纖維中含有的少量雜質，洗凈后70℃恒溫烘箱中干燥，并剪成1cm長的小片段；

提取工藝：將5g預處理后的兔毛置于浴比為1∶5的40％尿素溶液中，使用NaOH溶液將其pH值調至10，75℃下水解5h。取出過濾未溶解的兔毛纖維，將兔毛角蛋白液溶液注入透析袋(截留分子量8000-14000)在蒸餾水中透析3天除雜，每隔4h換一次水，再置于18％聚乙二醇溶液1d出去過多的水分，冷凍干燥得到角蛋白粉末。

1.溶解率的測定

將未溶解的兔毛用蒸餾水多次清洗，70℃下烘干稱量質量。其溶解率如下：

其中，M兔毛溶解前質量g；m₁未溶解兔毛質量g。

經測定5g兔毛纖維經過經過上述水解后，其溶解率為74.12％。

2.雙縮脲顯色反應

雙縮脲試劑(以1.5g硫酸銅(CuSO₄·H₂O)和6.0g酒石酸鉀納(KNaC₄H₄O₆·4H₂O)，用500ml蒸餾水溶解，在攪拌下緩慢加入300ml10％NaOH溶液，用水稀釋到1L。

量取5ml的雙縮脲顯色劑加入試管中，再加入1ml的兔毛蛋白水解液，以未加入兔毛角蛋白的雙縮脲溶液為空白對照組，如圖1所示，通過顏色比較，溶液由藍色變為紫色，說明溶液中蛋白類物質含有的肽鍵與雙縮脲試劑發生絡合反應，生成紫紅色的絡合物。

3.兔毛角蛋白樣品的紅外光譜分析

由上圖可以分析在特征頻率區內，在3200cm^-1～3400cm^-1附近有明顯的吸收帶，峰形寬大，此處屬于蛋白質中的酸性基團中成氫鍵的羥基與堿性基團中的氨基的伸縮振動吸收。重要的是，在1650cm^-1處出現極為強烈的吸收峰為酰胺I帶，由C＝O鍵振動伸縮導致的；而在1546cm^-1處同樣有較為明顯的振動吸收峰， 由C-N鍵的伸縮振動以及N-H的彎曲振動引起的，屬于酰胺II帶；另外在1250cm^-1處也有微弱的振動吸收峰，屬于酰胺III帶的特征吸收，分別是來自C-N、C-O的伸縮振動和O＝C-N的彎曲振動。以上的特征吸收峰均為蛋白質的特征官能團引起的。

4.克達爾定氮