[發明專利]基于離子液體雙水相系統從鉻鞣革屑中提取蛋白質的方法

在審

• 申請號: 202111119858.6
• 申請日: 2021-09-24
• 公開（公告）號: CN113788876A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 陳朱琦;羅放;趙欽地;蔡伽怡;王思淇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C07K1/14
• 分類號: C07K1/14;C07K1/30
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孫楊柳

本發明涉及基于離子液體雙水相系統從鉻鞣革屑中提取蛋白質的方法，屬于鉻鞣革屑資源化利用技術領域。將親水性離子液體、螯合劑和水加入鉻鞣革屑中，充分混勻后，得到兩相分層溶液；其中上相為離子液體與蛋白質富集相，下相為鉻與螯合劑富集相；將兩相分層溶液進行分離，向上相分離物中加入蛋白質沉淀劑，使上相分離物中的蛋白沉淀下來，即從鉻鞣革屑中脫鉻并提取出蛋白質。本發明能高效且有效的從鉻鞣革屑中提取出重金屬污染物含量小于10mg/kg的蛋白質產物，且收率大于60％，在不使用揮發性有機物、無需高溫加熱的綠色條件下，實現鉻鞣革屑高值化、無害化、資源化利用。

技術領域

本發明屬于鉻鞣革屑資源化利用技術領域，更具體地，涉及基于離子液體雙水相系統從鉻鞣革屑中提取蛋白質的方法。

背景技術

我國的皮革年產量在全世界屬于前列，目前我國生產皮革主要運用的技術為鉻鞣法，即使用大量三價鉻鹽對生皮進行鞣制處理，使生皮變得具有韌性，并使其變得柔軟，成為皮革。這種方法雖快速有效且生產出來的革制品品質優良，但會在鞣制過程產生大量的高含鉻量固體廢物，即為鉻鞣革屑，其鉻含量為2％～3％不等，該含量遠超相關廢物標準中所規定的鉻重金屬限值。鉻鞣革屑已被歸屬為危險廢棄物，中國制革業每年會產生大量鉻鞣革屑，對其進行無害化資源化處置、處置過程不會造成二次污染的需求與日俱增。目前處置鉻鞣革屑所用的工業化技術為酸/堿水解法，該類方法均為首先使用酸性或堿性溶液對鉻鞣革屑進行長時間浸泡預處理，然后在酸/堿性條件下加熱對鉻鞣革屑進行水解，使得鉻鞣革屑中與膠原蛋白交聯的鉻元素可以分離。但該類方法無法分離出鉻含量小于10mg/kg的蛋白質產物，且處理過程中易產生大量酸/堿廢水，對環境易造成二次污染。該類方法中的水解過程還需要長時間對水解液進行加熱處理，處理過程能耗高，對環境不友好。

發明內容

本發明解決了現有技術中從鉻鞣革屑中分離蛋白質的鉻含量較大，且處理過程中易產生大量酸/堿廢水，從而造成污染的技術問題。針對現有情況的需求以及現有技術的缺點，本發明提供了一種基于離子液體雙水相系統的鉻鹽、蛋白質分離技術，該技術可在室溫下一步分離膠原蛋白與鉻鹽，回收鉻含量小于10mg/kg的蛋白質產物。由于該方法不使用揮發性有機溶劑，也不需要高溫加熱，所以幾乎不會產生工業廢氣；由于該方法不需要加熱，所以不需要高昂的高溫反應設備；由于該方案創新的使用了基于離子液體的雙水相分離技術，相較于傳統技術，本技術可達到鉻與膠原蛋白快速高效分離的效果。

根據本發明的目的，提供了基于離子液體雙水相系統從鉻鞣革屑中脫鉻提取蛋白質的方法，包括以下步驟：

(1)將親水性離子液體、螯合劑和水加入鉻鞣革屑中，充分混勻后，得到兩相分層溶液；其中上相為親水性離子液體與蛋白質富集相，下相為鉻離子與螯合劑富集相；所述螯合劑的質量比上水的質量大于等于5:6，所述鉻鞣革屑的質量比上親水性離子液體的質量小于等于1:4；

(2)將步驟(1)得到的兩相分層溶液進行分離，向上相分離物中加入蛋白質沉淀劑，使上相分離物中的蛋白沉淀下來，即從鉻鞣革屑中脫鉻并提取出蛋白質。

優選地，所述上相分離物中的蛋白沉淀下來后，剩下親水性離子液體與蛋白質沉淀劑的混合液，將所述混合液進行蒸發分離，使蛋白質沉淀劑與親水性離子液體分離，分離得到的親水性離子液體能回用于步驟(1)中。

優選地，所述親水性離子液體為季銨鹽類離子液體或咪唑類離子液體。

優選地，所述季銨鹽類離子液體為四丁基氫氧化銨、四丁基氯化銨或四丁基醋酸銨；所述咪唑類離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽或1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸鹽。

優選地，所述螯合劑為酒石酸鹽或乙二胺四乙酸。

優選地，所述酒石酸鹽為L-酒石酸鉀或酒石酸鉀鈉。

優選地，所述蛋白質沉淀劑為丙酮、乙醇、甲醇、乙酸、甲酸和硫酸銨中的至少一種。