[發明專利]一種基于離子液體的黑色素分離提取方法

有效

• 申請號: 202111119867.5
• 申請日: 2021-09-24
• 公開（公告）號: CN113789065B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 陳朱琦;羅放;趙欽地;姜旺;王訓
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C09B61/00
• 分類號: C09B61/00;C09B67/54
• 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的黑色素分離提取的方法，屬于廢棄毛發資源化技術領域。本發明提出使用離子液體與解聚劑對毛發進行解聚處理，然后運用雙水相體系一步分離氨基酸、離子液體與黑色素，隨后對分相劑中的氨基酸進行萃取操作，并對離子液體、分相劑進行回收處理。實際操作步驟簡單，能高效分離出高純度黑色素，且黑色素顆粒保持原貌，便于后續高端應用；能回收并再利用主要試劑，可以大幅削減生產成本。本發明具有高效、無三廢排放、具備極佳的經濟可行性等優勢。

技術領域

本發明屬于廢棄毛發資源化技術領域，更具體地，涉及基于離子液體的黑色素分離提取的方法。

背景技術

廢毛發是人類、動物產生的固體廢物，全球年產量達百萬噸以上。廢棄毛發中含有大量有價值的組分物質，如角蛋白和黑色素。角蛋白很容易水解產生氨基酸，可應用于多個行業。而黑色素也被認為是一種有用的生物色素，已經被應用于表面修飾、細胞接口、生物傳感應用和納米醫學等學科領域上。但是，如今毛發的資源回收工藝仍然存在許多缺點：工業化的工藝方法中，通常使用強酸水解法進行氨基酸的回收，該方法是在高溫條件下使用強酸水解毛發，會產生大量的酸廢液，顯然不環保，且需要昂貴的防酸設備。而從廢棄毛發，尤其廢棄人發中回收黑色素，僅在實驗室規模下有報道應用：如通過堿溶解然后酸沉淀(Base-Dissolution and Acid-Isolation)的傳統流程，需要至少51個純化操作步驟，且產率僅為2.2％；酶水解法制黑色素則需要昂貴的蛋白酶K和長時間的預處理(通常需要四天時間)，這些苛刻條件都限制了這些方法的實際運用。

發明內容

本發明解決了現有技術中黑色素回收產率低、操作復雜，所用的蛋白酶價格昂貴，預處理時間長等技術問題。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的黑色素靶向提取的技術工藝。該技術可將傳統方法繁瑣的五十一步提純工藝大大簡化，大大提高了其工業應用的可行性和經濟可行性，且由于使用了離子液體這一低蒸汽壓、可循環使用的新型溶劑，所以幾乎不會產生三廢問題，對環境相對友好。傳統方法會破壞黑色素產物的天然結構，其黑色素產物中具有角蛋白雜質，而通過本技術可生產高純度的黑色素，并且可以保持其天然形貌結構不被破壞。本技術在生產黑色素的同時還可以生產氨基酸，可以實現廢棄物資源最大化利用。綜上所述，本技術相比于現有技術具有巨大優勢。

根據本發明的目的，提供了一種基于離子液體的黑色素分離提取方法，包括以下步驟：

(1)將離子液體加入毛發中，加熱使毛發溶解；再加入解聚劑，繼續加熱使毛發解聚，得到毛發解聚液；

(2)向步驟(1)得到的毛發解聚液中加入分相劑，充分混勻后進行離心，出現從上至下的上相、下相和黑色素沉淀；所述上相為離子液體富集相，所述下相為分相劑與氨基酸的混合物；將分相體系中的沉淀物分離出來，即從待處理的毛發中提取得到黑色素。

優選地，使用疏水性萃取劑對下相進行萃取，所述疏水性萃取劑將下相中的分相劑和氨基酸進行分離，即提取得到毛發中角蛋白降解的氨基酸；且分離得到的分相劑能回用于步驟(2)中。

優選地，所述上相中得到的離子液體能回用于步驟(1)中。

優選地，所述離子液體為1,3-二芐基咪唑乙酸鹽、1-(2-萘基甲基)-3-甲基咪唑乙酸鹽、1-庚基-3-甲基咪唑乙酸酯、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽、1-乙酸芐基-3-甲基咪唑鹽、1-(環己基甲基)-3-甲基咪唑乙酸酯和1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽中的至少一種，優選為1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽、1-乙酸芐基-3-甲基咪唑鹽和1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽中的至少一種，進一步優選為1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽。

優選地，所述解聚劑為硝酸、磷酸、鹽酸、硫酸、磺酸、水楊酸、檸檬酸中的至少一種，優選為鹽酸、硫酸和磷酸中的至少一種，進一步優選為硫酸。

優選地，所述分相劑為磷酸鹽、氫氧化鈉、氫氧化鉀、酒石酸鹽、EDTA和雙硫腙中的至少一種。