[发明专利]一种利用羽毛降解制备角蛋白单体的方法

说明书

技术领域

本发明属于角蛋白制备领域，特别涉及一种利用羽毛降解制备角蛋白单体的方法。

背景技术

我国畜禽饲养与加工业规模很大，每年产生大量废弃家禽羽毛。据统计，我国近几年家禽年出栏量均在70亿只以上，且在逐年增加。按每只家禽可产羽毛0.20kg计，则年产量达140多万吨。除了一小部分利用外，其他绝大部分作为废弃物。目前羽毛的利用量较低，不仅造成了资源的浪费，而且造成局部环境污染。

羽毛作为鸟类或鸣禽的体表保护、保温及飞行辅助物质，其角蛋白的含量在90％以上。角蛋白系硬蛋白之一，是一类具有结缔和保护功能的纤维状蛋白质。由处于a-螺旋或β-折叠构象的平行的多肽链组成不溶于水的起着保护或结构作用蛋白质。由于角蛋白含有较多的胱氨酸，故二硫键含量特别多，在蛋白质肽链中起交联作用，因此角蛋白化学性质特别稳定，有较高的机械强度。对废弃角蛋白的开发利用不仅能极大地减少环境污染，同时也能产生极大的经济效益和社会效益

角蛋白作为一种蛋白质，可以应用在多个领域，如饲料添加剂和纤维材料方面等。目前，常用的降解羽毛制备角蛋白的方法有机械法和化学法，其中化学法包括酸性法、碱性法、氧化法、还原法、铜氨溶液法、金属盐法等。在化学法降解羽毛制备角蛋白中，还原法还主要断裂双硫键，对分子链的完整性破坏较小，常用的还原剂有NaHSO₃、Na₂S、巯基乙醇、巯基乙酸等。西北师范大学王荣民等人曾以巯基乙醇为还原剂制备得到羽毛角蛋白(王荣民，李芳莹，何玉凤，贾如琰。从羽毛中提取角蛋白的方法。中国发明专利，申请号：CN200810150653.2，申请日期：2008-08-06)，其分子量主要分布在5～20kD以及40～80kD。

检索国内外文献，尚没有发现以偏重亚硫酸钠为还原剂降解羽毛制备分子量单一的角蛋白的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用羽毛降解制备角蛋白单体的方法，该方法简单高效，成本低，将羽毛降解为分子量单一的角蛋白，为微生物降解角蛋白的机制等研究奠定了基础。

本发明的一种利用羽毛降解制备角蛋白单体的方法，包括：

(1)将羽毛洗净、干燥并粉碎，得到干净的羽毛粉；

(2)将上述羽毛粉加入到溶解液中溶解并恒温水浴，离心过滤去除浮渣，透析后得到角蛋白单体溶液；其中，溶解液为2M尿素、0.125M偏重亚硫酸钠和0.05M十二烷基磺酸钠的混合液。

所述步骤(1)中的羽毛为鸡毛。

所述步骤(2)中的恒温水浴温度为50～70℃，恒温水浴时间为20～40分钟。

所述步骤(2)中的离心转速为3000～5000转/分钟，离心时间为2～5分钟。

所述步骤(2)中的透析条件为采用蒸馏水溶液，直流水透析1～2天。

本发明以偏重亚硫酸钠作为还原剂降解羽毛，且只有浓度为2M尿素、0.125M偏重亚硫酸钠和0.05M十二烷基磺酸钠的混合液的条件下，通过离心透析得到分子量单一的角蛋白。相比于其他降解羽毛制备角蛋白的方法，本发明最大的优势在于制备的角蛋白分子量单一，具有很大的应用前景。利用本发明的技术方案可以将羽毛降解为分子量单一的角蛋白，实现了从难以处理的禽类废弃羽毛中提取角蛋白单体，方法简单高效，变废为宝。

有益效果

本发明简单高效，成本低，将羽毛降解为分子量单一的角蛋白，为微生物降解角蛋白的机制等研究奠定了基础，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明制备的角蛋白的质谱(MS)图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

(1)将羽毛洗净、干燥并粉碎，得到干净的羽毛粉；

(2)将上述羽毛粉1g加入到10mL溶解液(2M尿素、0.125M偏重亚硫酸钠和0.05M十二烷基磺酸钠)中溶解，60℃恒温水浴30分钟，以4000转/分钟的转速离心3分钟，过滤去除浮渣，直流水溶液透析1天后得到角蛋白单体溶液。

使用质谱法(Mass Spectrometry，MS)对所制备的角蛋白进行分子量检测，结果表明：制备的角蛋白分子量为10125，分子量单一。

实施例2