浅谈胶原蛋白的提取

目前提取胶元蛋白主要从皮革废弃物中,国内外建材已有不少研究。根据文献,从铬革屑中提取胶方法很多,根据处理剂的不同其提取方法分为以下几种。
1、碱处理法
碱处理法的原理是碱液中的OH-离子进入络合物内界,将胶原羧基从铬络合物中取代出来,使胶原脱铬且同时发生降解,然后溶于水,Cr3 与OH-离子形成沉淀。经过压滤或离心分离,可将胶原溶液与Cr(OH)3沉淀分离。陈武勇等对CaO提取铬鞣革屑中的胶原蛋白的影响因素进行了研究,确定了氧化钙提取胶原蛋白的最佳条件和方案。
2、酸处理法
酸处理法的原理是在酸性条件下,铬配合物发生解离,随着H 浓度增大,离解速度加快,配合物的分子变小,失去鞣制作用,达到脱铬提取胶原蛋白的目的。利用酸水解法分离胶原纤维,H2SO4的浓度越大,水解时间越短,但浓度大于4%,在70℃以下,铬鞣革屑(削匀屑)水解完全所需的时间为2h左右;而且温度的影响也很大,高于70℃时,水解对时间的依赖性减弱。但是酸处理法对胶原的水解程度大,只能得到小分子的胶原降解物,而且Cr3 在酸性条件下处于溶解状态,很难与胶原蛋白彻底分开。
3、氧化法
氧化法的原理是在弱碱性条件下,利用氧化剂(通常H2 02)将鞣革废渣中Cr3 氧化成Cr6 (成为可溶性的铬酸盐),使Cr6 从蛋白质的肽链上脱落下来,从而实现铬与胶原蛋白的分离。如在碱性介质中,根据双氧水氧化三价铬的原理,采用酸-碱-氧化交替的方法,也可获得低含铬量的胶原,并保持了胶原分子的结构。王远亮等采用碱性脱铬剂和氧化剂配合使用的脱铬方法,脱铬效果显著,脱铬后胶原含铬量低。大量研究表明:用氧化法脱铬,速度快,对胶原的结构破坏程度小,获得的胶原产物分子量较大,色泽好,脱铬效果好,但在处理过程中会产生有毒的Cr6 。
4、酶处理法
酶处理法的原理是用酶水解铬革屑,使其中的铬络合物与蛋白质脱鞣,分离 出铬 盐和已部分水解的胶原。Cabeza改进了一步酶法,用两步酶法(先用胃蛋白酶提取,再用碱性蛋白酶提取)提取2种不同的胶原水解产物。酶处理法条件温和,对蛋白质的成分破坏小,所得胶原蛋白纯度高,水溶性好,物理化学性质稳定,但如果单独使用,反应过程很慢。
由于以上几种方法各有其优缺点,因此目前在提取胶原蛋白时,常把几种方法结合起来。如碱酶处理法,即在提取胶原蛋白时,先用碱对铬革屑进行轻度处理,然后再用酶进行二次处理,这样可以增加胶原的提取率和反应效率。