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本研究对羊毛角蛋白的溶解是采用巯基乙醇/尿素/SDS还原法。采用此方法的主要优势有两点:首先,巯基乙醇能够有效地断裂角蛋白中最为坚固的化学键-二硫键(-S-S-);其次,在适当的条件下,可以控制角蛋白溶液大分子的降解程度,例如,在一定条件下制得角蛋白溶液,采用质谱仪对其进行分子量测量,结果为主体分子量分布范围在20000-65000道尔顿,平均分子量为42000道尔顿,即利用巯基乙醇还原法可以制得符合要求的角蛋白高分子溶液。
通过系列试验和正交试验设计得出结论如下:
(1)在反应温度为50℃、尿素浓度为7mol/L、SDS质量浓度2%的条件下,巯基乙醇质量浓度在1%-3%范围内,羊毛溶解率随其浓度增加增加;浓度大于3%后,羊毛溶解率能够达到60%左右,巯基乙醇浓度再增加,羊毛溶解率没有太大变化。
(2)尿素的浓度在6-8mol/L对羊毛角蛋白的提取效果较好,SDS质量浓度在2%时作用明显,再增大其浓度效果不明显。
(3)反应温度、反应时间与羊毛溶解率都呈正向相关性。其中反应温度在各反应因素中起到了最为重要的作用。
(4)角蛋白溶液分子量与反应温度有很重要的关系。反应温度越高,角蛋白降解的越严重,例如在其他条件相同情况下,50℃时分子量分布范围在20000-65000,而到了90℃时分子量在1000以内。
(5)对于纺丝蛋白溶液来讲,其溶液中蛋白分子量有一定的要求。所以制备角蛋白溶液要综合考虑到羊毛纤维溶解率和溶解后角蛋白溶液分子量两个主要衡量指标值之间关系。