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毛发提取胱氨酸酸性水解条件研究

2021-03-17 12:25编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要 本文采用酸水解法提取毛发中的胱氨酸。以毛发中的胱氨酸为研究对象,通过单因素和正交分析,考察盐酸浓度,盐酸用量,水解时间,温度等因素对提取胱氨酸的影响,确定最佳提取条件。 实验结果表明毛发中胱氨酸酸解的最佳条件为盐酸浓度6mol/L,盐酸用量20mL,酸水解温度为90℃,酸解时间100min。在此条件下水解后,经中和、提纯,得到的精品胱氨酸含量14.47%。
目 录
1 绪论 1
1.1人发纤维的形态结构 1
1.1.1角质层 1
1.1.2皮质层 2
1.1.3髓质层 2
1.1.4人发纤维与羊毛纤维结构的细微差别 2
1.2人发纤维的氨基酸组成 3
1.3角蛋白的概述 4
1.4 胱氨酸的概述 4
1.4.1性状 5
1.4.2鉴别 5
1.4.3含量测定 5
1.5 胱氨酸的用途 5
1.6 胱氨酸国内外研究 6
1.7 研究的内容和方法 6
1.8 研究的目的和意义 8
2 实验部分 9
2.1 实验材料和仪器 9
2.2 实验原理 9
2.3实验方法 10
2.3.1 试剂的配制 10
2.3.2 毛发样品处理 11
2.3.3 胱氨酸含量测定 11
2.3.4实验条件的选择 11
3 结果与讨论 13
3.1标准曲线的绘制 13
3.2单因素实验 13
3.2.1盐酸浓度的选择 13
3.2.2盐酸用量的选择 14
3.2.3 酸水解温度的选择 15
3.2.4 酸水解时间的选择 15
3.3 正交试验 16
结 论 18
参考文献 19
致 谢 21
Abstract
Cystine in hair was extracted by acid hydrolysis.Taking cystine in hair as *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072
the object of study, Through single factor and orthogonal analysis.,we investigated the effects of hydrochloric acid concentration, hydrochloric acid dosage, hydrolysis time, temperature and other factors on the extraction of cysteine. Experimental results show that the best conditions of cysteine acid solution in the hair is as follows: 6 mol/L hydrochloric acid concentration, dosage of hydrochloric acid 20 ml, acid hydrolysis temperature is 90 ℃, acidosis time 100 min. After hydrolysis in this condition, it was neutralized and purified, and the obtained homocysteine content was 14.47%.
Key words:hair: Cystine; Acidic conditions; Extract
1 绪论
胱氨酸是渥拉斯顿第一次从膀胱结石里发现的,一直到1832年,伯齐利厄斯将其命名为胱氨酸,又叫双β硫代α氨基丙酸,分子式C6H12N2S2O4,白色晶体,无味,不溶于有机溶剂,易溶于于热酸热碱中,极微溶于水,分子量为240.3,熔点260℃[1]。它少量存在于蛋白质中,大多含于各种毛发的角蛋白中,尤其人发中含量较比其他动物毛发更多。胱氨酸素有“软黄金”之称,是人体必需氨基酸,应用广泛:可以用于化学研究,可治疗肝脏疾病,如肝硬化、肝炎及其他类肝病,可预防病原菌发育,阻止皮肤过快老化和促进毛发生长,所以主要用于治疗严重脱发,也可以用于食品调味剂,还有防止和治疗脂肪变性,增加白血球[2]。一直以来,因为在角蛋白中胱氨酸的含量高于其它的蛋白质,而且人发中胱氨酸的提取率也远远高于各类角蛋白,因此人发是提取胱氨酸的主要原料。因此,不管现在还是未来,胱氨酸始终是一个很有发展前途的重要的精细化工品[2]。
1.1人发纤维的形态结构
从头发的形态学角度分析,每根头发纤维是由角质细胞构成的结构复杂的一种天然高分子生物纤维,分为毛干和毛囊 [3]。剪下的人发纤维为毛干部分,其形态结构由外到内可分为三层:包裹在人发纤维表面的角质层,处于人发纤维中心的髓质层和组成人发纤维主要成分的皮质层。
1.1.1角质层
头发外层由扁平的薄片状细胞似鱼鳞重叠交叉部分包覆,是一层薄的保护层即鳞片层,其厚约5μm,由几层角质细胞通过细胞间质连接组成,构成一层人发纤维的防御区。角质细胞是一种角质化的薄片细胞,长约45~60μm,因为外形似动物的鳞片,所以也叫鳞片层。角质层的结构十分复杂,可细分为角质外层、角质表层和角质内层[4]。
1.1.2皮质层
皮质层:各个皮质细胞通过细胞间质连接组成,占人发纤维总体积的80%,主要决定头发纤维的重量,就如细度、长度、强 度、断裂伸长等就是由人发纤维决定的。角蛋白是构成皮脂层的主要结构,它含有皮质纤维、空隙、凝胶、毛发色素粒子。毛皮质位于毛表皮里侧,它里面有许多fibroblast,刚好cornifin又是fibroblast的主要成分,也就是说头发的皮层细胞含有大量纤维蛋白。毛皮质的主体皮质细胞是这样形成的:皮层细胞的形状大小虽然各不相同,却都是先由许多原纤维组成了小纤维,然后多根小纤维构成大纤维,最后这些大纤维再组合形成了纤维实体。
1.1.3髓质层
髓质层位于毛发的最中心部,约占头发的10%,被皮质层的细胞所围绕,具有隔热作用。髓质细胞之间的联系很弱。人发纤维中的髓质层并不一直处于连续状态,会断裂也会消失,有报道称人服用某些药物或身体是否健康都会导致髓质层消失[5]。髓质层就像是一根细长的柱子,一般包含在真皮中,最深可到皮下组织。髓质层占人发纤维的含量很少,其机能已逐步退化且难以分离。髓质细胞是一种角质化的多角形薄膜细胞,其角蛋白结构为β折叠,而角质细胞和皮质细胞的角蛋白结构均为α螺旋[6,7]。总之髓质层担负着保护头部的重任,还不会让日光直接照射头部。一般情况越硬的头发包含的髓质就会越多,不过人的汗毛、稍细软的毛发、金发新生儿的头发往往可能不存在髓质。

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