【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于發(fā)泡劑領(lǐng)域，具體涉及一種毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)蛋白類發(fā)泡劑的主要來源是動(dòng)物、植物，其中由植物蛋白制備的發(fā)泡劑，性能優(yōu)良、感官品質(zhì)較好，但是原料成本非常高，難以普及應(yīng)用；由動(dòng)物蛋白制備的發(fā)泡劑，氣味惡劣、污染嚴(yán)重，同時(shí)成本也較高，無市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)；近年來隨著廢物資源化研究的深入，毛發(fā)蛋白逐漸引起了人們的關(guān)注，這類蛋白避免了植物蛋白的成本高，臭味程度又較動(dòng)物蛋白輕，開發(fā)發(fā)泡劑是一優(yōu)良材料。但研究顯示，毛發(fā)蛋白若不經(jīng)過任何處理直接用作發(fā)泡劑，其很多特性(如色深、味較臭，尤其是泡沫性能較差)難以滿足應(yīng)用要求。因此，制備綠色環(huán)保、性能優(yōu)良的毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑，提高泡沫性能、改善感官品質(zhì)是關(guān)鍵。

目前已有不少學(xué)者致力于蛋白發(fā)泡劑的性能優(yōu)化研究，例如通過向動(dòng)物蛋白液中加入十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和明膠3種試劑對(duì)發(fā)泡劑進(jìn)行復(fù)配改性，改性后的發(fā)泡劑泡沫穩(wěn)定性得到了顯著提高，但是動(dòng)物蛋白所具有的惡劣氣味并沒有得到有效控制，見動(dòng)物蛋白類混凝土發(fā)泡劑的制備與發(fā)泡性能測(cè)試，尹冰等，新型建筑材料，2007，7；還有通過堿溶酸沉與酶解法制備大豆分離蛋白和大豆乳清蛋白的研究，結(jié)果顯示：酶解30min后，大豆分離蛋白的溶解性和泡沫穩(wěn)定性均有所增強(qiáng)，見大豆蛋白用作啤酒泡沫穩(wěn)定劑的研究，孫琳琳等，食品科學(xué)，2007，28，12；通過向蠶蛹蛋白粉中加復(fù)合纖維、吸附劑、還原劑進(jìn)行除臭防腐的，通過大量藥劑的加入，蛋白粉的表觀品質(zhì)得到了明顯改善，見蠶蛹蛋白粉脫臭工藝研究，金曉明等，食品科學(xué)，2005，26，9。上述方法均在一定程度上達(dá)到了蛋白發(fā)泡劑某些性能的改善，但這些方法或操作較麻煩、或成本較高、或效果不全面、或引入的化學(xué)試劑帶入了新的異味，均難以令人滿意。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑及其制備方法，應(yīng)用電子束輻照聯(lián)合雙氧水氧化處理從廢毛發(fā)中提取的蛋白泡沫液，最終獲得泡沫性能與感官品質(zhì)優(yōu)良的蛋白發(fā)泡劑。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

包括以下步驟：

1)取毛發(fā)蛋白液并調(diào)節(jié)ph值為7.5～9，再加入雙氧水，得到混合溶液；

2)對(duì)步驟1)的混合溶液進(jìn)行輻照處理；

3)輻照結(jié)束后分離除去沉淀，將得到的清液干燥，得到毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑。

進(jìn)一步地，步驟1)中采用超聲波聯(lián)合氫氧化鈣法從毛發(fā)中提取毛發(fā)蛋白液，具體包括如下步驟：

首先將毛發(fā)浸泡在去離子水中得到毛發(fā)浸泡液，毛發(fā)和去離子水的比例為1mg：(5～10)ml；用氫氧化鈣調(diào)節(jié)毛發(fā)浸泡液的ph值為9～12，然后用功率200～500w的超聲波作用10～30min，過濾除去固體殘?jiān)玫降纳锨逡簽槊l(fā)蛋白液，將毛發(fā)蛋白液濃縮至0.3mg/ml使用。

進(jìn)一步地，步驟1)中采用體積分?jǐn)?shù)為30～50％的醋酸溶液調(diào)節(jié)毛發(fā)蛋白液的ph值。

進(jìn)一步地，步驟1)中加入的雙氧水體積占毛發(fā)蛋白液體積的0.1～0.4％；雙氧水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％。

進(jìn)一步地，步驟2)中混合溶液置于玻璃瓶中，用電子加速器對(duì)裝有混合溶液的玻璃瓶進(jìn)行輻照。

進(jìn)一步地，步驟2)中輻照劑量1～5kgy，在室溫下輻照10～60min。

進(jìn)一步地，步驟3)中以2000r/min離心分離5～15min除去沉淀。

進(jìn)一步地，步驟3)中得到的清液自然陰干。

一種利用如上所述毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑的制備方法制得的毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑，該發(fā)泡劑的發(fā)泡性在23.9～24.6cm，穩(wěn)泡性在22.3～22.6cm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明通過對(duì)毛發(fā)蛋白液進(jìn)行雙氧水氧化與電子束輻照處理，使大分子蛋白質(zhì)發(fā)生了局部降解，更多的疏水基暴漏出來，改善了蛋白質(zhì)分子的表面性能，增強(qiáng)了發(fā)泡性與泡沫穩(wěn)定性；同時(shí)產(chǎn)生的大量活性自由基破壞了成色物質(zhì)的特征官能團(tuán)，達(dá)到了脫色的目的，與此同時(shí)，揮發(fā)性臭味物質(zhì)也在強(qiáng)氧化性的作用下發(fā)生了改變，達(dá)到了除臭的目的。該方法加入的藥劑只有少量的雙氧水，不會(huì)因?yàn)榛瘜W(xué)試劑的加入而增加多余的分離程序，同時(shí)輻照技術(shù)的引入，與雙氧水產(chǎn)生了協(xié)同作用，帶來的效果不是相加而是相乘，因此，達(dá)到相同的效果，本方法藥劑更少、能耗更低，經(jīng)濟(jì)效益最顯著。本發(fā)明提供了一種毛發(fā)蛋白泡沫性能優(yōu)化方法，應(yīng)用電子束輻照聯(lián)合雙氧水氧化處理從廢毛發(fā)中提取的蛋白泡沫液，最終獲得泡沫性能與感官品質(zhì)優(yōu)良的蛋白發(fā)泡劑，克服現(xiàn)有毛發(fā)蛋白泡沫性能差、色深、惡臭、操作工藝繁瑣、引入藥劑多、成本高等缺陷。

本發(fā)明得到的毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑泡沫性能優(yōu)良，不存在色深味臭的缺陷，可生物降解，不存在環(huán)境隱患，符合綠色環(huán)保發(fā)泡劑的要求。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明制備方法通過如下步驟進(jìn)行的：

1)毛發(fā)蛋白液采用超聲波聯(lián)合氫氧化鈣法提取于廢棄毛發(fā)中。首先將毛發(fā)浸泡在去離子水中，比例為1mg：(5～10)ml，用氫氧化鈣調(diào)節(jié)毛發(fā)浸泡液的ph值為9～12，然后用超聲波作用10～30min，超聲波功率200～500w，過濾除去固體殘?jiān)?，上清液即為毛發(fā)蛋白液，濃縮得0.3mg/ml的蛋白濃縮液；

取一定量的毛發(fā)蛋白液，用30～50％(v/v)醋酸溶液調(diào)節(jié)毛發(fā)蛋白液的ph為7.5～9，然后向蛋白液中加入占毛發(fā)蛋白液體積0.1～0.4％的(質(zhì)量分?jǐn)?shù)30％)h2o2；

2)取250～400ml(1)中的蛋白液置于500ml的玻璃瓶中，密封。用電子加速器對(duì)裝有蛋白液的玻璃瓶進(jìn)行輻照，輻照劑量1～5kgy，在室溫下輻照10～60min；

3)輻照后的蛋白液于2000r/min離心分離5～15min除去沉淀，然后自然陰干上清液，制成毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑。

本發(fā)明方法中毛發(fā)蛋白液主要經(jīng)雙氧水作用、電子束輻照處理，即可達(dá)到性能的優(yōu)化，具有新穎、獨(dú)特、簡(jiǎn)易、成本低等特點(diǎn)。對(duì)于電子束技術(shù)，研究發(fā)現(xiàn)其在環(huán)境保護(hù)及食品加工方面具有許多顯著的功能，如消毒、滅菌、延長(zhǎng)其保質(zhì)期、改變揮發(fā)性物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)而除臭等，該技術(shù)成本低、安全可靠、易操作且效果好；另一方面，雙氧水是公認(rèn)的具有強(qiáng)氧化性又清潔的化學(xué)試劑，很多研究利用雙氧水達(dá)到了除臭脫色的目的，若將電子束技術(shù)與雙氧水聯(lián)合作用廢棄毛發(fā)蛋白液，以雙氧水改善其感官品質(zhì)、電子束輻照強(qiáng)化泡沫性能，不僅可實(shí)現(xiàn)毛發(fā)蛋白性能的全面改善，還有望獲得輻照作用與氧化作用的協(xié)同效果，進(jìn)而達(dá)到優(yōu)化性能的同時(shí)，簡(jiǎn)化工序，節(jié)省成本的目的。

下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

1)毛發(fā)蛋白液采用超聲波聯(lián)合氫氧化鈣法提取與廢棄毛發(fā)中。首先將毛發(fā)浸泡在去離子水中，比例為1:5(mg/ml)，用氫氧化鈣調(diào)節(jié)毛發(fā)浸泡液的ph值為9，然后用超聲波作用10min，超聲波功率200w，過濾除去固體殘?jiān)?，上清液即為毛發(fā)蛋白液，濃縮得0.3mg/ml的蛋白濃縮液。

取一定量的蛋白濃縮液，用30％(v/v)醋酸溶液調(diào)節(jié)毛發(fā)蛋白液的ph為7.5，然后向蛋白液中加入0.1％(v/v)h2o2；

2)取250ml(1)中的蛋白液置于500ml的玻璃瓶中，密封。用電子加速器對(duì)裝有蛋白液的玻璃瓶進(jìn)行輻照，輻照劑量1kgy，在室溫下輻照10min；

3)輻照后的蛋白液于2000r/min離心分離5min除去沉淀，然后自然陰干，制成毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑。

應(yīng)用ross-miles法分析蛋白發(fā)泡劑的泡沫性能，應(yīng)用感官評(píng)價(jià)法判斷發(fā)泡劑的感官品質(zhì)(包括顏色和氣味)。結(jié)果見表1。

表1毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑性能比較

從表中數(shù)據(jù)可以看到，輻照-雙氧水聯(lián)合作用的毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑性能得到了顯著改善，甚至優(yōu)于市售蛋白發(fā)泡劑。

實(shí)施例2

1)毛發(fā)蛋白液采用超聲波聯(lián)合氫氧化鈣法提取與廢棄毛發(fā)中。首先將毛發(fā)浸泡在去離子水中，比例為1:6(mg/ml)，用氫氧化鈣調(diào)節(jié)毛發(fā)浸泡液的ph值為10，然后用超聲波作用15min，超聲波功率250w，過濾除去固體殘?jiān)锨逡杭礊槊l(fā)蛋白液，濃縮得0.3mg/ml的蛋白濃縮液。

取一定量的蛋白濃縮液，用35％(v/v)醋酸溶液調(diào)節(jié)毛發(fā)蛋白液的ph為8，然后向蛋白液中加入0.2％(v/v)(質(zhì)量分?jǐn)?shù)30％)h2o2；

2)取300ml(1)中的蛋白液置于500ml的玻璃瓶中，密封。用電子加速器對(duì)裝有蛋白液的玻璃瓶進(jìn)行輻照，輻照劑量2kgy，在室溫下輻照20min；

3)輻照后的蛋白液于2000r/min離心分離7.5min除去沉淀，然后自然陰干，制成毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑。

對(duì)毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑進(jìn)行泡沫性能和感官品質(zhì)分析。結(jié)果見表2。

表2毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑性能比較

從表中數(shù)據(jù)可以看到，輻照-雙氧水聯(lián)合作用的毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑性能得到了顯著改善，可與市售蛋白發(fā)泡劑相媲美。

實(shí)施例3

1)毛發(fā)蛋白液采用超聲波聯(lián)合氫氧化鈣法提取與廢棄毛發(fā)中。首先將毛發(fā)浸泡在去離子水中，比例為1:8(mg/ml)，用氫氧化鈣調(diào)節(jié)毛發(fā)浸泡液的ph值為10.5，然后用超聲波作用20min，超聲波功率300w，過濾除去固體殘?jiān)锨逡杭礊槊l(fā)蛋白液，濃縮得0.3mg/ml的蛋白濃縮液。

取一定量的蛋白濃縮液，用40％(v/v)醋酸溶液調(diào)節(jié)毛發(fā)蛋白液的ph為8.5，然后向蛋白液中加入0.25％(v/v)(質(zhì)量分?jǐn)?shù)30％)h2o2；

2)取350ml(1)中的蛋白液置于500ml的玻璃瓶中，密封。用電子加速器對(duì)裝有蛋白液的玻璃瓶進(jìn)行輻照，輻照劑量3kgy，在室溫下輻照30min；

3)輻照后的蛋白液于2000r/min離心分離10min除去沉淀，然后自然陰干，制成毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑。

對(duì)毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑進(jìn)行泡沫性能和感官品質(zhì)分析。結(jié)果見表3。由表3可知，處理后毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑性能得到了顯著改善，發(fā)泡性、穩(wěn)泡性均優(yōu)于市售蛋白發(fā)泡劑，同時(shí)又消除了惡臭、淡化了顏色。

表3毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑性能比較

實(shí)施例4

毛發(fā)蛋白液采用超聲波聯(lián)合氫氧化鈣法提取與廢棄毛發(fā)中。首先將毛發(fā)浸泡在去離子水中，比例為1：9(mg/ml)，用氫氧化鈣調(diào)節(jié)毛發(fā)浸泡液的ph值為11，然后用超聲波作用25min，超聲波功率400w，過濾除去固體殘?jiān)锨逡杭礊槊l(fā)蛋白液，濃縮得0.3mg/ml的蛋白濃縮液。取一定量的蛋白濃縮液，用45％(v/v)醋酸溶液調(diào)節(jié)毛發(fā)蛋白液的ph為8.7，然后向蛋白液中加入0.3％(v/v)(質(zhì)量分?jǐn)?shù)30％)h2o2充分混合；取370ml混合液置于500ml的玻璃瓶中，密封。用電子加速器對(duì)裝有蛋白液的玻璃瓶進(jìn)行輻照，輻照劑量4kgy，在室溫下輻照45min；輻照后的蛋白液于2000r/min離心分離12min除去沉淀，然后自然陰干，制成毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑。對(duì)毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑進(jìn)行泡沫性能及感官品質(zhì)分析。

實(shí)施例5

毛發(fā)蛋白液采用超聲波聯(lián)合氫氧化鈣法提取與廢棄毛發(fā)中。首先將毛發(fā)浸泡在去離子水中，比例為1:10(mg/ml)，用氫氧化鈣調(diào)節(jié)毛發(fā)浸泡液的ph值為12，然后用超聲波作用30min，超聲波功率500w，過濾除去固體殘?jiān)?，上清液即為毛發(fā)蛋白液，濃縮得0.3mg/ml的蛋白濃縮液。取一定量的蛋白濃縮液，用50％(v/v)醋酸溶液調(diào)節(jié)毛發(fā)蛋白液的ph為9，然后向毛發(fā)蛋白液中加入0.4％(v/v)(質(zhì)量分?jǐn)?shù)30％)h2o2充分混合；取400ml混合液置于500ml的玻璃瓶中，密封。用電子加速器對(duì)裝有蛋白液的玻璃瓶進(jìn)行輻照，輻照劑量5kgy，在室溫下輻照60min；輻照后的蛋白液于2000r/min離心分離15min除去沉淀，然后自然陰干，制成毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑。對(duì)毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑進(jìn)行泡沫性能及感官品質(zhì)分析。

上述方法獲得的毛發(fā)蛋白發(fā)泡劑可應(yīng)用于泡沫混凝土、蛋白泡沫滅火劑等泡沫產(chǎn)品的制備中。該發(fā)泡劑成本遠(yuǎn)低于植物蛋白發(fā)泡劑、又無動(dòng)物蛋白發(fā)泡劑之惡臭、可生物降解，為綠色環(huán)保產(chǎn)品；本方法操作簡(jiǎn)單、工序少、易控制、時(shí)間短、成本低，可普遍為人們所接受。

以上述及內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。