膠原蛋白及其在造紙工業(yè)中的應用

汪海璐

(廣州金川環(huán)保設備有限公司 廣東 廣州 510000)

膠原蛋白是皮膚組成的主要成分，皮膚維護是建立膠原蛋白的最小單位，由三個肽鏈交錯成環(huán)形結(jié)構(gòu)。膠原蛋白具有微延展性和高耐油性，具有高耐磨性、絕緣性、隔音性和協(xié)調(diào)性等特點。

除了富含蛋白酶的特殊性外，膠原蛋白還具有許多天然特性。這是由其獨特的組成和結(jié)構(gòu)決定的。一般的蛋白酶是由兩個多肽鏈組成的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，而維護皮膚由三個多肽鏈組成。膠原蛋白自然左旋 A在由鏈交錯組成的膠原左手黏結(jié)機制結(jié)構(gòu)中，其最大的優(yōu)點是膠原分子結(jié)構(gòu)富含甘氨酰、脯氨酰和甘氨酰，是甘-脯氨酰以外的任何其他蛋白質(zhì)殘留物，具有相關(guān)性。丙氨酸占30%，絲氨酸和羥賴氨酸占25%。膠原肽鏈具有共價鍵、氫鍵、離子強度和非正負極基團引起的疏水鍵等慣性力。同時，醇醛縮聚交聯(lián)存在于膠原分子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)之間、醛氨縮聚交聯(lián)和醛醇谷氨酸種交聯(lián)。膠原蛋白的兩條多肽鏈和三條多肽鏈連接牢固，耐油性高。膠原分子結(jié)構(gòu)之間，超分子形成穩(wěn)定、韌性強的原化纖維，原化纖維進一步建膠原化纖。

1 膠原蛋白

70%的皮膚成分由膠原蛋白組成。膠原蛋白富含丙氨酸、絲氨酸、羥賴氨酸等蛋白質(zhì)。膠原蛋白是體細胞外基質(zhì)中最關(guān)鍵的組成部分。當膠原蛋白不足時，不僅皮膚和骨骼會有困難，還會對身體器官產(chǎn)生不良影響。也可以說，膠原蛋白是保持身體正常生活不容忽視的關(guān)鍵成分，也是抗衰老、延緩脫落的物質(zhì)。此外，膠原蛋白還能增強體質(zhì)，調(diào)節(jié)體質(zhì)，對美容健康有很大幫助。

1.1可預防心血管病。發(fā)現(xiàn)膠原蛋白可以降低血肌酐水平和自由基，增加體內(nèi)一些必需的胡蘿卜素，然后保持在相對正常的范圍內(nèi)。這是一種理想的減肥燕麥紅薯粥。此外，膠原蛋白與人體合作排泄鋁，減少鋁在體內(nèi)的聚集水平也有特殊之處。同時，膠原蛋白也負有加速纖維蛋白和白細胞合成的作用。

1.2補鈣的功能

膠原蛋白是將鈣輸送到血漿中的骨細胞的運輸工具。骨細胞中的骨膠原蛋白是細菌纖維素的黏合劑，與細菌纖維素一起形成骨骼的主體。從這個角度來看，只要保證皮膚的攝入，就能保證人體正常的鈣需求。

1.3鎮(zhèn)靜功能

膠原蛋白富含丙氨酸，不僅參與體內(nèi)合成膠原蛋白，而且是消化道刺激遞質(zhì)的生理功能，導致神經(jīng)系統(tǒng)的鎮(zhèn)靜功能，對暴食、精神衰弱等有良好的治療效果。

1.4延緩皮膚脫落和皺紋

隨著時間的推移，膠原蛋白會慢慢流出，然后導致膠原肽鍵和彈性網(wǎng)絡斷裂，其螺旋纖維結(jié)構(gòu)立即被破壞，纖維組織沉淀、衰退、下沉，皮膚會有干燥、褶皺、松弛、無延展性等老化條件。

1.5止痛功能

在醫(yī)院治療過程中，為了遏制切除失血，經(jīng)常在切除傷口上使用膠原蛋白。因此，當白細胞意識到毛細血管壁的膠原蛋白時，會引起止痛功能。當身體保養(yǎng)大量皮膚時，血液不易凝結(jié)。

1.6其他功能

在胃中胃酸功能引起的蛋白酶凝結(jié)，有利于胃液的排泄，真正中和胃酸和胃原酶的排泄功能，可緩解胃炎高血壓疼痛，有利于高血壓的恢復。

2 采集膠原蛋白

目前，膠原蛋清的收集主要來自皮革廢物，國內(nèi)外有很多討論。根據(jù)文獻，從鉻屑中收集膠的方法有很多，根據(jù)不同的處理劑分為以下幾種。

2.1氯析出法

氯析出法的基本原理是堿液OH-從鉻絡合物中取代膠原羧基，使膠原脫鉻，同時水解，然后溶于水，Cr3 與OH-正離子構(gòu)建積累。膠原飽和溶液可通過壓濾或離心獨立進行Cr(OH)3沉降獨立。陳武勇等對CaO探討了鉻皮屑膠原蛋白的相關(guān)因素，確認了硅酸鹽采集膠原蛋白的最佳標準和方案。

2.2熱裂解法

熱裂解的基本原理是鉻硫酸根在堿性條件下解離H 濃度值降低，解離速度加快，硫酸根分子結(jié)構(gòu)減小，失去縫制功能，保持脫鉻收集和膠原蛋白的目的。獨立膠原化學纖維采用熱裂解法，H2SO4溫度越高，水解時間越長，但濃度值高于4%，70%℃下面，徹底水解鉻皮屑所需的時間為2h大約；而且濕度影響很大，低于70℃水解對時間的依賴性下降。但熱裂解對膠原蛋白的溶解技術(shù)較大，不能獲得小分子結(jié)構(gòu)的膠原蛋白水解，Cr3 在堿性條件下，很難與膠原蛋白完全分離。

2.3析出法

沉淀法的基本原理是在弱堿性標準下使用還原劑(通常H2 將皮革廢渣中的02)Cr3 析出成Cr6(作為可溶性鉻酸鹽)Cr6 剝離蛋白酶多肽鏈，促進鉻和膠原蛋白的獨立性。例如，在酸性介質(zhì)中，根據(jù)濃硫酸脫水三價鉻的基本原理，酸堿沉淀交疊也可以穩(wěn)定低鉻膠原蛋白，并保持膠原蛋白的結(jié)構(gòu)。王遠亮選用堿性脫鉻劑和還原劑支撐脫鉻方法，脫鉻效果顯著，脫鉻后膠原含鉻量低。經(jīng)過大量討論，發(fā)現(xiàn)采用沉淀法脫鉻，速度快，對膠原蛋白結(jié)構(gòu)損傷小，膠原蛋白溶解度大，顏色好，脫鉻效果好，但在處理過程中會導致癌癥Cr6。

2.4酶處置法

酶處理的基本原理是用酶水解鉻皮屑，使鉻復合物和蛋白酶單寧，獨立 出鉻 鹽和部分水解膠原蛋白。Cabeza改進了兩種不同的膠原水解功能：一步酶法和兩步酶法(先用胰氨酸收集，再用中性絲氨酸收集)。酶處理標準柔和，對蛋白酶成分損害小，皮膚純度高，溶解度好，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好，但如果獨立使用，催化過程非常慢[1]。

由于上述方法各有特點，在收集和維護皮膚時，往往會整合幾種方法。例如，堿酶處理方法，即在收集和維護皮膚時，用堿對鉻屑進行輕微處理，然后用酶進行二次處理，以提高膠原蛋白的收集率和脫水性能。

3 膠原蛋白的物理性質(zhì)

3.1刺激硝酸鹽

蛋白酶或蛋白質(zhì)的羥基基和硝酸鹽刺激，側(cè)羥基或端羥基溶解，根據(jù)測量抑制的氮量，可以估計蛋白酶中斷脂肪酸的沉淀水平和速率。

3.2與縮合刺激

凝結(jié)點減少法可用于測量鈣等微量元素，其基本原理是甲醛在羥基上取代刺激合成N-羥甲基派生物。持續(xù)刺激N-二羥甲基派生物，然后隨意隔離羥基，維持羥基。用堿飽和溶液氯化隨機羧基的總數(shù)可以估計鈣等微量元素[2]。

3.3溴乙烷刺激

蛋白酶或蛋白質(zhì)飽和溶液滴加入幾滴指示溶液加熱至沸騰，飽和溶液呈紫藍色，而絲氨酸和蛋白質(zhì)肽為亞羥基。導致淺黃色。這種刺激通常被用作蛋白質(zhì)比色定性分析。

3.4酸堿的功能

膠原肽鏈的端基和側(cè)鏈富含羥基和羧基，即在飽和溶液中與沉淀鋇融合的功能基團和磷酸基團較多。膠原分子結(jié)構(gòu)和多肽鏈之間的正離子交聯(lián)鍵和氫鍵融合后將打開。各種交聯(lián)鍵和次級線圈鍵隨著時間的縮短而逐漸被破壞。酸溶性或堿溶性膠原蛋白，甚至主鏈水解。膠原蛋白從大肽逐漸水解成小肽，直到成為蛋白質(zhì)[3]。

3.5鹽基的功能

膠原多肽鏈之間的共價鍵在鹽飽和溶液中被鹽打開，然后吸水膨脹。各種有機物對膠原通風孔的尺寸的影響如下。陽離子：Ca2 >Li >Na >K >Rb2 >Cs2；陽離子：CNS->I->NO->Cl->CHCOO->SO32-〉蘋果酸根〉蘋果酸鹽。中性化鹽會導致膠原蛋白膨脹，有些會導致干燥[4]。

4 膠原蛋白在造紙工業(yè)中的應用

隨著社會的進步，膠原蛋白的應用越來越廣泛。由于纖維結(jié)締組織富含納米纖維所不具備的一些特性，們也將慢慢應用于造紙工業(yè)行業(yè)。

4.1造紙?zhí)嵘齽?/p>

膠原蛋白化學纖維和納米纖維這兩種純天然防霉劑富含許多活性基團和活性位置，皮革乳化液處理成膠原蛋白化學纖維的整個過程比鹽精制整個過程，更容易刺激，為兩種化學纖維的融合貢獻了良好的標準。膠原化學纖維可作為添加劑參與漿液中紙張的提升。它與植物成型交錯，通過氫鍵力、共價鍵、共價鍵、離子強度和靜電競爭力進行整合。這些鍵的結(jié)構(gòu)減少了成紙化學纖維之間的融合力，鍵可以增加，從而有助于提高紙張的物理指甲。

膠原蛋白是由多肽鍵組成的多肽鏈。膠原蛋白分子結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈富含許多親水基團，消化酶分子結(jié)構(gòu)富含大量羥基和少量羧基。抑制不同的物質(zhì)可以使膠原蛋白和消化酶大分子結(jié)構(gòu)與氫鍵、共價鍵和共價鍵相結(jié)合。這些鍵的結(jié)構(gòu)減少了紙化纖維之間的融合力，增加了鍵能，從而提高了紙張的機械和物理強度，降低了紙張的吸水性、遮光性和緊度。此外，膠原蛋白采用陽離子改性或陽離子改性，各自制作的陽離子(陽離子)造紙工業(yè)提升劑可增加裂紋生長和抗溶性。

4.2防霉劑

對于防霉劑，應使用造紙工業(yè)涂膠劑，但其耐堿性缺陷。通常在皮膚粘合劑中添加二氯甲烷作為病變偶聯(lián)劑，可以穩(wěn)定類似聚苯乙烯的效果，提高抗水性，通過膠原分子結(jié)構(gòu)鏈建立交聯(lián)鍵，提高粘度，提高凝結(jié)結(jié)構(gòu)，提高皮膚的力學性能。對于防霉劑，膠原蛋白可以用作制造紗布和砂紙，也可以用作紙箱紙的生產(chǎn)。將樹脂整理的明膠用作橡膠布輥的生產(chǎn)。與原生產(chǎn)和商品相比，速度提高了一倍，光澤度從30%提高到39%，產(chǎn)品成本發(fā)生了顯著變化。

4.3硅烷偶聯(lián)劑

硅烷偶聯(lián)劑由兩部分組成，即游憩性和疏水性溶性基團，兩個基團的比例(HLB值)考慮硅烷偶聯(lián)劑的娛樂性和疏水性。HLB值越大，游憩性越強，疏水溶性越弱。皮膚晶體結(jié)構(gòu)中既有羥基，又有羧基，在不同物質(zhì)中表現(xiàn)出雙親性；各種蛋白質(zhì)的羥基不同。結(jié)構(gòu)不對稱，因此在一定程度上也具有表面活力。早在20世紀60年代，就有人討論將膠原蛋白回用于廢報刊的脫墨劑。根據(jù)膠原蛋白和其他共聚物添加劑的應用，廢紙漿的白度顯著提高。例如，3%偏鋁酸鈉和0.5%TPP(聚丙烯酰胺)，l%酯溶劑和0.295膠原蛋白(相對質(zhì)量為1萬，等電點為5)，脫墨后廢紙漿白度保持60%ISO。

結(jié)束語

膠原蛋白，簡稱膠原蛋白，是由三條肽鏈形成的螺旋纖維蛋白。它含有糖分子和大量甘氨酸(約25%～30%)、脯氨酸(約12%)、羥脯氨酸(約10%)等。它以生物聚合物的形式存在于所有多細胞動物體，是結(jié)締組織的重要組成部分，具有生物活性。膠原肽，簡稱膠原肽，是由酸、堿或蛋白酶降解而成的膠原蛋白前體產(chǎn)品，又稱水解膠原蛋白。它不具有膠原蛋白的生物活性，分子量小，易被人體吸收，分為多肽、寡肽。膠原蛋白通常從含有結(jié)締組織的屠宰動物廢物中提取。此外，海洋生物，特別是魚皮中的膠原蛋白含量較高，為膠原蛋白的提取提供了豐富的原料來源。膠原蛋白廣泛應用于食品、食品添加劑、醫(yī)藥、美容保健、飼料等行業(yè)相容性和生物可降解性，廣泛應用于食品、食品添加劑、醫(yī)藥、美容保健、飼料等行業(yè)。本文總結(jié)了膠原蛋白在造紙工業(yè)的提取、檢測和應用。