[发明专利]采用酶法水解制革下脚料为原料制备表面活性剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种先用酶法水解制革下脚料再以该水解物为原料制备表面活性剂的方法，属于蛋白基表面活性剂的制备领域。

背景技术

表面活性剂是从20世纪50年代开始随着石油工业的飞速发展而兴起的一类新型化学品，是精细化工的重要产品。进入21世纪后，随着全球石油资源日益匮乏，且化学合成表面活性剂安全性低、生物相容性差、不易降解等弊端的不断显现，迫切要求采用绿色环保工艺和可再生资源生产易降解、无毒、温和、高效的新型表面活性剂，而蛋白基表面活性剂就是其中一个重要的发展方向。由于蛋白质是动植物体的组成成分，使蛋白基表面活性剂具有良好的生物相容性和降解性。并且蛋白质独特的分子结构和丰富的活性基团将赋予蛋白基表面活性剂某些特殊的功能。因此，具有良好性能的蛋白基表面活性剂不仅可以更好地服务于传统领域和行业，而且还可以满足新领域和特定应用环境下的要求(欧阳林娟等.环境友好型蛋白质生物表面活性剂研究进展.安徽农业科学，2010，38：8298～8302)。例如，蛋白基表面活性剂可以作为有机材料在水中的增溶剂，同时增强其生物相容性，拓展其应用领域(Chiu YC et al.Rapid dissolution of vitamin E by using sodium N-lauroylsarcosinate ionic surfactant.Colloid surface A，1994，90：155-165)。它还可以利用形成的微胶束膜固定生物医学材料，帮助其溶解、渗透或特定位点的释放。此外，由于具备良好的安全性、配伍性、增效性和降解性，蛋白基表面活性剂在农药的使用上将有广阔的应用前景(邓坤学等.农药用表面活性剂研究进展.化工进展，2009，28：2199～2203)。目前国际上有影响力的蛋白基表面活性剂产品有美国的Hamposyl、德国的Medialan和日本的Amisoft。国内在此方面的研究与国外相比有较大差距，对于高质量产品的需求仍需进口。因此，开发具有高效、温和、易降解、多功能性的蛋白基表面活性剂将是表面活性剂行业重要的发展方向。

制革工业在生产过程中会产生大量的边角余料，俗称制革下脚料。制革下脚料的主要成分为胶原蛋白，其约占总量的80～90％，是优质的蛋白资源，对制革下脚料的加工处理往往使胶原以蛋白多肽的形式被提取出来，且大量的活性基团被暴露和产生，这不仅使提取得到的胶原多肽具有更好的水溶性，而且为其接枝疏水基合成表面活性剂提供了更多的作用位点。因此，从制革下脚料中提取胶原多肽然后合成表面活性剂是一条可行的技术路线。目前，国内胶原蛋白类表面活性剂已有的主要产品为雷米邦(关蕊等.明胶基表面活性剂.明胶科学与技术，2002，22：147-154)。但由于其采用强碱水解胶原的工艺，使胶原蛋白的结构受到极大的破坏，且胶原蛋白的分子量及其分布难以控制，进而严重影响了最终产品的性能。本发明方法中采用酶法水解制革下脚料得到胶原蛋白，可以选择性地得到具有特定分子量及其分布的胶原蛋白，进而制备具有较优性能的表面活性剂，满足下游工业在不同领域和特定应用条件下的需求。此外，由于采用酶法水解和水-有机溶剂下的合成工艺，本发明方法对环境的污染较碱法工艺更小，且最终产品中副产物含量低。文献查阅结果显示，尚无采用酶法水解制革下脚料制备表面活性剂的报道。制革下脚料分为含铬和不含铬两大类，本发明中以不含铬下脚料为原料，通过酶法水解得到胶原蛋白，再进一步反应制备表面活性剂。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种采用酶法水解制革下脚料并制备表面活性剂的方法，其特点是克服传统生产工艺上的局限性，而建立一种生产安全、高效、易降解、多功能性的蛋白基表面活性剂的方法，在更好地服务于传统领域和行业的同时，还可以满足新领域和特定应用环境下的要求。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

本发明者在考察制备的蛋白基表面活性剂的性质时发现，采用不同酶法水解制革下脚料对蛋白基表面活性剂的表面活性具有显著影响。这是由于制革下脚料的不同酶水解物具有不同的特性，如分子量分布、活性基团种类和数量以及电荷性质等，而这些特性将直接关系到蛋白基表面活性剂的生物相容和功能特性，赋予产品不同的乳化性，发泡性、润湿性及降低表面张力的能力等。

采用酶法水解制革下脚料并制备表面活性剂的方法包括以下步骤：