由鸡羽毛中的角蛋白生产出的膜电解水制氢
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2024-09-26
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由鸡羽毛中的角蛋白生产出的膜，用于燃料电池。来源：苏黎世联邦
理工学院/南洋理工大学
家禽产业每年约有 4000 万吨废弃鸡毛被焚烧，这不仅会释放大量二氧
化碳，还会产生二氧化硫等有毒气体。日前，瑞士苏黎世联邦理工学
院和新加坡南洋理工大学的研究人员表示，他们正在利用鸡毛使燃料
电池更具成本效益和可持续性。
研究人员从鸡毛中提取角蛋白，并将其转化为被称为淀粉样纤维的超
细纤维。这些角蛋白纤维可用于燃料电池的膜中。
燃料电池利用氢气和氧气产生无二氧化碳的电能，仅释放热量和水，
未来可作为一种可持续的能源发挥重要作用。每个燃料电池的核心都
有一层半透膜，它允许质子通过，但会阻止电子，迫使它们通过外部
电路，从阳极流向阴极，从而产生电流。
在传统的燃料电池中，这些膜都是使用有毒的化学物质制造的，这些
化学物质价格昂贵且不会在环境中分解。研究团队新开发的膜主要由
生物角蛋白组成，这种生物角蛋白对环境友好，可以大量获得，比如
鸡毛中 90%是角蛋白，在实验室制造的膜已经比传统膜便宜了约三分
之二。
研究人员表示，这种新膜不仅可以用于燃料电池，还可以用于水的分
解。在电解过程中，直流电通过水，导致氧气在阳极上形成，而氢气
在阴极上逸出。纯水的导电性不足以完成此过程，通常需要添加酸。
然而，这种新膜对质子是可渗透的，因此即使在纯水中，也能使粒子
在阳极和阴极之间迁移。
下一步，研究人员将探索角蛋白膜的稳定性和耐用性，并在必要时进
行改进。
一种从鸡毛中提取角蛋白的方法
文档序号：9722729 阅读：1093 来源：国知局
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一种从鸡毛中提取角蛋白的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种角蛋白的提取方法，特别涉及一种从鸡毛中提取角蛋白
的方法。
【背景技术】
[0002]近年来，禽类规模化养殖业发展迅猛，鸡毛成为一种重要的禽类加工副
产物。鸡毛的产量一般占活禽体重得 7.6 %?8.6 %，如按7.6 %计算，一个鸡
屠宰厂每天屠宰量20000 只(每只1.5kg)，就有鸡毛 2.28 吨/天。鸡毛产量十分
可观，但鸡毛自然降解速度缓慢，大量鸡毛的堆积为禽类加工业者带来了困扰。
[0003]鸡毛中含粗蛋白 80 %左右及多种矿物质兀素等，如含硫1 %、f丐0.42
%、憐
0.51%。鸡毛角蛋白是一种质量稳定，应用广泛的潜在优质蛋白源，在动物饲
料、食品加工、医药、农业、化妆品等行业中均有广阔的应用前景。因此，鸡
毛角蛋白提取工艺的研究，具有十分重要的现实意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种从鸡毛中提取角蛋白的方法，该方法利用鸡
毛癣菌角蛋白酶从鸡毛中提取角蛋白，工艺简单，易操作。
[0005]如上构思，本发明的技术方案是:一种从鸡毛中提取角蛋白的方法，其特
征在于:依照下列步骤进行:
[0006](1)预处理:将鸡毛洗净、烘烤后备用；
[0007](2)酶解:称取鸡毛并加入水混合均匀后，再用3 %?5 % NaOH 溶液调节
混合物 pH 值至 11-13，然后再加入鸡毛重量 1%?3%的鸡毛癣菌角蛋白酶，水
浴加热至75?80°C，酶解2?3h 后，得到混合物；
[0008](3)除杂:利用板框压滤机去除混合物中的固型物，留取酶解液，向酶解液
中加入活性炭，静置 20-40min 后，用板框压滤机过滤，留取滤液；
[0009](4)将所得滤液用喷雾干燥机干燥，所得粉末即为鸡毛角蛋白成品。
[0010]上述步骤(1)中将鸡毛用 100°C 的清水洗净，以 2000r/min 的转速在离心
机中脱水8?15min，然后将鸡毛放入烘箱中，用 70_80°C 的温度，烘烤 30min
备用。
[0011]上述步骤(2)中水的重量与鸡毛的重量相等。
[0012]本发明具有如下的优点和积极效果:
[0013]1、本发明利用鸡毛癣菌角蛋白酶来提取鸡毛角蛋白，所选蛋白酶底物范
围窄，特异性强，提取率可高达 90%，原料被充分利用。
[0014]2、本发明先用氧化后水解,可使角蛋白充分降解。
[0015]3、本发明采用活性炭去除滤液中的杂质，活性炭可回收再利用，节约生
产成本。
[0016]4、本发明利喷雾干燥机处理所得滤液，生产效率高，原料损耗率低。
[0017]5、本发明工艺简单，易操作。【具体实施方式】:
[0018]实施例 1:
[0019]一种从鸡毛中提取角蛋白的方法，依照下列步骤进行:
[0020]1、预处理:将鸡毛除去线头、鸡皮、鸡粪等杂质后用100°C 的清水洗净，
以2000r/min 的转速在离心机中脱水9min，然后讲鸡毛放入烘箱中，用 75°C
的温度，烘烤 30min 备用；
[0021]2、酶解:称取 1000kg 鸡毛，加入鸡毛重量相等的纯水，混合均匀后，再
用4% NaOH 溶液调节混合物 pH 值至 12，然后加入鸡毛重量 2.5%的鸡毛癣菌
摘要：
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由鸡羽毛中的角蛋白生产出的膜，用于燃料电池。来源：苏黎世联邦理工学院/南洋理工大学家禽产业每年约有4000万吨废弃鸡毛被焚烧，这不仅会释放大量二氧化碳，还会产生二氧化硫等有毒气体。日前，瑞士苏黎世联邦理工学院和新加坡南洋理工大学的研究人员表示，他们正在利用鸡毛使燃料电池更具成本效益和可持续性。研究人员从鸡毛中提取角蛋白，并将其转化为被称为淀粉样纤维的超细纤维。这些角蛋白纤维可用于燃料电池的膜中。燃料电池利用氢气和氧气产生无二氧化碳的电能，仅释放热量和水，未来可作为一种可持续的能源发挥重要作用。每个燃料电池的核心都有一层半透膜，它允许质子通过，但会阻止电子，迫使它们通过外部电路，从阳极流向阴极，...
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