第六章 角蛋白

第6章角蛋白 6 1毛的组织学结构6 2角蛋白的组成和分子结构6 3毛的物理机械性能6 4毛的化学性质 6 1毛的组织学结构 1 毛的结构 2 毛囊的结构 1 毛的构造 鳞片层 皮质层 髓层 美丽奴羊毛的鳞片层 毛的鳞片层 毛的鳞片层 2 毛囊的结构 毛干 毛根 毛球 毛乳头 毛袋 毛根鞘 脂腺 毛囊的组织切片图 毛能牢固地长在毛囊内的原因 1 毛囊把毛根紧紧包裹住2 毛球和毛乳头紧密相连 6 2角蛋白纤维的组成和分子结构 羊毛纤维的主要蛋白质成分为角蛋白 角蛋白也是动物毛发 表皮 趾甲 羽毛 角 蹄等组织的主要蛋白组分 中间纤丝是角蛋白纤维的基本结构单元 尺度介于小直径的肌动蛋白和粗大的肌球蛋白纤丝之间 约为10nm 1 角蛋白肽链的一级结构特征存在两种基本肽链 型和 型极性氨基酸含量 50 酸碱性AA Cys含量高2 角蛋白肽链的二级结构肽链的主要肽段为 螺旋结构 链间双硫键赋予角蛋白高度稳定结构 3 角蛋白纤维的超分子结构 毛的角蛋白纤维 型和 型肽链构成复合螺旋结构 中间纤丝 型和 型肽链 中间纤丝的结构模型 首尾轻度重叠且交联 6 3毛的物理机械性能 1 纺织用毛2 毛的物理机械性能 1 纺织用毛 绵羊 绵羊毛 绵羊绒山羊 山羊毛 山羊绒骆驼 骆驼毛 骆驼绒驼羊 驼羊毛 骆马毛 秘鲁羊毛兔 兔毛 安哥拉兔毛 其它兔毛其它动物 牦牛绒 Merino 澳大利亚美利奴绵羊以产毛量高 羊毛品质好而著称 澳大利亚美利奴绵羊分三类 细毛美利奴绵羊 中细毛美利奴绵羊 粗壮毛美利奴绵羊 超细毛美利奴绵羊 直径16 17 5um 与山羊绒相似 但成本低 Cashmere 开士米 Cashmere mohair 马海毛 马海毛是安哥拉山羊毛 土耳其安哥拉省 的音译商品名称 Mohair 南非 土耳其和美国为马海毛的三大产地 马海毛长度12 26cm 直 有丝光 牦牛 阿坝州天然牧场 四川卧龙地区牦牛 牦牛主要分布在中国 阿富汗 尼泊尔等9个亚洲国家 我国牦牛总头数及其毛 绒产量均为世界首位 牦牛绒 毛 大多是黑色 褐色 牦牛绒由鳞片层与皮质层组成 髓层极少 2 毛的物理机械性能 吸湿性弹性应力 应变曲线摩擦与缩绒性耐热性 吸湿性 吸湿性好 回潮率一般在15 16 吸水率可达60 截面吸湿膨胀率17 5 16 弹性由于毛纤维的分子结构特征 使其在一般情况下有较好的弹性 应力 应变曲线 羊毛不同含水量的应力 应变曲线 几种纤维的应力 应变曲线 100 50 0 摩擦与缩绒性 方向性摩擦效应逆鳞片的摩擦系数大于顺鳞片的摩擦系数 缩绒性羊毛在湿热条件下 经机械外力反复作用 纤维集合体逐渐收缩紧密 交编毡化的性能 耐热性 羊毛耐干热性较差 在加工与使用过程中 要求干热不超过70 在100 105 时 毛纤维很快失水 干燥而变的脆弱 泛黄 强度降低 6 4毛的化学性质 1 酸的作用 对肽键的破坏角蛋白对酸的耐受性较强 但高浓度强酸长时间作用也会对毛纤维产生破坏 低浓度的酸的主要作用是影响蛋白质的盐键 2 碱的作用 碱对双硫键的水解作用 对盐键 肽键的作用角蛋白对碱极敏感 影响的程度与时间 温度 浓度及碱的性质有关 碱与双硫键的反应 脱氢丙胺酰 硫代半胱氨酰 脱氢丙氨酰可发生新的交联反应 亲核加成 脱氢丙胺酰 脱氢丙胺酰 硫醚键交联 亚氨键交联 有Ca参与的新交联 2 脱氢丙胺酰 氧化剂的作用 溶解或改性角蛋白 无机过氧酸 有机过氧酸 过氧酸盐等都是双硫键的有效氧化剂 发生位置 双硫键 进攻的对象 巯基 与角蛋白反应 双硫键 色氨酰和酪氨酰的残基 有特定的金属离子或有机酸 过氧化氢 pH的影响 低pH值巯基不易被氧化 但甲硫基的氧化则加速 不同基团对氧化的敏感程度 双硫键 巯基 甲硫基 漂白 有效果 但一般 被二氧化硫 亚硫酸盐取代 酸性条件下 用H2O2漂白可改善毛的品质 碱性条件下 漂白效果较好 可能氧化双硫键 有机过氧酸 无机过氧酸 过甲酸 过乙酸是常用的有机过氧酸 过二硫酸盐 酸性条件下 毛的降解和脱色作用对象 胱氨酰 甲硫氨酰 精氨酰 组胺酰 苯丙氨酰等 氧化机理 过氧化硫酸盐产生自由基进攻肽键 过硼酸盐 用途 毛的洗涤 漂色及直毛过程中的巯基的中和 其它氧化物过碘酸 铬化合物 过锰酸盐 卤素及其衍生物 制革氧化脱毛机理 还原剂的作用 溶解或改性角蛋白 双硫键的还原是一个可逆的平衡反应 过量的还原剂有利于双硫键的还原 硫代物和硫化物 膦化物膦化物 亚硫酸盐等都是双硫键的有效还原剂 发生位置 双硫键 硫代物和硫化物主要有巯基乙醇 邻甲苯硫酚 巯基乙酸 硫化钠等 双硫键的交换反应 亲核取代 膦化物三丁基膦 反应专一 条件温和 定量 膦氧化物 半胱氨酸 亚硫酸盐 半胱氨酰 S 磺基丙氨酰 常用的巯基封闭剂 碘化甲基汞CH3HgI 硫化钠 硫氢化钠 5 酶 Enzyme 的作用 双硫键还原酶可对双硫键进行作用 从而水解角蛋白纤维 酶脱毛的机理 中性和碱性的微生物蛋白酶毛和毛囊连接部位的非胶原蛋白水解 毛与毛囊组织的分离与脱落 6 毛的改性和修饰 交联反应 通过对毛角蛋白双硫键的化学修饰 可以改善角蛋白纤维的性质 与活性染料的反应 活