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第 2 期 姜 哲，等: 尿素-氯化胆碱低共熔体系提取羊毛角蛋白 ·259·

体系更容易进入羊毛纤维内部。当温度高于 130 ℃ 的羊毛角蛋白形成了高浓度的包埋作用，使尿素-
后，羊毛的溶解率基本不变，这是因为 130 ℃已经 氯化胆碱低共熔体系难以与未溶的羊毛角蛋白相接
足够高，在相同时间下，羊毛基本溶解完全，再升 触，从而阻碍了羊毛角蛋白的完全溶解 [12] 。当 m(羊
高温度，会使溶解再生的成本增加。而且温度过高， 毛) : m(尿素-氯化胆碱低共熔体系)=1 : 33 时，此时
会促使角蛋白的分子链降解速率加快，使再生羊毛 羊毛溶解率与再生羊毛角蛋白的提取率都比较高，
角蛋白的提取率下降。综上，选择 130 ℃作为溶解 且低共熔体系的用量适当，故选其为较优质量比。
温度比较合适。
2.1.2 溶解时间的影响
按照 1.2 节方法，当溶解温度为 130 ℃、m(羊
毛) : m(尿素-氯化胆碱低共熔体系)=1 : 33 时，考察
溶解时间对羊毛溶解率和再生羊毛角蛋白提取率的
影响，结果见图 2。

图 3 羊毛与尿素-氯化胆碱低共熔体系的质量比对羊毛
溶解率与再生羊毛角蛋白提取率的影响
Fig. 3 Effect of mass ratio of wool to urea-choline
chloride deep eutectic solvent on the dissolution
rate of wool and the extraction rate of regenerated
wool keratin

2.2 ATR-FTIR 分析
图 2 溶解时间对羊毛溶解率和再生羊毛角蛋白提取率
图 4 为原羊毛与再生羊毛角蛋白的红外光谱图。
的影响
Fig. 2 Effect of dissolution time on the dissolution rate of
wool and the extraction rate of regenerated wool
keratin

由图 2 可以看出，随着溶解时间的增加，羊毛
溶解率和再生羊毛角蛋白的提取率逐渐增大，但当
溶解时间达到 180 min 后，再生羊毛角蛋白的提取
率开始降低，这是由于高温会使蛋白质的大分子链
分解 [11] ，因而溶解时间过长会使得到的羊毛角蛋
白进一步降解，使再生羊毛角蛋白的分子量降低，
在透析过程中被除掉。综上，较优的溶解时间为
180 min。 图 4 原羊毛（a）和再生羊毛角蛋白（b）红外光谱图
Fig. 4 FTIR spectra of pristine wool (a) and regenerated
2.1.3 羊毛与尿素-氯化胆碱低共熔体系质量比的 wool keratin (b)
影响
按照 1.2 节方法，当溶解温度为 130 ℃、溶解 羊毛是蛋白质纤维，在红外光谱上有明显的酰
1
时间 180 min 时，考察羊毛与尿素-氯化胆碱低共熔 胺键特征谱带 [13] 。其中，1640~1610 cm 的峰为酰
1
体系的质量比对羊毛溶解率和再生羊毛角蛋白提取 胺Ⅰ带吸收峰，1532~1516 cm 的峰为酰胺Ⅱ带吸
1
率的影响，结果见图 3。 收峰，1245~1230 cm 的峰为酰胺Ⅲ带吸收峰。从
由图 3 可知，随着羊毛与尿素-氯化胆碱低共熔 图 4 中可以看出，再生羊毛角蛋白的红外光谱上并
体系的质量比增大，羊毛溶解率与再生羊毛角蛋白 没有出现其他峰，这表明在溶解过程中再生羊毛角
提取率逐渐降低。一方面，尿素-氯化胆碱低共熔体 蛋白的主链结构被保留，但是，由于尿素-氯化胆碱
系的质量逐渐不足，对羊毛角蛋白分子间氢键的破 低共熔体系与羊毛角蛋白中的酰胺键形成氢键，使
坏力下降。另一方面，溶剂的黏度会逐渐增大，搅 再生羊毛角蛋白的二级结构发生变化，因而与原羊
拌会逐渐变得困难，已溶解的羊毛角蛋白对未溶解 毛相比，再生羊毛角蛋白的酰胺吸收峰均向高波数