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摘要：结合角蛋白自身特殊的结构以及使用性能，本文希望能够对于角蛋白的提取方法进行介绍，使用机械方法、酸碱方法、还原方法、氧化方法技术研发的各种方法都可以提取角蛋白，而角蛋白及其改性产品，在生物材料的应用过程中，起到了越来越广泛的使用目的。角蛋白可以作为骨折内固定棒、注射生物复合填充材料等。各种对于角蛋白的应用发展，都表现出角蛋白在生物可降解材料的应用具有非常独特的发展前景，其应用范围在新型材料等领域内具备非常独特的优势。
关键词：角蛋白；生物；可降解材料
【中图分类号】TQ610 【文献标识码】A 【文章编号】2236—1879（2017）16—0134—01
前言：近年来，由于角蛋白具有独特的生物特性和分子结构，其优越性决定其在生物学特性领域展现了良好的材料力学性能，这种高分子的角蛋白由于具有更好的机械强度，加工起来也非常方便，降解性和生物相容性很强，因此在与生物系统相结合的过程中，常被用于诊疗和治疗体内有机体的组织等。角蛋白可以促进器官增进其功能使用力，并且无毒副作用，具有极强的生物相容性，而一般高分子材料则很难达到这种需求，因此，角蛋白及其改性产品目前在材料应用领域、医疗应用领域都具有非常良好的使用效能，具有很好的发展前景。
1.角蛋白的结构和特性
1.1角蛋白存在的主要范围。角蛋白存在的范围，主要存在于动物衍生物蛋白，角蛋白具有包容性，往往是外胚层结构的蛋白，广泛的存在于动物的皮肤以及皮肤的衍生物质中，比如说动物的毛发，动物的爪子，鳞片羽毛等等，角蛋白可以分为a-角蛋白和b-角蛋白两种，其中a-角蛋白具有更好的伸缩性，比如说一颗毛发就可以伸缩到原来长度的两倍以上。不过，当a-角蛋白被过度拉伸之后，它的氢键可能会被破坏，虽然不能复原，但是这种拉伸性的范围依然是非常广泛，可以大量适用于医用材料的研制范围和研制领域。
1.2角蛋白不溶于水的特性。角蛋白的不溶水特性是显而易见的，这种不溶于水的特性主要是由于其折叠结构和螺旋结构所决定的，角蛋白尤其是b-角蛋白分子结构呈现非常明显的反平衡式折叠结构，这些贴片以平行的方式，堆积成多层塔式结构，角蛋白的细胞链之间以氢键相连接，内层靠范德华力相维系。因此，角蛋白的结构相对比较坚固，具有很好的伸缩性和延展性，这种不溶于水的纤维状动物蛋白质伸缩性很好，在a-角蛋白之中，通过s电形成了稳定的空间立体网状结构，分子之间的疏水作用和氢键作用，使得天然角蛋白在许多溶剂中都不溶解。
1.3角蛋白稳定的化学特性。角蛋白具有稳定的化学特性，这与角蛋白不溶于水的特性是相一致的，强烈的酸碱或氧化剂在破坏分子时，可能会破坏角蛋白二级结构的分子作用力，但是，角蛋白的肽链是不容易发生断裂的，得到的产物往往是分子量较小的角蛋白。
2.1角蛋白的降解细菌分类。角蛋白的降解细菌分类是比较广泛的，早在19世纪初期，人们就发现了生物能降解微环境，角蛋白可以降解细菌，真菌，放线菌，这些细菌的分类分离了能合成角蛋白的细菌种类，可以降解人体内的角质层，而且不产生毒素，也可以在动物如家禽的养殖过程中采用高温厌氧消化系统等方法，发现羽毛角蛋白和其他种类的角蛋白，通过进一步的分类为人所用。
2.2角蛋白的酶解机理及步骤。角蛋白中70%是a-蛋白，这种蛋白的组成特点是含硫量比例所决定的。按照另一种分类来看，角蛋白还可以被分为硬角蛋白和软角蛋白，角蛋白的质地相对比较坚硬，结构很牢固，在动物毛发的衍生物中大量存在，羽毛和部分鳞片中的角蛋白也存在着很强的折叠结构，这种纵向螺旋的角蛋白，由于含有大量的半胱氨酸残基，因此其良好的伸缩性能，受到人们的喜爱。
2.3角蛋白的可降解影响因素。微生物合成角蛋白酶种类多种多样，提纯之后的角蛋白酶是一种单体蛋白，这种角蛋白产物在提取过程中，可能会受到很多因素的影响，而影响其品质，温度是第一个影响因素，地衣芽孢杆菌的最大优点就可以在低温下存活。第二个因素，是其他物质的影响，各种杂质也可以影响到角蛋白酶的生成特性，比如说添加碳源或者氮源的角蛋白酶可以延长角蛋白酶的活性，钙镁离子对于较大也有促进作用，湿度也会影响角蛋白酶的滋生和生长，最适宜的温度和湿度相结合，就可以促进高品质角蛋白酶的生成。
3.角蛋白在生物可降解领域的应用
3.1废物处理角度的应用角蛋白酶被多方面的应用到很多生物材料可降解领域，比如说在废物处理的角度来说，由于从微生物中提取的角蛋白酶具有很强的活性，可以水解多种难降解的蛋白和纤维，因此，具有非常广泛的应用前景，尤其是在废物处理时可以处理更复杂的生物污染环境。
3.2饲料制备角度的应用。在饲料制备的过程中，角蛋白酶由于来源于生物的衍生物，因此，尤其是以羽毛粉为主要含量的蛋白质材料和来源，都可以作为饲料的基本组成，虽然羽毛粉不能直接被动物吸收，但是只要通过预先的高温蒸煮处理或者化学处理，就可以消耗大量的动力和能源，破坏一些基本的氨基酸，这种经过处理之后的微生物角蛋白酶反而非常容易消化，是目前饲料使用的一种低成本材料，其获得的营养成分非常丰富，与大豆粉的营养含量和成分基本趋同。
3.3有机肥料制备方面的应用。在有机肥料制备方面，由于角蛋白酶是微生物降解材料成本较低，而且无毒副作用，羽毛废物可以被逐渐的降解，缓慢的释放氨元素，因此，角蛋白酶在有机肥料的制备方面有很广泛的应用前景。同时角蛋白酶还可以被广泛的应用到其他的工业用途，在生物制备，清洁剂生产等方面也可以起到相辅相成的配合作用。
结束语：
角蛋白酶作为一种新型的生物材料，由于其成本较低，无毒副作用，而且可以被微生物降解，不会对环境造成不良的破坏作用，因此，具有越来越广阔的应用前景和应用空间。在强调可持续性发展的今天，角蛋白酶的研發和废物的利用，是目前一个很好的生物制备发展前景，是我国提倡可持续性发展的环保举措之下的一种良性之举。
关键词：角蛋白；生物；可降解材料
【中图分类号】TQ610 【文献标识码】A 【文章编号】2236—1879（2017）16—0134—01
前言：近年来，由于角蛋白具有独特的生物特性和分子结构，其优越性决定其在生物学特性领域展现了良好的材料力学性能，这种高分子的角蛋白由于具有更好的机械强度，加工起来也非常方便，降解性和生物相容性很强，因此在与生物系统相结合的过程中，常被用于诊疗和治疗体内有机体的组织等。角蛋白可以促进器官增进其功能使用力，并且无毒副作用，具有极强的生物相容性，而一般高分子材料则很难达到这种需求，因此，角蛋白及其改性产品目前在材料应用领域、医疗应用领域都具有非常良好的使用效能，具有很好的发展前景。
1.角蛋白的结构和特性
1.1角蛋白存在的主要范围。角蛋白存在的范围，主要存在于动物衍生物蛋白，角蛋白具有包容性，往往是外胚层结构的蛋白，广泛的存在于动物的皮肤以及皮肤的衍生物质中，比如说动物的毛发，动物的爪子，鳞片羽毛等等，角蛋白可以分为a-角蛋白和b-角蛋白两种，其中a-角蛋白具有更好的伸缩性，比如说一颗毛发就可以伸缩到原来长度的两倍以上。不过，当a-角蛋白被过度拉伸之后，它的氢键可能会被破坏，虽然不能复原，但是这种拉伸性的范围依然是非常广泛，可以大量适用于医用材料的研制范围和研制领域。
1.2角蛋白不溶于水的特性。角蛋白的不溶水特性是显而易见的，这种不溶于水的特性主要是由于其折叠结构和螺旋结构所决定的，角蛋白尤其是b-角蛋白分子结构呈现非常明显的反平衡式折叠结构，这些贴片以平行的方式，堆积成多层塔式结构，角蛋白的细胞链之间以氢键相连接，内层靠范德华力相维系。因此，角蛋白的结构相对比较坚固，具有很好的伸缩性和延展性，这种不溶于水的纤维状动物蛋白质伸缩性很好，在a-角蛋白之中，通过s电形成了稳定的空间立体网状结构，分子之间的疏水作用和氢键作用，使得天然角蛋白在许多溶剂中都不溶解。
1.3角蛋白稳定的化学特性。角蛋白具有稳定的化学特性，这与角蛋白不溶于水的特性是相一致的，强烈的酸碱或氧化剂在破坏分子时，可能会破坏角蛋白二级结构的分子作用力，但是，角蛋白的肽链是不容易发生断裂的，得到的产物往往是分子量较小的角蛋白。
2.1角蛋白的降解细菌分类。角蛋白的降解细菌分类是比较广泛的，早在19世纪初期，人们就发现了生物能降解微环境，角蛋白可以降解细菌，真菌，放线菌，这些细菌的分类分离了能合成角蛋白的细菌种类，可以降解人体内的角质层，而且不产生毒素，也可以在动物如家禽的养殖过程中采用高温厌氧消化系统等方法，发现羽毛角蛋白和其他种类的角蛋白，通过进一步的分类为人所用。
2.2角蛋白的酶解机理及步骤。角蛋白中70%是a-蛋白，这种蛋白的组成特点是含硫量比例所决定的。按照另一种分类来看，角蛋白还可以被分为硬角蛋白和软角蛋白，角蛋白的质地相对比较坚硬，结构很牢固，在动物毛发的衍生物中大量存在，羽毛和部分鳞片中的角蛋白也存在着很强的折叠结构，这种纵向螺旋的角蛋白，由于含有大量的半胱氨酸残基，因此其良好的伸缩性能，受到人们的喜爱。
2.3角蛋白的可降解影响因素。微生物合成角蛋白酶种类多种多样，提纯之后的角蛋白酶是一种单体蛋白，这种角蛋白产物在提取过程中，可能会受到很多因素的影响，而影响其品质，温度是第一个影响因素，地衣芽孢杆菌的最大优点就可以在低温下存活。第二个因素，是其他物质的影响，各种杂质也可以影响到角蛋白酶的生成特性，比如说添加碳源或者氮源的角蛋白酶可以延长角蛋白酶的活性，钙镁离子对于较大也有促进作用，湿度也会影响角蛋白酶的滋生和生长，最适宜的温度和湿度相结合，就可以促进高品质角蛋白酶的生成。
3.角蛋白在生物可降解领域的应用
3.1废物处理角度的应用角蛋白酶被多方面的应用到很多生物材料可降解领域，比如说在废物处理的角度来说，由于从微生物中提取的角蛋白酶具有很强的活性，可以水解多种难降解的蛋白和纤维，因此，具有非常广泛的应用前景，尤其是在废物处理时可以处理更复杂的生物污染环境。
3.2饲料制备角度的应用。在饲料制备的过程中，角蛋白酶由于来源于生物的衍生物，因此，尤其是以羽毛粉为主要含量的蛋白质材料和来源，都可以作为饲料的基本组成，虽然羽毛粉不能直接被动物吸收，但是只要通过预先的高温蒸煮处理或者化学处理，就可以消耗大量的动力和能源，破坏一些基本的氨基酸，这种经过处理之后的微生物角蛋白酶反而非常容易消化，是目前饲料使用的一种低成本材料，其获得的营养成分非常丰富，与大豆粉的营养含量和成分基本趋同。
3.3有机肥料制备方面的应用。在有机肥料制备方面，由于角蛋白酶是微生物降解材料成本较低，而且无毒副作用，羽毛废物可以被逐渐的降解，缓慢的释放氨元素，因此，角蛋白酶在有机肥料的制备方面有很广泛的应用前景。同时角蛋白酶还可以被广泛的应用到其他的工业用途，在生物制备，清洁剂生产等方面也可以起到相辅相成的配合作用。
结束语：
角蛋白酶作为一种新型的生物材料，由于其成本较低，无毒副作用，而且可以被微生物降解，不会对环境造成不良的破坏作用，因此，具有越来越广阔的应用前景和应用空间。在强调可持续性发展的今天，角蛋白酶的研發和废物的利用，是目前一个很好的生物制备发展前景，是我国提倡可持续性发展的环保举措之下的一种良性之举。