Abstrakt
Huge amount of keratinous waste, especially birds’ feathers, demands more value-added application instead of dumping. The present work reports the results of experiments aimed at preparing soluble keratin useful for novel bioproduct formation. The effect of thermo-chemical treatments with various reducing agents, i.e. 2-mercaptoethanol, dithiothreitol, sodium m-bisulphite, and sodium bisulphite, as well as sodium hydroxide, on the yield of keratin extracted from chicken feathers was determined. It was shown that after 2-h reduction with 2-mercaptoethanol and sodium bisulphite, the yield of soluble keratin was about equal and amounted to 84 and 82 %, respectively. The cheaper and harmless sodium bisulphite additionally decreased the extraction time to 1 h with the same yield. Moreover, treatment of the feathers with 2.5 % NaOH further improved the extraction effectiveness by increasing the yield up to 94 %. The results of the study demonstrate the viability of hydrolytic processes to obtain soluble keratin useful for biodegradable film formation for food application, that are harmless and more effective than solubilization by reduction of the disulphide bonds.
Cytowania
-
1 1 3
CrossRef
-
0
Web of Science
-
1 1 2
Scopus
Autorzy (4)
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- Licencja
- otwiera się w nowej karcie
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuł w czasopiśmie wyróżnionym w JCR
- Opublikowano w:
-
Waste and Biomass Valorization
nr 8,
wydanie 4,
strony 1043 - 1048,
ISSN: 1877-2641 - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2017
- Opis bibliograficzny:
- Sinkiewicz I., Śliwińska A., Staroszczyk H., Kołodziejska I.: Alternative Methods of Preparation of Soluble Keratin from Chicken Feathers// Waste and Biomass Valorization. -Vol. 8, iss. 4 (2017), s.1043-1048
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1007/s12649-016-9678-y
- Bibliografia: test
-
- Aluigi, A., Zoccola, M., Vineis, C., Tonin, C., Ferrero, F., Canetti, M.: Study on the structure and properties of wool keratin regenerated from formic acid. Int. J. Biol. Macromol. 41, 266-273 (2007) otwiera się w nowej karcie
- Grazziotin, A., Pimentel, F.A., De Jong, E.V., Brandelli, A.: Nutritional improvement of feather protein by treatment with microbial keratinase. Anim. Feed Sci. Technol. 1261, 135-144 (2006) otwiera się w nowej karcie
- Suzuki, Y., Tsujimoto, Y., Matsui, H., Watanabe, K.: Decom- position of extremely hard-to-degrade animal proteins by ther- mophilic bacteria. J. Biosci. Bioeng. 102, 73-81 (2006) otwiera się w nowej karcie
- Commission Regulation (EU) No 142/2011 implementing Reg- ulation (EC) No. 1069/2009 of the European Parliament and of the Council laying down health rules as regards animal by- products and derived products not intended for human con- sumption and implementing Council Directive 97/78/EC as regards certain samples and items exempt from veterinary checks at the border under that Directive. http://eur-lex.europa. eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32011R0142&from= EN. Accessed January 2016 (2011) otwiera się w nowej karcie
- Tronina, P., Bubel, F.: Production of organic fertilizer from poultry feather wastes excluding the composting process. Pol. J. Chem. Technol. 10, 33-36 (2008) otwiera się w nowej karcie
- Chojnacka, K., Górecka, H., Michalak, I., Górecki, H.: A review: valorization of keratinous materials. Waste Biomass Valor. 2, 317-321 (2011) otwiera się w nowej karcie
- Hill, P., Brantley, H., Van Dyke, M.: Some properties of keratin biomaterials: kerateines. Biomaterials 31, 585-593 (2010) otwiera się w nowej karcie
- Wawrzkiewicz, K., Łobarzewski, J., Wolski, T.: Intracellular keratinase of Trichophyton gallinae. J. Med. Vet. Mycol. 25, 261-268 (1987) otwiera się w nowej karcie
- Zhang, J., Li, Y., Li, J., Zhao, Z., Liu, X., Li, Z., Han, Y., Hu, J., Chen, A.: Isolation and characterization of biofunctional keratin particles extracted from wool wastes. Powder Technol. 246, 356-362 (2013) otwiera się w nowej karcie
- Coward-Kelly, G., Agbogbo, F.K., Holtzapple, M.T.: Lime treatment of keratinous materials for the generation of highly digestible animal feed: 2. Animal hair. Bioresour. Technol. 97, 1344-1352 (2006) otwiera się w nowej karcie
- Kunert, J.: Keratin decomposition by dermatophytes II. Presence of s-sulfocysteine and cysteic acid in soluble decomposition products. Z. Allgemeine Mikrobiol. 16, 97-105 (1976) otwiera się w nowej karcie
- Kim, J.M., Lim, W.J., Suh, H.J.: Feather-degrading Bacillus species from poultry waste. Process Biochem. 37, 287-291 (2001) otwiera się w nowej karcie
- Kumar, C.G., Takagi, H.: Microbial alkaline proteases: from a bioindustrial viewpoint. Biotechnol. Adv. 17, 561-594 (1999) otwiera się w nowej karcie
- Łaba, W., Kopeć, W., Chorą _ zyk, D., Kancelista, A., Piegza, M., otwiera się w nowej karcie
- Malik, K.: Biodegradation of pretreated pig bristles by Bacillus cereus B5esz. Int. Biodeter. Biodegr. 100, 116-123 (2015)
- Schrooyen, P.M.M., Dijkstra, P.J., Oberthür, R.C., Bantjes, A., Feijen, A.: Stabilization of solutions of feather keratins by sodium dodecyl sulfate. J. Colloid Interface Sci. 240, 30-39 (2001) otwiera się w nowej karcie
- Schrooyen, P.M.M., Dijkstra, P.J., Oberthür, R.C., Bantjes, A., Feijen, J.: Partially carboxymethylated feather keratins. 1. Prop- erties in aqueous systems. J. Agric. Food Chem. 48, 4326-4334 (2000) otwiera się w nowej karcie
- Tonin, C., Aluigi, A., Vineis, C., Varesano, A., Montarsolo, A., Ferrero, F.: Thermal and structural characterization of poly(- ethylene-oxide)/keratin blend films. J. Therm. Anal. Calorim. 89, 601-608 (2007) otwiera się w nowej karcie
- Vasconcelos, A., Freddi, G., Cavaco-Paulo, A.: Biodegradable materials based on silk fibroin and keratin. Biomacromolecules 9, 1299-1305 (2008) otwiera się w nowej karcie
- Maclaren, J.A., Milligan, B.: Wool Science: The Chemical Reactivity of the Wool Fiber. Science Press, Marrickville (1981) otwiera się w nowej karcie
- Nakamura, A., Arimoto, M., Takeuchi, K., Fujii, T.: A rapid extraction procedure of human hair proteins and identification of phosphorylated species. Biol. Pharm. Bull. 25, 569-572 (2002) otwiera się w nowej karcie
- Breinl, F., Baudisch, O.: The oxidative breaking up of keratin through treatment with hydrogen peroxide. Z. Physiol. Chem. 52, 158-169 (1907) otwiera się w nowej karcie
- Lissizin, T.: Behavior of keratin sulfur and cystine sulfur in the oxidation of these proteins by potassium permanganate. Biochem. Bull. 4, 18-23 (1915)
- Sierpinski, P., Garrett, J., Ma, J., Apel, P., Klorig, D., Smith, T., Koman, L.A., Atala, A., Van Dyke, M.: The use of keratin bio- materials derived from human hair for the promotion of rapid regeneration of peripheral nerves. Biomaterials 29, 118-128 (2008) otwiera się w nowej karcie
- Tanabe, T., Okitsu, N., Tachibana, A., Yamauchi, K.: Preparation and characterization of keratin-chitosan composite films. Bio- materials 23, 817-825 (2002) otwiera się w nowej karcie
- European Patent No. 1731528 A1. Process for producing solu- bilized keratin. https://data.epo.org/gpi/EP1731528A1-PRO CESS-FOR-PRODUCING-SOLUBILIZED-KERATIN. Accessed January 2016 (2006) otwiera się w nowej karcie
- Vesela, M., Friedrich, J.: Amino acid and soluble protein cocktail from waste keratin hydrolysed by a fungal keratinase of Pae- cilomyces marquandii. Biotechnol. Bioprocess Eng. 14, 84-90 (2009) otwiera się w nowej karcie
- Song, N.B., Lee, J.H., Al Mijan, M., Song, K.B.: Development of a chicken feather protein film containing clove oil and its otwiera się w nowej karcie
- Waste Biomass Valor (2017) 8:1043-1048 1047 application in smoked salmon packaging. LWT-Food Sci. Technol. 57, 453-460 (2014)
- Song, N.B., Jo, W.S., Song, H.Y., Chung, K.S., Won, M., Song, K.B.: Effects of plasticizers and nano-clay content on the phys- ical properties of chicken feather protein composite films. Food Hydrocoll. 31, 340-345 (2013) otwiera się w nowej karcie
- Siracusa, V., Rocculi, P., Romani, S., Rosa, M.D.: Biodegradable polymers for food packaging: a review. Trends Food Sci. Tech- nol. 19, 634-643 (2008) otwiera się w nowej karcie
- AOAC. In Helrich, K. (ed.) Official methods of analysis (15th ed.). Virginia: Association of Official Analytical Chemists (1990) otwiera się w nowej karcie
- Martelli, S.M., Moore, G., Paes, S.S., Gandolfo, C., Laurindo, J.B.: Influence of plasticizers on the water sorption isotherms and water vapor permeability of chicken feather keratin films. LWT- Food Sci. Technol. 39, 292-301 (2006)
- Poole, A.J., Lyons, R.E., Church, J.S.: Dissolving feather keratin using sodium sulphide for bio-polymer applications. J. Polym. Environ. 19, 995-1004 (2011) otwiera się w nowej karcie
- Yamauchi, K., Yamauchi, A., Kusunoki, T., Kohda, A., Konishi, Y.: Preparation of stable aqueous solution of keratins, and physiochemical and biodegradational properties of films. J. Biomed. Mater. Res. 31, 439-444 (1996) otwiera się w nowej karcie
- Thompson, E.O.P., O'Donnell, I.J.: Oxidized wool. I. Compar- ison of the completeness of oxidation with peracetic and per- formic acids. Aust. J. Biol. Sci. 12, 282-293 (1959) otwiera się w nowej karcie
- Mokrejs, P., Svoboda, P., Hrncirik, J., Janacova, D., Vasek, V.: Processing poultry feathers into keratin hydrolysate through alkaline-enzymatic hydrolysis. Waste Manage. Res. 29, 260-267 (2011) otwiera się w nowej karcie
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 255 razy