【技术领域】
本发明属于发泡剂领域，具体涉及一种毛发蛋白发泡剂及其制备方法。
背景技术：
传统蛋白类发泡剂的主要来源是动物、植物，其中由植物蛋白制备的发泡剂，性能优良、感官品质较好，但是原料成本非常高，难以普及应用；由动物蛋白制备的发泡剂，气味恶劣、污染严重，同时成本也较高，无市场优势；近年来随着废物资源化研究的深入，毛发蛋白逐渐引起了人们的关注，这类蛋白避免了植物蛋白的成本高，臭味程度又较动物蛋白轻，开发发泡剂是一优良材料。但研究显示，毛发蛋白若不经过任何处理直接用作发泡剂，其很多特性(如色深、味较臭，尤其是泡沫性能较差)难以满足应用要求。因此，制备绿色环保、性能优良的毛发蛋白发泡剂，提高泡沫性能、改善感官品质是关键。
目前已有不少学者致力于蛋白发泡剂的性能优化研究，例如通过向动物蛋白液中加入十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠和明胶3种试剂对发泡剂进行复配改性，改性后的发泡剂泡沫稳定性得到了显著提高，但是动物蛋白所具有的恶劣气味并没有得到有效控制，见动物蛋白类混凝土发泡剂的制备与发泡性能测试，尹冰等，新型建筑材料，2007，7；还有通过碱溶酸沉与酶解法制备大豆分离蛋白和大豆乳清蛋白的研究，结果显示：酶解30min后，大豆分离蛋白的溶解性和泡沫稳定性均有所增强，见大豆蛋白用作啤酒泡沫稳定剂的研究，孙琳琳等，食品科学，2007，28，12；通过向蚕蛹蛋白粉中加复合纤维、吸附剂、还原剂进行除臭防腐的，通过大量药剂的加入，蛋白粉的表观品质得到了明显改善，见蚕蛹蛋白粉脱臭工艺研究，金晓明等，食品科学，2005，26，9。上述方法均在一定程度上达到了蛋白发泡剂某些性能的改善，但这些方法或操作较麻烦、或成本较高、或效果不全面、或引入的化学试剂带入了新的异味，均难以令人满意。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种毛发蛋白发泡剂及其制备方法，应用电子束辐照联合双氧水氧化处理从废毛发中提取的蛋白泡沫液，最终获得泡沫性能与感官品质优良的蛋白发泡剂。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
包括以下步骤：
1)取毛发蛋白液并调节ph值为7.5～9，再加入双氧水，得到混合溶液；
2)对步骤1)的混合溶液进行辐照处理；
3)辐照结束后分离除去沉淀，将得到的清液干燥，得到毛发蛋白发泡剂。
进一步地，步骤1)中采用超声波联合氢氧化钙法从毛发中提取毛发蛋白液，具体包括如下步骤：
首先将毛发浸泡在去离子水中得到毛发浸泡液，毛发和去离子水的比例为1mg：(5～10)ml；用氢氧化钙调节毛发浸泡液的ph值为9～12，然后用功率200～500w的超声波作用10～30min，过滤除去固体残渣，得到的上清液为毛发蛋白液，将毛发蛋白液浓缩至0.3mg/ml使用。
进一步地，步骤1)中采用体积分数为30～50％的醋酸溶液调节毛发蛋白液的ph值。
进一步地，步骤1)中加入的双氧水体积占毛发蛋白液体积的0.1～0.4％；双氧水质量分数为30％。
进一步地，步骤2)中混合溶液置于玻璃瓶中，用电子加速器对装有混合溶液的玻璃瓶进行辐照。
进一步地，步骤2)中辐照剂量1～5kgy，在室温下辐照10～60min。
进一步地，步骤3)中以2000r/min离心分离5～15min除去沉淀。
进一步地，步骤3)中得到的清液自然阴干。
一种利用如上所述毛发蛋白发泡剂的制备方法制得的毛发蛋白发泡剂，该发泡剂的发泡性在23.9～24.6cm，稳泡性在22.3～22.6cm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过对毛发蛋白液进行双氧水氧化与电子束辐照处理，使大分子蛋白质发生了局部降解，更多的疏水基暴漏出来，改善了蛋白质分子的表面性能，增强了发泡性与泡沫稳定性；同时产生的大量活性自由基破坏了成色物质的特征官能团，达到了脱色的目的，与此同时，挥发性臭味物质也在强氧化性的作用下发生了改变，达到了除臭的目的。该方法加入的药剂只有少量的双氧水，不会因为化学试剂的加入而增加多余的分离程序，同时辐照技术的引入，与双氧水产生了协同作用，带来的效果不是相加而是相乘，因此，达到相同的效果，本方法药剂更少、能耗更低，经济效益最显著。本发明提供了一种毛发蛋白泡沫性能优化方法，应用电子束辐照联合双氧水氧化处理从废毛发中提取的蛋白泡沫液，最终获得泡沫性能与感官品质优良的蛋白发泡剂，克服现有毛发蛋白泡沫性能差、色深、恶臭、操作工艺繁琐、引入药剂多、成本高等缺陷。
本发明得到的毛发蛋白发泡剂泡沫性能优良，不存在色深味臭的缺陷，可生物降解，不存在环境隐患，符合绿色环保发泡剂的要求。
【具体实施方式】
下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
本发明制备方法通过如下步骤进行的：
1)毛发蛋白液采用超声波联合氢氧化钙法提取于废弃毛发中。首先将毛发浸泡在去离子水中，比例为1mg：(5～10)ml，用氢氧化钙调节毛发浸泡液的ph值为9～12，然后用超声波作用10～30min，超声波功率200～500w，过滤除去固体残渣，上清液即为毛发蛋白液，浓缩得0.3mg/ml的蛋白浓缩液；
取一定量的毛发蛋白液，用30～50％(v/v)醋酸溶液调节毛发蛋白液的ph为7.5～9，然后向蛋白液中加入占毛发蛋白液体积0.1～0.4％的(质量分数30％)h2o2；
2)取250～400ml(1)中的蛋白液置于500ml的玻璃瓶中，密封。用电子加速器对装有蛋白液的玻璃瓶进行辐照，辐照剂量1～5kgy，在室温下辐照10～60min；
3)辐照后的蛋白液于2000r/min离心分离5～15min除去沉淀，然后自然阴干上清液，制成毛发蛋白发泡剂。
本发明方法中毛发蛋白液主要经双氧水作用、电子束辐照处理，即可达到性能的优化，具有新颖、独特、简易、成本低等特点。对于电子束技术，研究发现其在环境保护及食品加工方面具有许多显著的功能，如消毒、灭菌、延长其保质期、改变挥发性物质化学结构进而除臭等，该技术成本低、安全可靠、易操作且效果好；另一方面，双氧水是公认的具有强氧化性又清洁的化学试剂，很多研究利用双氧水达到了除臭脱色的目的，若将电子束技术与双氧水联合作用废弃毛发蛋白液，以双氧水改善其感官品质、电子束辐照强化泡沫性能，不仅可实现毛发蛋白性能的全面改善，还有望获得辐照作用与氧化作用的协同效果，进而达到优化性能的同时，简化工序，节省成本的目的。
下面通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
1)毛发蛋白液采用超声波联合氢氧化钙法提取与废弃毛发中。首先将毛发浸泡在去离子水中，比例为1:5(mg/ml)，用氢氧化钙调节毛发浸泡液的ph值为9，然后用超声波作用10min，超声波功率200w，过滤除去固体残渣，上清液即为毛发蛋白液，浓缩得0.3mg/ml的蛋白浓缩液。
取一定量的蛋白浓缩液，用30％(v/v)醋酸溶液调节毛发蛋白液的ph为7.5，然后向蛋白液中加入0.1％(v/v)h2o2；
2)取250ml(1)中的蛋白液置于500ml的玻璃瓶中，密封。用电子加速器对装有蛋白液的玻璃瓶进行辐照，辐照剂量1kgy，在室温下辐照10min；
3)辐照后的蛋白液于2000r/min离心分离5min除去沉淀，然后自然阴干，制成毛发蛋白发泡剂。
应用ross-miles法分析蛋白发泡剂的泡沫性能，应用感官评价法判断发泡剂的感官品质(包括颜色和气味)。结果见表1。
表1毛发蛋白发泡剂性能比较
从表中数据可以看到，辐照-双氧水联合作用的毛发蛋白发泡剂性能得到了显著改善，甚至优于市售蛋白发泡剂。
实施例2
1)毛发蛋白液采用超声波联合氢氧化钙法提取与废弃毛发中。首先将毛发浸泡在去离子水中，比例为1:6(mg/ml)，用氢氧化钙调节毛发浸泡液的ph值为10，然后用超声波作用15min，超声波功率250w，过滤除去固体残渣，上清液即为毛发蛋白液，浓缩得0.3mg/ml的蛋白浓缩液。
取一定量的蛋白浓缩液，用35％(v/v)醋酸溶液调节毛发蛋白液的ph为8，然后向蛋白液中加入0.2％(v/v)(质量分数30％)h2o2；
2)取300ml(1)中的蛋白液置于500ml的玻璃瓶中，密封。用电子加速器对装有蛋白液的玻璃瓶进行辐照，辐照剂量2kgy，在室温下辐照20min；
3)辐照后的蛋白液于2000r/min离心分离7.5min除去沉淀，然后自然阴干，制成毛发蛋白发泡剂。
对毛发蛋白发泡剂进行泡沫性能和感官品质分析。结果见表2。
表2毛发蛋白发泡剂性能比较
从表中数据可以看到，辐照-双氧水联合作用的毛发蛋白发泡剂性能得到了显著改善，可与市售蛋白发泡剂相媲美。
实施例3
1)毛发蛋白液采用超声波联合氢氧化钙法提取与废弃毛发中。首先将毛发浸泡在去离子水中，比例为1:8(mg/ml)，用氢氧化钙调节毛发浸泡液的ph值为10.5，然后用超声波作用20min，超声波功率300w，过滤除去固体残渣，上清液即为毛发蛋白液，浓缩得0.3mg/ml的蛋白浓缩液。
取一定量的蛋白浓缩液，用40％(v/v)醋酸溶液调节毛发蛋白液的ph为8.5，然后向蛋白液中加入0.25％(v/v)(质量分数30％)h2o2；
2)取350ml(1)中的蛋白液置于500ml的玻璃瓶中，密封。用电子加速器对装有蛋白液的玻璃瓶进行辐照，辐照剂量3kgy，在室温下辐照30min；
3)辐照后的蛋白液于2000r/min离心分离10min除去沉淀，然后自然阴干，制成毛发蛋白发泡剂。
对毛发蛋白发泡剂进行泡沫性能和感官品质分析。结果见表3。由表3可知，处理后毛发蛋白发泡剂性能得到了显著改善，发泡性、稳泡性均优于市售蛋白发泡剂，同时又消除了恶臭、淡化了颜色。
表3毛发蛋白发泡剂性能比较
实施例4
毛发蛋白液采用超声波联合氢氧化钙法提取与废弃毛发中。首先将毛发浸泡在去离子水中，比例为1：9(mg/ml)，用氢氧化钙调节毛发浸泡液的ph值为11，然后用超声波作用25min，超声波功率400w，过滤除去固体残渣，上清液即为毛发蛋白液，浓缩得0.3mg/ml的蛋白浓缩液。取一定量的蛋白浓缩液，用45％(v/v)醋酸溶液调节毛发蛋白液的ph为8.7，然后向蛋白液中加入0.3％(v/v)(质量分数30％)h2o2充分混合；取370ml混合液置于500ml的玻璃瓶中，密封。用电子加速器对装有蛋白液的玻璃瓶进行辐照，辐照剂量4kgy，在室温下辐照45min；辐照后的蛋白液于2000r/min离心分离12min除去沉淀，然后自然阴干，制成毛发蛋白发泡剂。对毛发蛋白发泡剂进行泡沫性能及感官品质分析。
实施例5
毛发蛋白液采用超声波联合氢氧化钙法提取与废弃毛发中。首先将毛发浸泡在去离子水中，比例为1:10(mg/ml)，用氢氧化钙调节毛发浸泡液的ph值为12，然后用超声波作用30min，超声波功率500w，过滤除去固体残渣，上清液即为毛发蛋白液，浓缩得0.3mg/ml的蛋白浓缩液。取一定量的蛋白浓缩液，用50％(v/v)醋酸溶液调节毛发蛋白液的ph为9，然后向毛发蛋白液中加入0.4％(v/v)(质量分数30％)h2o2充分混合；取400ml混合液置于500ml的玻璃瓶中，密封。用电子加速器对装有蛋白液的玻璃瓶进行辐照，辐照剂量5kgy，在室温下辐照60min；辐照后的蛋白液于2000r/min离心分离15min除去沉淀，然后自然阴干，制成毛发蛋白发泡剂。对毛发蛋白发泡剂进行泡沫性能及感官品质分析。
上述方法获得的毛发蛋白发泡剂可应用于泡沫混凝土、蛋白泡沫灭火剂等泡沫产品的制备中。该发泡剂成本远低于植物蛋白发泡剂、又无动物蛋白发泡剂之恶臭、可生物降解，为绿色环保产品；本方法操作简单、工序少、易控制、时间短、成本低，可普遍为人们所接受。
以上述及内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。