审查

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鸡毛的退化:审查

Pahua-Ramos我,Hernandez-Melchor DJ, Camacho-Perez B和Quezada-Cruz M^*

Laboratorio de Biotecnologia环境,大学Tecnologica de Tecamac。37.5公里。Carretera联邦墨西哥——帕丘卡。上校塞拉赫莫萨。CP 55740。Tecamac,江户。墨西哥,墨西哥

*通信:: Quezada-Cruz米Laboratorio de Biotecnologia环境,大学Tecnologica de Tecamac。37.5公里。Carretera联邦墨西哥——帕丘卡。上校塞拉赫莫萨。CP 55740。Tecamac,江户。墨西哥,墨西哥,电话:+ 52 55 5938 8400;电子邮件: (电子邮件保护)

收到:08年11月,2017;接受:2017年11月21日;发表:2017年11月24日

引用:Pahua-Ramos我,Hernandez-Melchor DJ, Camacho-Perez B, et al .鸡毛退化:审查。Biotechnol印第安纳j . 2017; 13 (6): 153

文摘

鸡毛生成的数量浪费从家禽行业在过去的十年已经成为许多研究者的技术感兴趣的关于其治疗和应用程序。在全球层面,数十亿吨的羽毛产生由于食用家禽和,因此,导致问题影响公众健康和环境问题。生物降解过程的鸡毛使用纯菌株与最伟大的国际影响,目前已经从废物中分离出的家禽农场。中最好的菌株降解效率在1 - 7天(100%):芽孢杆菌sp, Kocuria sp,假单胞菌sp. Fervidobacterium sp。目前,微生物财团也被用来增加或修改菌株降解的效率和盈利能力。物理化学方法包括碱性水解或酸碱水解,混合油的物质如大豆和甘油,微波、热解和碳化。治疗后的家禽浪费通过不同的方法,相关副产品如酶、氨基酸、抗氧化、生物燃料、生物肥料、生物聚合物、微观和macro-particles,阻燃基地、介电材料、super-condensers,等。因此,本文的目的是分析不同的生物和物理化学方法降解的鸡毛强调采购的副产品和应用在生物技术领域。

关键字

生物降解;物理化学降解;鸡的羽毛;Keratinolytic;Bypro导管

介绍

鸡肉的生产带来了废物的生成,其中脱颖而出的羽毛。根据一些作者(1- - - - - -3生成]数十亿吨的羽毛在世界范围内成为一个问题,因为他们是影响公众的废物健康和环境(4]。这些羽毛主要生产鸡加工厂和家禽农场和代表大污染源,总数的5%和10%之间,因为鸡羽毛重量对应于(5]。在墨西哥,据估计,鸡的总消费将成为2018年[32.74亿吨6),这意味着约3.274亿到163.7吨的羽毛将产生。

一些研究的选择减少或消除污染问题提出将羽毛作为饲料添加剂,因为95%的干重与蛋白质(90%角蛋白)(7]。增加溶解度,有人建议对羽毛一个高压力和温度的过程,但这有缺点,如成本高、破坏的热不稳定的氨基酸,如组氨酸、蛋氨酸和色氨酸(8]。

Kowalska和Bohacz7]提到有一个彻底的改变有关羽毛由于上述问题的使用,因此,新的更便宜的技术,近年来生成有用的副产品开发。的使用微生物或酶由他们来完成发酵过程是最有前途的技术之一。这些过程,代谢微生物是必要的,如细菌芽孢杆菌sp。Chryseobacteriumsp。Kocuriasp。Fervidobacteriumsp。Brevibacillussp。、黄sp。假单胞菌sp。明串珠菌属sp。Scopulariopsissp。Stenotrophomonassp.是必要的(1,9- - - - - -26放线菌的像Actinomadura sp。27];真菌的Coprinopsissp。黑曲霉(28,29日];的细菌财团(30.];和放线菌的财团31日]。此外,一些作者的菌株进行基因改造大肠杆菌,Brevibacillussp.和枯草芽孢杆菌,旨在改善鸡羽毛在短时间内降解和生物工艺在不同尺度(实验室和工业水平)3,32,33]。

除了获取高附加值的副产品的生物降解鸡羽毛,羽毛已经被用作吸附剂去除金属从废水的过程中34),最近一直在强调使用代biothermoplastics和纳米材料35- - - - - -37),所以其结构结果的详细研究从生物技术的相关性在各行业中的应用。

实验

羽毛的结构

羽毛的过程开发始于连接乳头的形成(图1一个),作为第基板,与真皮和表皮的参与图1 b)。后来,它区别于表皮层产生的鞘包含半径(图1 c)。的最后阶段的发展特点是破裂已经笼罩了初期的鞘。在基底地层是核心。整个基板成为沉浸在卵泡(图1 d)[38]。

图1:羽毛的结构。)1-Epidermis 2-dermis, b) 3-Placode 4-epidermis。c) 5-Sheath, 6-incipient下来,7-core, 8-follicle d)完整的羽毛,e)冷嘲热讽和小羽枝的放大。

开发完成后,羽毛是由三个不同的单位,中心轴的羽毛称为脊柱,二级结构(倒钩)的高度。羽毛的三级结构对应于羽小枝,倒刺相关(图1 e)。

形成的轴是菖蒲和脊柱,尽管很轻的结构;它提供了所需的刚度来保持公司。脊柱充满泡沫(髓质)和其横截面有quasi-rectangular蜡烛向羽毛的尖的形状。脊柱由交替相对定向纤维层。髓质核心,由角蛋白,显示了两个级别的孔隙度,最大限度地减少羽毛的重量,特别是因为它占据了很大一部分的脊柱体积。除了脊柱充斥着死亡的物质,造成色素和蛋白质,住在那里,羽毛的发展。的下部脊柱更广泛和空心,通常裸体,叫做菖蒲或羽毛,羽毛的部分插入到皮肤。菖蒲在其下方一个孔,被称为劣质脐的羽毛,美联储在其增长(39]。上部的菖蒲,脊柱开始变平,,菖蒲的尽头,另一个上级脐孔,通过该羽毛的层流的身体成为它开始生长。侧边缘的脊柱生长叶片,结构像板分为两种截然相反的部分,它是可见的身体和羽毛的最大的区域,由一个复杂的网络交织的钩子barbicels连接羽小枝,联锁邻近的冷嘲热讽,提供质地很轻的组织能够支持一个沉重的负荷单位面积单位,让鸟飞的原则。

脊柱沿着整个羽毛和可能是7英寸的长度。倒刺的长度从1厘米到4.5厘米沿着脊柱取决于他们的位置。倒钩在脊柱底部的时间比那些小费。三级结构,羽小枝,长约0.3毫米,0.5毫米,有钩结构技巧(40]。

羽毛的物理化学特征

根据科斯塔et al。20.]的羽毛有很高比例的挥发性固体99±1.4 (表1),这是最可能的降解物质,因为它含有92.0±0.48%的粗蛋白,其中82.8±0.51%对应角蛋白(30.)由不同的氨基酸的氮可以获得;氮的发展是一个重要的营养微生物有辱人格的鸡毛的能力。其他成分的羽毛与2.79±0.032%[脂肪30.与0.69±0.08%[]和灰烬1]。氧气的化学需求范围从1200到1408克/公斤(20.,30.]。

变量/分数	科斯塔et al。20.]	夏et al。30.]
总固体量(%)	100±0.5	NR *
挥发性固体(%)	99±1.4	NR *
干物质(%)	NR *	94.7±0.44
化学需氧量	1408±59(克/公斤)	1200±0.002(克/公斤)
N-Kjeldahl	137±9 (g N / kgwaste)	NR *
粗蛋白(%)	NR *	92.0±0.48
有机质(%)	NR *	99.2±0.69
脂肪(%)	NR *	2.79±0.032
Keratine (%)	NR *	82.8±0.51
* NR:没有报道

表1:鸡毛的物理化学特征。

羽毛角蛋白组成的。它是一种半晶状的小分子量蛋白质(~ 10 kDa) [41),除了富含氨基酸,如白氨酸和丝氨酸。Stilborn et al。42)确定了氨基酸在鸡毛在112天的年纪,必需氨基酸精氨酸、胱氨酸、组氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸和缬氨酸;非必需氨基酸是丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸和丝氨酸;氨基酸浓度最高的是亮氨酸(7.75%)、谷氨酸(10.34%)和丝氨酸(11.44%)。

由于前面提到的,退化的选择最感兴趣的是生物的,从水下文化和通过发酵在固态,这允许获得能够降解角蛋白的酶(蛋白酶),以及高附加值的副产品如前面提到的氨基酸,蛋白质,酶(角蛋白酶)等。21,23,24]。

生物治疗鸡的羽毛

微生物降解鸡毛的能力

鸡毛生成的数量浪费在过去的十年已经成为许多研究人员(生物技术感兴趣的26,43,44]。降解过程研究最多在国际层面上使用纯菌株,其中大部分已经从废物中分离出菌株的家禽农场1,13,25,27]。中出现的有最好的降解效率芽孢杆菌pumilisA1,蜡样芽胞杆菌无,芽孢杆菌megateriumF7-1,Kocuria rosea,假单胞菌stutzeri, Fervidobacterium islandicumAW-1,产碱杆菌属sp。Stenotrophomonas maltophilia和Actinomadura keratinilycaCpt29,完成鸡毛退化在一段1.5 7天(1,9,11,13,22,24,26,27]。考虑到困难维持在无菌条件下复杂基质的菌株,像鸡毛一样,研究已经进行了降解微生物财团或混合使用的文化。夏et al。30.)和Tonkova et al。31日)观察到的降解羽毛在混合文化,获得可溶性蛋白的浓度高出两到三倍比在文化与纯菌株。根据这些作者,微生物财团和混合文化的使用会导致较低的运营成本,并允许升级过程。报告的一个例子是一个夏et al。30.),使用反应堆在飞行员级别(42 L),使用厌氧降解的鸡毛财团隔绝粪肥和废物从一个屠宰场。羽毛的浓度代表总数的37%固体反应器;删除的羽毛在146天内完成。Tonkova et al。31日)曾与放线菌的混合培养,观察到的降解91%至72 h,然而,它必须指出,联盟是不同的操作条件和类型(表2)。

应变	预处理	矿物中	碳源	反应堆类型/ /操作条件	发酵时间(d) /退化(%)	酶活性	参考
枯草芽孢杆菌AMR	- - - - - -用洗涤剂清洗(线性烷基苯磺酸) 与自来水冲洗干燥过夜60°C。 -Delipidate沉浸在甲醇:氯仿(1:1)解决方案1小时, 干燥60°C 储存在室温下	酵母提取5 g / L 蛋白胨5 g / L氯化钾20 g / L	蔗糖的0.5 g / L 羽毛10 g / L	-2000毫升锥形烧瓶中500毫升 -26±2°C -150转 ph的8	12 d / 95%	Keratinolytic: 360.6 U /毫升	(4]
B。 methylotrophicus	洗下运行的自来水 -Dryat 60°C for48 h 和超背景吗?ne摩擦磨床	na₂HPO₄0.376 g / L 不₂阿宝₄0.46 g / L	羽毛10 g / L	瓶100毫升中70毫升 -30°C -170转 ph:没有报道	2 d / 30%	没有报告	(45]
枯草芽孢杆菌	与自来水洗3次,持续15分钟与蒸馏水洗3次干燥60°C 12 h	甘露醇10 g / L 胰蛋白胨10 g / L -MgCl₂0.1 g / L kh₂阿宝₄0.4 g / L - k₂HPO₄0.3 g / L 氯化钠0.5 g / L	羽毛2 g / L	-500毫升锥形烧瓶中100毫升剂1毫升(106年生) -37°C -160转 ph 8.5	1.5 d / 100%	Keratinolytic: 3.8 U /毫升	(26]
芽孢杆菌pumilisA1	与自来水洗3次与蒸馏水洗3次干在90°C 22 h	kh₂阿宝₄0.5 g / L - k₂HPO₄0.5 g / L 氯化钠2 g / L 氯化钾0.1 g / L -MgSO₄•7 h₂O 0.1 g / L	羽毛50 g / L	1 L锥形烧瓶中100毫升 -45°C -250转 ph的10	5 d / 100%	Caseinolytic: 560 U mL	(1]
芽孢杆菌altitudinisGVC11	没有预处理	营养肉汤	羽毛10 g / L	-250毫升锥形烧瓶中100毫升剂2% v / v -200转温度和ph值:不报道	白羽毛:2 d / 100%黑色的羽毛:4 d / 100%	Keratinolytic: 157 U /毫升	(19]
芽孢杆菌megaterium	切成5毫米段干燥的空气	磷酸缓冲溶液0.5更易/ L lb培养基	羽毛8 g	1 L锥形烧瓶 -37°C -127转 ph:没有报道	8 d / 退化没有报告	没有报告	(17]
枯草芽孢杆菌MTCC 441	用自来水洗干在40°C 2 d	- k₂HPO₄0.3 g / L kh₂阿宝₄0.4 g / L 氯化钠0.5 g / L -MgCl₂•6小时₂O 0.1 g / L	羽毛10 g / L	-250毫升锥形烧瓶剂5% v / v(4×107生/毫升) 中100毫升 ph 7.5 温度和pH值:不报道	5 d / 97.8%	Keratinolytic: 68 U /毫升	(23]
蜡样芽胞杆菌无	Withoutpretreatment	nh₄Cl 2 g / L -MgSO₄•7 h₂O 0.2 g / L - k₂HPO₄1 g / L -CaCl₂0.1 g / L kh₂阿宝₄0.4 g / L	羽毛10 g / L	琼脂板上执行 -40°C ph 5.3 转:不报道	4 d / 100%	Keratinolytic: 1750 U /毫升	(22]
Brevibacillussp.AS-S10-II	洗干了切薄暂停在缓冲溶液(100 mMTris-HCl)	饭汤	羽毛10 g / L	体积没有报告 -45°C -200转 ph 8.0	2 d / 78到82%	Keratinolytic: 1.3 mg / L	(32]
产碱杆菌属 sp。 aq05 - 001	Withoutpretreatment	氯化钠0.5 g / L - k₂HPO₄ 0.7 g / L kh₂阿宝₄1.4 g / L -MgSO₄•6小时₂O 0.001 g / L	羽毛1 g / Lplus碳(蔗糖和乳清)和氮源(重碳酸铵和尿素)	琼脂板剂1% v / v-25-30°C ph 7.5 转:不报道	2 d / 100%	Keratinolytic: 8.85 U /毫升	(44]
假单胞菌microphilus	切成小块用自来水洗消毒0.1%氯化汞和酒精清洗用蒸馏水与热空气干燥24小时45°C	氯化钠0.5 g / L nh₄Cl 5.5 g / L - k₂HPO₄0.3 g / L kh₂阿宝₄0.4 g / L -MgCl₂0.24 g / L 酵母提取0.1 g / L	羽毛1克	-250毫升锥形烧瓶 -37°C ph 7.5 转:不报道	30 d / 70%	Keratinolytic: 0.884 U /毫升	(21]
假单胞菌mendocinaPM2	用自来水洗干燥60°C 2天	- k₂HPO₄0.3 g / L kh₂阿宝₄0.4 g / L 氯化钠0.5 g / L -MgCl₂•6小时₂O 0.1 g / L	家禽羽毛10 g / L	-250毫升锥形烧瓶剂5% v / v (4×107 CFU /毫升) 中100毫升 ph 7.5 温度和ph值:不报道	5 d / 91.07%	Keratinolytic: 54.8 U /毫升	(23]
假单胞菌stutzeri	Withoutpretreatment	- k₂HPO₄0.3 g / L kh₂阿宝₄0.4 g / L 氯化钠0.5 g / L -MgCl₂•6小时₂O 0.1 g / L	羽毛10 g / L	-100毫升锥形烧瓶剂5% v / v (1 x 108 CFU /毫升) 中100毫升 -30°C -125转 ph:没有报道	5 d / 100%	Keratinolytic: 42 U /毫升	(24]
明串珠菌属sp。	切成小块用自来水洗消毒0.1%氯化汞和酒精清洗用蒸馏水与热空气干燥24小时45°C	氯化钠0.5 g / L nh₄Cl 5.5 g / L - k₂HPO₄0.3 g / L kh₂阿宝₄0.4 g / L -MgCl₂0.24 g / L 酵母提取0.1 g / L	羽毛1克	-250毫升锥形烧瓶 -37°C ph的7 转:不报道	30 d / 31%	Keratinolytic: 0.425 U /毫升	(21]
Chryseobacteriumsp. kr6	用自来水洗3倍清洗用蒸馏水干在48°C 48 h 储存在室温下	kh₂阿宝₄0.4 g / L 氯化钠0.5 g / L -CaCl₂0.015 g / L	羽毛50 g / L	1 L锥瓶中100毫升 -30°C -125转 ph:没有报道	没有报告	Azocaseinolytic: 160 - 170 U /毫升	(25]
StenotrophomonasmaltophiliaR13	用水洗消毒	kh₂阿宝₄0.2 g / L - k₂HPO₄1.4 g / L 氯化钠1.5 g / L -CaCl₂•2 h₂O 0.05 g / L -MgSO₄• 7小时₂O 0.3 g / L	羽毛1 g / L 葡萄糖1 g / L -Polypeptone1.2 g / L	-250毫升锥烧瓶 -30°C -200转 ph:没有报道	6 d / 100%	Keratinolytic: 82.3±1.0 U /毫升	(14]
ActinomadurakeratinilyticaCpt29	没有预处理	氯化钠1.5 g / L kh₂阿宝₄g / L - k₂HPO₄1 g / L 氯化钾0.5 g / L -MgSO₄• 7小时₂O 1.5 g / L	羽毛40 g / L	9毫升管 -45°C ph 9.0 转:不报道	3 d / 100%	Keratinolytic: 24000 U /毫升	(27]
Coprinopsissp。	洗和自来水用水冲洗+二层80 0.1% (v / v) 用蒸馏水冲洗几次干燥的空气切成短长度(1和2厘米) 脱脂和乙醚(99.7%) -Powderedand渗	- k₂HPO₄•3 h₂O 100 mg / L -MgSO₄•7 h₂O 500 mg / L -ZnSO₄•7 h₂O₅毫克/升摘要•7 h₂O 10 mg / L	羽毛powder1.5 g	-40°C ph的7 ph:没有报道	42 d / 79%	Keratinolytic: 32, 000 U /毫升	(28]
Aspergillusniger	洗水和洗涤剂干燥60°萤石研磨	解决方案的30毫升0 f 0.9% (NH4) 2 so4 0.1 mol / L盐酸	0.4 g的鸡毛混合着40 g麦麸的混合物	固态发酵 -32°C ph的5 转:不报道	7 d / 退化没有报告	Keratinolytic: 172.7 U /毫升	(29日]
Trichosporonloubieri	鸡的羽毛和人类的指甲是用水洗和洗涤剂。所有的角蛋白基质以前 delipidated与氯仿⁄甲醇(1:1,v⁄v)媒体培养7天在28°C,离心20分钟和2000克集中的20倍透析(切断9 kDa)使用4000挂钩一夜之间在4°C。	0.01% yeastextract	1%的不同的角蛋白基质:人类的头发,头发动物(牛隐藏),鸡羽毛和人类的指甲0 1 M酸柠檬酸缓冲pH值5.5与0.01%酵母提取物。	-28°C pH值:5.5 转:不报道	7天/ 载体钉(61.3%) 动物的头发从牛隐藏(32.7%)。载体的头发(16.4%) -Chickenfeathers (8.9%)	指甲keratine: 193.3 U /毫升头发:171.8 U /毫升头发:145.7 U /毫升凤羽毛:46.7 U /毫升	(46]
链霉菌属sp。	洗与温暖的蒸馏水干在45°C孵化器2天。在121°C热压处理过的。45分钟储存在室温下	caco₃5 g / L,氯化钠5 g / L, K₂HPO₄g / L	羽毛5.0 g / L	-250毫升厄伦美厄烧瓶 -28°C ph: 8 -150转	5.5天/降解不报道	487 U /毫升	(47]
放线菌联盟(3 h, 8 h y M4)	用热水洗在134°C 50分钟消毒2 atm 干燥30°C 72 h 剪碎	氯化钠5 g / L caco₃5 g / L - k₂HPO₄•3 h₂O 3.5 g / L	羽毛5 - 7 g / L	-100毫升锥形烧瓶 -55°C -130转 ph 7.5 - -8.5	3 d / 87 - 91%	水解在固体培养基中, 以10 - 28毫米的范围内	(31日]

表2:生物降解过程治疗鸡的羽毛。

生物降解过程,羽毛必须进行预处理,包括与自来水洗,消除浪费的鸟类,在某些情况下他们消毒洗涤剂(渐变80),一个缓冲溶液(100毫米三羟甲基氨基甲烷盐酸缓冲液),有时与氯化汞溶液和1%酒精消毒。下一步是干燥的羽毛在温度40°C到60°C。最后,他们压碎或切成小块,旨在获得一个更大的接触面积的碳源LD乐动体育官网微生物(9,13,16,21,23,25,26,28- - - - - -30.,32]。

的增长微生物负责的降解羽毛,大多数作者使用矿物媒体由磷酸盐、硫酸盐和氯化物,新陈代谢所必需的。作为氮源,作者使用酵母提取物、胰蛋白胨和硝酸盐(9,13,14,26]。葡萄糖、甘露醇和小麦麸皮作为容易消化的碳源。必须指出,使用的主要碳源是鸡毛本身含有角蛋白比例最高(表2)。许多工作已经提到的keratinolytic活动的相关性微生物在退化的羽毛,站工作Al-Musallam et al。28]的活动最大keratinolytic 32, 000 U /毫升所产生的Coprinopsissp。

在微生物主要研究完成鸡毛的退化是芽孢杆菌属,这是能够完全降解羽毛在不同的时间,这取决于使用物种(1,13,22]。这类能够使用羽毛作为唯一碳源实现发酵,增加介质只有矿物盐供应其他微量元素的充分发展微生物Fakhfakh et al。1和罗等。22),在某些情况下,增加一个额外的氮源像酵母提取物和胰蛋白胨13,23,26]。作为一个产品的降解羽毛,角蛋白酶等酶,酶活性在3.8到1750 U /毫升(22,26]。

其他微生物研究了降能器的鸡毛明串珠菌属sp.和Pseudomona microphilus,但是他们的降解过程是慢,达到30天,他们现在低keratinolytic活动0.425和0.884 U /毫升,分别为(21]。

结果与讨论

副产品的生物降解

鸡毛的生物降解过程是环保,因为它不产生废物,除了经济上可行的,因为它允许获得多样的副产品,从工业废水,具有高附加值和可溶性蛋白质和氨基酸在不同比例(表3)[21,23),站出蟹道等人的作品。21和查图尔维迪等。24使用一个假单胞菌菌株的降解羽毛获得高浓度的氨基酸(1.992毫克/毫升)和可溶性蛋白(0.546毫克/毫升),分别。这些产品应用的降解孔雀石绿被羽毛吸收(大约99.5%降解后24 h)和山羊皮肤的剃须与原始角蛋白酶的提取。

应变	副产品	应用程序	参考
假单胞菌mendocinaPM2	蛋白质:468.2 mg / L角蛋白酶	羽毛降解孔雀石绿的吸收(about99.5%退化后24 h)	(21]
枯草芽孢杆菌MTCC 441	蛋白质:546.7 mg / L	不代谢和孔雀石绿的羽毛吗	(23]
假单胞菌stutzeri	蛋白质:784.2µg /毫升角蛋白酶	剃须的山羊皮肤生角蛋白酶的提取	(24]
Scopulariopsisbrevicaulis (Sacc。)	角蛋白酶	纯化酶水解鸡毛等不同材料,指甲和头发	(18]
StenotrophomonasmaltophiliaR13	总氨基酸:2298.8µM 蛋白质:43µg /毫升	获得吲哚乙酸(IAA)(327.7±3.9µg /毫升)没有l-tryptophanin抗真菌活性的介质	(14]
地衣芽孢杆菌ER-15	角蛋白酶	脱毛	(16]
FervidobacteriumislandicumAW-1	氨基酸:组氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸角蛋白酶	角蛋白酶酶在高温下的应用程序结构稳定性的研究耐热性的酶在高温下	(11]
Chryseobacteriumsp. kr6	羽毛水解产物	抗氧化和抗高血压活性	(25]
Kokuriaroseae	羽毛粉与赖氨酸、蛋氨酸和组氨酸	营养补充品(鸟饲料替代来源的蛋白质)	(12]
Fervidobacteriumpennivorans	甲烷气体	生物燃料	(20.]
放线菌联盟(3 h, 8 h y M4)	Biohydrolyzed	来源的可溶性蛋白质、氨基酸、酶和其他添加产品	(31日]
厌氧细菌财团	甲烷气体	生物燃料	(30.]
Aspergillusniger	角蛋白酶	酶增强羽毛制成的食品和饲料添加剂。生产ofamino酸和高分子量多肽,是化妆品的基质	(29日]
PaenibacilluswoosongensisTKB2	角蛋白酶	促进植物的生长。促进种子萌发(发芽率87.5%)和幼苗生长Cicerarietinum。结节的形成(三倍)是诱导和土壤生育能力变更增加的N, P, K和C / N比的1.2倍。提高固定氮的自由生活的数量(2倍)和磷酸盐增溶剂(5.8倍)	(48]
Bacillussubtilis德国联邦铁路(DB) 100	可溶性蛋白质和NH2-free氨基酸组 Keratinolyticalkaline 蛋白酶	角蛋白降解酶的生产,它是proteaseand角蛋白酶	(3]

表3:副产品和应用生物治疗

的氨基酸和生产肽高分子量可以用作化妆品基质(29日]。一些其他有趣的副产品被用于食品补充剂例如bio-hydrolysate获得的羽毛的降解放线菌财团,可以作为一种可溶性蛋白质,氨基酸,酶和其他有价值的产品(31日]。的副产品之一在这个过程中获得最大的利益是角蛋白酶的酶,已用于各种材料的降解,像指甲和头发18[]和刮掉山羊皮24]。

重要的是要指出,降解过程可以耦合到解毒其他污染物的环境,如孔雀石绿,可以吸收鸡毛和退化的联合假单胞菌mendocinaPM2 [23]。还可以获得生长促进剂像indole-acetic酸(327.7±3.9μg /毫升)来提高种子萌发和幼苗生长(发芽率87.5%)和幼苗生长中投arietinum(14,48]。

其他相关如今由于生物技术的应用程序能源从化石燃料的枯竭,出现的问题是生物燃料如甲烷的生成鸡毛的退化的副产品Fervidobacterium pennivorans和厌氧细菌财团20.,30.]。

物理化学过程的治疗鸡的羽毛

羽毛降解的方法之一是物化的,包括碱性水解(硫化钠,钠或氢氧化钙)和酸碱水解(氢氧化钠和柠檬酸)、微波、聚合和碳化;除了与油的混合物的羽毛大豆和甘油等物质形式聚合物(表4)。

过程	条件	副产品	应用程序	羽毛预处理	参考
碱(氢氧化钠)和酸(柠檬酸)水解	羽毛治疗与不同浓度的氢氧化钠制备的热塑性铝箔之间与甘油混合和压缩。	Bio-thermoplastic	热塑性膜生物医学应用	——商业鸡毛纤维(家住密苏里州) 清洗、干燥和研磨	(35,36]
碱性水解	样品2 g ofchicken羽毛都沉浸在解决方案的氢氧化钠和Na₂年代的范围 0.05 - -0.4 0.05 - -0.3 N, N,分别	吸附剂	吸附剂去除铜和锌废水	一些材料上羽毛最初移除,通过一些洗液自来水和洗涤剂,然后离开露天好几天摆脱气味。已经被液态氮冷冻吗在使用电刀切割成小尺寸	(34]
羽毛角蛋白的混合物与氧化石墨	羽毛粉70克、30 g混合塑化剂(15克甘油和15克丙二醇),3 g亚硫酸钠准备在15毫升去离子水和23毫升氧化石墨分散在去离子水	plasticsnano-reinforced	农业电影,堆肥袋和可生物降解的容器	洗, 热水干了三天,然后干在50°C 磨的羽毛和大小筛0.25毫米穿孔。	(41]
羽毛与甘油的混合物	羽毛的还原与2-mercaptoethanol进行。然后,提取的角蛋白与氯乙酸改性。最后,添加甘油作为增塑剂	蛋白质的电影	管理和控制药物释放的广泛用于食品、生物技术、热塑性塑料、包装和其他应用程序	羽毛洗,干和地面的小纤维长度的1 - 2毫米。3 g的羽毛在含水乙醇回流。然后他们被使用盐酸乙醇和盐酸溶液过滤,清洗和预处理的羽毛	(53]
羽毛与大豆油和玻璃纤维的混合物	板块形成与玻璃纤维改性豆油E和30%的羽毛。材料与铜盘和抗炎剂压缩	印刷电路板(pcb)	所有计算机电路	羽毛纤维干在烤箱50°C至少4 h,然后存储在一个干燥器之前使用。	(56]
羽毛与环氧树脂混合	羽毛是混合不同比例的环氧树脂和玻璃。最好的混合环氧树脂与百分比的5 10%	介电材料	它们用于各种应用,包括绝缘和封装、印刷电路板、电容器其他设备。	鸡的羽毛被清洗极性溶剂(乙醇)和干。鹅毛笔被移除和短纤维10 - 15毫米的长度	(57]
鸡毛纤维的混合物与LDPE(低密度聚乙烯)	羽毛= 0到50%的体重熔化温度= 171 - 168°C 混合时间= 15分钟混合是夹在聚四氟乙烯涂层与铝纸和一个铝块下冷却	聚乙烯和鸡毛纤维增强	所有产品由聚乙烯制成的	羽毛从脊柱通过清洗和分离过程开发和专利由美国农业部。他们研磨和已筛。	(60]
鸡毛蛋白的混合物,黑色素,焦磷酸钠和乙二醛	角蛋白粉末溶解黑色素和焦磷酸钠(1:8:5)蒸馏水。乙二醛被添加在80°C。pH值调整到8在90°C的温度2小时	Flameretardantonflame	不同材料的防火	羽毛被清洗和10 g / L氢氧化钠溶解和4 g / L在90°C尿素3小时。后角蛋白溶液和盐酸中和随后过滤。滤液再次用盐酸处理。蛋白质是通过过滤和干50°C。	(59]
微波治疗	在轻度高温水解从433到473°K。与self-deasing Hydrolisis进行间歇式高压蒸汽反应堆功率1200 W。反应约500毫升聚四氟乙烯喷涂圆筒容器高度约6和直径10厘米	氨基酸(精氨酸、丙氨酸、苏氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、胱氨酸y酪氨酸)。氨基酸的总收率为54.72%,羽毛角蛋白含有约71.83%	高营养价值的副产品	鸭毛用水洗,恐惧和切成小块	(50]
通过热裂解	一个常数N₂流(100 mL / min)被证明对3 h前温度斜坡氧气浓度降到最低。温度提高到215°C 3°C /分钟保持不变,2,4,10年、15年和24小时	角蛋白纤维与芳基碳循环胺	角蛋白纤维生产的材料具有高熔点、高性能和纺织用的催化剂	鸡毛纤维是由羽毛纤维公司(家住密苏里州)	(55]
聚合	脱氧通过N₂。聚合是通过添加氧化剂(K发起的₂年代₂O₈)在pH值5.5为4 h。60°C嫁接反应是通过添加1毫升2% paradioxybenzene终止。 Afther中和、过滤、洗涤和干燥	Bio-thermoplastic	为生物医学应用	鸡毛纤维是由羽毛纤维公司(家住密苏里州)	(35]
碳化的羽毛	羽毛被加热到800°C和碳化活化与氢氧化钾在反复。随后放置在乙炔黑和聚偏二氟乙烯(PVDF)溶解在N-methyl pyrolidinone解决方案并压制成1平方厘米钢丝网和一个0.2毫米的厚度。	羽毛电极	为超级电容器电极	羽毛纤维干在烤箱50°C至少4 h,然后存储在一个干燥器之前使用。	(58]

表4:物理化学过程:副产品和应用程序。

在碱性水解的方法是,报告Coward-Kelly et al。49]中作者指出,与氢氧化钙消化后在150°C和100 rpm,他们发现仍然退化后的氨基酸,这些都是丙氨酸,精氨酸、半胱氨酸、亮氨酸,组氨酸,蛋氨酸,等等,其中一些是必需氨基酸和他们用作牲畜饲料添加剂。作者强调的重要性有辱人格的自由的羽毛角蛋白和氨基酸,因为角蛋白是一种蛋白质,它是不会被蛋白水解酶降解和消化的只有18%。他们也表明角蛋白缺乏氨基酸精氨酸、组氨酸、赖氨酸、蛋氨酸和苏氨酸;因此,不建议单胃的动物,但对反刍动物来说是足够的。另一方面,陈等人。50)开发了一种新方法使用微波降解的羽毛,像Coward-Kelly et al。49)确定几个氨基酸可以作为营养来源和获得高商业价值的产品,报告说,从总含量的蛋白质,71.83%是角蛋白;此外,他们获得了高收益容易分离氨基酸和方法是环保的50]。

从碱性水解,一些聚合物可以获得和使用为基础的治疗和保存考古木材清漆。Endo et al。51)获得了聚合物基于鸭,鸡和鸡的羽毛与氢氧化钠水解70°C 3 h和角蛋白水解物的发现最好的结构是那些获得鸭羽毛;这是因为他们具有更高的结晶度和anti-alkali结构有助于良好的尺寸稳定性。流行的保护方法包括添加聚乙烯乙二醇90%相比,聚合物从鸭羽毛,其中40%用于木材防腐。

Al-Asheh等人观察羽毛的容量的0.2 N氢氧化钠碱液处理重金属吸附剂的铜和锌废水(34]。羽毛治疗与碱性溶液化学吸附能力的两倍未经处理的羽毛。另一个水解羽毛用于治疗是酸碱(氢氧化钠和柠檬酸)生产biothermoplastics,可怜的水稳定性和力学性能;因此,作者混合羽毛角蛋白的提取与丙烯酸酯单体改善这些特征。Biothermoplastics用于生物医学支架的细化;这是一种最新颖的应用程序,因为它们用于支持(35,36]。

另一个领域的发展机会生物材料的自然来源,例如蛋白质,包括胶原蛋白、白蛋白、明胶、蚕丝蛋白、角蛋白。这些蛋白质,基于角蛋白材料承诺改变的世界生物材料因为他们的生物相容性、生物降解性能力、机械耐用性和天然丰度(52];然而角蛋白不溶于许多常见溶剂稀释酸、碱、水和有机溶剂53]。一些作者认为生产生物聚合物或biothermoplastics的挑战是开发技术能够re-crosslinking溶解角质生成解决方案,有一个最小的退化主要蛋白质链和能够在工业级别升级(54]。目前,这些技术的广泛用于硬角蛋白的溶解,经常使用的还原或氧化反应,最近,离子液体被测试(31日]。

一些最重要的生物医学应用的自然聚合物包括生物可降解药物载体和药物的质量控制管理。在这些系统中,积极治疗代理纳入聚合物网络结构,使药物释放材料以预定的方式(52]。

另一种方法治疗鸡的羽毛是高温热解;最近的研究之一是报道Senoz et al。55)评估鸡羽毛的结构变化后热解过程的恒流N₂热处理后,在25°C到600°C。变化是由质谱,溶解度测试和凝胶色谱法。热处理低于熔点提供足够的蛋白质的网状矩阵保持完整的纤维结构;另一方面,上述治疗提供的熔点骑自行车和芳构化反应的蛋白质矩阵。释放芳香碳和自由胺观察这些转换期间,发现热解的调整热剖面提供了条件,导致制造是有用的在高温下的材料,如纤维或大分子催化剂与纺织应用和高收益。

鸡毛的其他一些应用基于化学反应是那些提到的詹和羊毛56)与豆油混合羽毛(30%)和玻璃纤维生产印刷电路板用于所有类型的计算电路。Mishra和Nayak57)获得介电材料用作隔离,印刷电路板,encapsulators和冷凝器,通过与环氧树脂混合5%的羽毛和玻璃。另一方面,詹et al。58]碳化羽毛获得super-condensers电极。太阳et al。37]随着羽毛与氯化1-butyl-3-methylimidazolium获得高达23%的增溶获得微观和纳米粒子的角蛋白消除铬。在一些副产品通过物理化学方法的特点,突出高熔点和高收益率冷凝器的采购和材料具有阻燃特性(55,59]。

未来的前景

根据综述研究生物和物理化学治疗的羽毛,羽毛浪费,可以看出未来的研究将集中在以下几点。

•生物过程的扩展和优化,获得高附加值的产品,强调生产的酶用在医疗、食品、化妆品和主要工业地区。

•未来研究羽毛的物理化学治疗主要集中在绿色技术的使用,发展群方法和环境友好材料修改属性的羽毛

•提高纳米材料的应用医疗保健部门(例如,运营商和赋形剂获得不同药物输送系统和整形设备等等)。

结论

鸡毛潜在原材料获得高经济和科学价值的副产品;这是由于它低成本浪费,大可用性和化学成分,生物技术过程的降解羽毛带来一些优势像他们的物理化学方法低精力充沛的成本,环保和采购大量的酶适用于化工、化妆品和食品等行业。升级的研究被认为是必要的,因为大多数发达物理化学和生物过程目前仅限于实验室规模。

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