毛发中黑色素的提取和利用

【实验技术研究】 毛发中黑色素的提取和利用 张沙艳，胡春霞 (抚腼师专。辽宁抚顺113006) 摘要：介绍了从人的毛发中提取黑色素的工艺过程我们认为：黑色素是镶嵌在人体的毛发角蛋白中的 一种物质，它和头发有着良好的亲和性能，可将头发染黑而无任何毒副作用 关键词：黑色素；提取；利用 中图分类号：Q586 文献标识码：A 文章编号：1008—5688【2003)03—0095—02 1理论部分 1．1毛发与黑色素 毛发的生长是活细胞变成角质细胞的一个过程 由毛根毛球部分的毛乳头分布的毛母细胞(相当于基 底层细胞的分裂增殖)使毛发生长起来．在正常情况下，毛乳头的黑色素细胞同时产生黑色素，黑色素与 毛发的角蛋白同步生成并牢固地结合在一起，而以完全正常的毛发形状附于体． 黑色素的形成是黑色素细胞能分泌一种骼氨酸酶(一种氧化酶)，使人发中的酪氨酸被氧化成口一 (3。4～二羟苯基)一“一氨基丙酸(又名多巴DOPA)．天然的多巴为L构型，在酶作用下，它再被氧化 成多巴醌，多巴醌进一步被氧化，然后聚合生成黑色素． 。廊。摹LX飘。等》孙。。，{_L⋯ 1．2黑色素的应用前景 黑色素是人体自身合成的一种天然色素，值得开发利用，但目前对人发中黑色素的提取和利用还处在 研究与探索阶段，相关的报道比较少．我们将从人发中提取的黑色素施用于白发上，发现黑色素与人发有 着十分良好的亲和力，能将白发染黑，使其色泽自然，无任何毒副作用这样可以使黑色素从人发中来， 再回到人发中去而且，可以通过研究人发中黑色素的结构，通过化学合成的方法制备具有相同结构的人 发着色剂；也可以从具有黑色毛发的动物的毛发中提取黑色素黑色素的提取、合成和利用，不仅可以解 决目前的化学染发剂中含铅、含芳香物的有毒有害问题，也可以解决人体使用化学染发剂产生过敏的问 题．从发展的角度看，以人发结构的黑色素为着色剂的染发荆是一种更安全、可靠、实用的染发用品． 在毛发角蛋白中，胱氨酸约占14％在提取黑色素的同时，胱氨酸也被游离出来本试验对研究从 人发中提取胱氨酸也有所收获． 2实验部分 2．1原理 当头发中的角蛋白在一定条件下被水解时，由于角蛋白的结构被破坏，包含在其中的黑色素随即被游 离出来 在反应条件下，部分黑色素被水解成分子量更小的可溶物质，使水解液呈棕黑色，其余部分则为 收稿日期：2003—03—31 作者简介：张沙艳(1962一)，女，湖南长沙人，副教授，主要从事化学有机合成天然色索的提取及应用方面研究 万方数据 辽宁师专学报 2003年第3期 黑色不溶性物质，即为本试验中提取的黑色素． 水解液中生成的氨基酸，其中主要是胱氨酸，利用氨基酸在其等电点时溶解度最小的原理，调整介质 的pH值，使胱氨酸沉淀析出 2．2 I艺 本试验采用如下反应条件及工艺过程 取洗净并晾干的人发100g，置于圆底烧瓶中，加入30％浓盐酸200“，用带有吸收氯化氢的回流装置， 在110～112℃条件下，加热回流4h，冷却，吸滤．滤渣即为黑色素粗制品，棕黑色滤液中含有胱氨酸． 将黑色素粗制品放在瓷孔漏斗中，用水反复洗涤，直至滤液pH值为6时，再用加有少量(不可多 加)氨水的水洗涤，吸滤、晾干、粉碎，即为黑色素精品 23提取胱氨酸 棕黑色滤液中加入活性炭，在90℃条件下，脱色2次(每次用活性炭8g)，吸滤，得浅黄色液体． 在滤液中加人浓氨水，调整pH值为4．8～5．0．静置过夜，吸滤．得胱氨酸粗制品．将胱氨酸粗制品用 45～50m115％盐酸溶解，加活性炭5g，在90℃条件下再进行脱色，吸滤，滤液应为无色．滤液用浓氨 水调pH值为4．8～5．0后，静置过夜，吸滤．再用蒸馏水冲洗，晾干，即得胱氨酸精品 3结果与讨论 3．1结果 (1)本试验获得黑色素精品55g将黑色素(如黑色素太干燥，可酌加少量70％酒精润湿)与发油 (由橄榄油，蓖麻油，羊毛脂等配成)按重量1：0．8调成浆状，施用于头发，黑色素与头发有十分良好的 亲和力，能将白发染成黑色，色泽自然，且无任何中毒、过敏等副作用． (2)本试验同时获得胱氨酸6．5g，测定其m．．P为258℃． 3．2讨论 (1)黑色素在毛发中不能被水洗脱，但一旦从毛发中解脱出来后即能被水洗去，可见，人体毛发中的 黑色素与毛发角蛋白可能存在某种化学结合力，使黑色素在毛发中能稳定存在． (2)黑色素是⋯种天然高分子化台物，由于在同样水解条件下，人发角质蛋白已彻底水解成氨基酸， 而黑色素除部分已水解成可溶性物质外，仍有相当部分尚为黑色素状态(尽管其分子量可能比原黑色素要 小)，可见，黑色素这种高聚物的聚合度要比人发角蛋白的聚合度大，或者其聚合单元之间的化学键比角 蛋白的酰胺键更为牢固． (3)合成黑色素的起始化合物虽为酪氨酸，但在实际的合成过程中历经多种生化反应，酪氨酸已转变 为其它物质再行聚合 可见，其水解产物已非酪氨酸 (4)黑色素在毛乳头部分进行的生物合成是一个复杂的深化过程．需要各种酶的参加可见，使白发 转黑，掌握其中机理，还须进行大量的工作 参考文献： [1]聂剑初，等生物化学简明教程[M]北京：高等教育出版社，1999 [2]北京大学生物系生物化学教研室生物化学实验指导[M]．北京：高等教育出版社，1987 C3]黄涛．有机化学实验[M]北京：高等教育出版杜，1998 [4]苏元梯实用化学技术[M]成都：西南交通大学出版社，1991 (责任编辑王心满，王巍 (上接38页) 只需对该程序中少数几个语句作相应的修改即可达到目的 参考文献： [I]孙恒机械原理[M]北京：高等教育出版社，19871． [2]谭浩强C程序[M]北京：清华大学出版社，199612 【责任编辑胡坤，王巍 万方数据