JP2634448B2

JP2634448B2 - 保存安全性に優れた絹フィブロイン水溶液及びその製造法

Info

Publication number: JP2634448B2
Application number: JP63265166A
Authority: JP
Inventors: 清音居
Original assignee: KANEBO KENSHI KYOBIJIN KK; Kanebo Ltd
Current assignee: KANEBO KENSHI KYOBIJIN KK; Kanebo Ltd
Priority date: 1988-10-20
Filing date: 1988-10-20
Publication date: 1997-07-23
Anticipated expiration: 2012-07-23
Also published as: JPH02113066A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、高品質でしかも保存安定性に優れた絹フィ
ブロイン水溶液及びその製造法に係り、特に化粧料基剤
や食品基剤に好適な絹フィブロイン水溶液及びその製造
法に関する。

（従来の技術）絹フィブロイン（シルク）は、その適度な吸湿性や保
湿性、皮膚や毛髪に対する優れた親和性や保護作用等の
特性を有しているために、従来から絹フィブロイン粉末
がメーキャップ化粧料基剤等の用途に使用されてきた。

従来、絹フィブロインや絹フィブロインペプチド粉末
として、特公昭40−24920号公報、特公昭26−4947号公
報並びに特公昭58−38449号公報には、絹糸をそのまま
或いは化学的処理で脆化させたものを粉砕した繊維状の
絹フィブロインパウダー、絹フイブロインを適当な濃厚
中性塩等に溶解透析し得られたコロイド溶液を粉霧乾燥
して製造したゲル状絹フィブロインを粉砕した粒状の絹
フィブロインパウダー、並びに絹フィブロインを適当な
無機中性塩或いはアルカリ性水溶液に溶解後透析し或い
はしないで得られたコロイド溶液から、凝固性塩の添
加、空気吹込み、等電点凝固、超音波処理或いは高ずり
変形速度での撹拌等で絹フィブロインを凝固析出せし
め、脱水、乾燥後粉砕した微粉末状絹フィブロインが開
示されている。

又絹繊維を原料とした水性化粧料基剤に関しては、絹
繊維を塩酸、硫酸、リン酸等の強酸水溶液中で煮沸分解
し、絹繊維の分解で生成する混合アミノ酸を主成分とす
る粉末を得る方法、特公昭42−17030号公報に記載の様
に、絹フィブロインを高濃度リン酸で処理して得られる
溶液にアセトン等の特定の有機溶媒よりなる凝固剤を混
合して部分分解物を析出せしめ、再びこれを水に分散し
た後、蛋白分解酵素を作用させ、次いで前記凝固剤を用
いて沈澱を析出させる方法が知られている。

これ等の方法のうち、前者は混合アミノ酸を主成分と
するものであるため、化粧用基剤として特に有用という
ものではない。又、後者の場合、本質的に固液反応であ
るため分子量分布は広くならざるを得ず、又平均分子量
を低くすればアミノ酸の生成量が必然的に増加し凝固剤
で析出し難くなる等のため品質、コスト両面に問題があ
り、操作も煩雑である。

一方、特公昭57−4723号公報には、銅−エチレンジア
ミン水溶液、水酸化銅−アンモニア水溶液、水酸化銅−
アルカリ−グリセリン水溶液、臭化リチウム水溶液、カ
ルシウム或いはマグネシウム又は亜鉛の塩酸塩或いは硝
酸塩又はチオシアン酸塩の水溶液、チオシアン酸ナトリ
ウム水溶液よりなる群から選ばれた少なくとも一種の溶
媒に精練絹原料を溶解後透析することを特徴とする絹フ
ィブロイン水溶液の製造法が提案されている。

該方法の場合、溶媒が穏やかなものであるため絹フィ
ブロインの化粧料用基剤として有用な蛋白質構造を損傷
することが無く、又透析をを満足する多層膜構造物又は中空糸束構造物を使用して
いる為、透明で均一な高品質の水溶液を安定して製造す
ることができる。

ところで、この絹フィブロイン水溶液の長期保存期間
での品質安定性特に防カビ・防腐対策は不充分であって
種々の問題点や使用上の制約がある。即ち、一般に原料
や製品の防カビ・防腐対策としては防カビ・防腐剤を添
加するか、製造の最終工程で滅菌して密封するかのいず
れか又は共用されるのであるが、原料や製品が開封後長
期間にわたって使用される場合、滅菌密封は無意味であ
り、又滅菌が不可能な原料や製品もある。その場合は専
ら防カビ・防腐剤を添加する手法がとられる。

絹フィブロイン水溶液を化粧品基剤用途に使用する場
合は、正にその典型的な例であるが、この場合、防カビ
・防腐剤として最も効果のある安息香酸、ソルビン酸、
Ｐ−オキシ安息香酸エステル等が冷水に難溶のため低温
時の溶解安定性が低く、このため防カビ・防腐効果を発
揮する所定量を添加できず、又、加熱して溶解量を増し
ても冷却するとともに、析出し、さらに防カビ・防腐剤
単独では絹フィブロイン水溶液の濁りやゲル化を促進す
るため不都合である。

本発明の絹フィブロイン水溶液は平均量体数２以上の
絹蛋白の水溶液であるが、分子量の増大とともに絹フィ
ブロイン水溶液の防カビ・防腐性は低くなるため菌汚染
のある場合本発明者等が先に提案した、絹フィブロイン
ペプチド（平均分子量160〜48000）の「保存安定性に優
れたペプチド及びその製造法」：特開昭63−92671号公
報の場合の保存安定化方法だけでは不充分である。

（発明が解決しようとする問題点）本発明者等は、絹フィブロイン水溶液の製品性状や品
質の改良について鋭意研究した結果、本発明を完成した
ものである。本発明の目的は、適度な吸湿性や保湿性、
皮膚や毛髪に対する優れた親和性や保護作用等の特性を
持ち、しかも長期間の保存安定性に優れた絹フィブロイ
ン水溶液を提供するにある。他の目的は、斯る水溶液を
工業的容易且つ安価に製造する方法を提供するにある。

（問題点を解決するための手段）本発明は２価以上の多価アルコール及びそのポリマ
ー、さらにはポリビニルアルコールよりなる群から選ば
れたポリオールの１種又はその混合物を溶液濃度で0.10
〜5.0％（重量）、防カビ・防腐剤を溶液濃度で0.02〜
1.0％（重量）、さらにキレート化剤を溶液濃度で0.02
〜1.0％（重量）含有する、均一な溶液状態の絹フィブ
ロイン水溶液に係わるものであり、本発明方法は水系媒
体に溶解して製造した絹フィブロイン水溶液に、キレー
ト化剤を溶液濃度で0.02〜1.0％（重量）添加し、これ
にあらかじめ調整したポリオールを溶媒とする防カビ・
防腐剤の0.2〜20％（重量）濃度の溶液を混合すること
を特徴とする。

本発明は平均量体数２以上の絹フィブロイン水溶液に
有効であって、特に平均量体数600を上廻る場合に顕著
な効果がある（参考資料、特開昭63−92671号公報）。

本発明に使用する絹フィブロイン原料は、まゆ、生
糸、まゆ屑、生糸屑、ビス、揚り綿、絹布屑、ブーレッ
ト等を常法に従い必要に応じて活性剤の存在下、温水中
で又は酵素の存在下温水中でセリシンを除去し乾燥した
ものを使用する。

本発明に適用する絹フィブロインの溶液は、銅−エチ
レンジアミン水溶液、水酸化銅−アンモニア水溶液（シ
ュワイサー試薬）、水酸化銅−アルカリ−グリセリン水
溶液（ローエ試薬）、臭化リチウム水溶液、カルシウム
或いはマグネシウム又は亜鉛の塩酸塩或いは硝酸塩又は
チオシアン酸塩の水溶液、チオシアン酸ナトリウム水溶
液が挙げられるが、コスト及び使用上の点からカルシウ
ム又はマグネシウムの塩酸塩又は硝酸塩が好ましい。
又、これ等の水溶液の濃度は使用する溶媒の種類、温度
等により異なるが、金属塩等の濃度は通常10〜80％（重
量）、好ましくは20〜40％（重量）である。80％（重
量）以上でも溶解するが、生成する絹フィブロイン水溶
液に実質的な差異が無く経済性の点で問題である。

精練後の絹原料を前記水溶液よりなる溶媒に添加し、
温度60〜95℃、好ましくは70〜85℃でニーダの如き装置
内で均一に溶解するが、液比は通常２〜50、好ましくは
３〜30である。

得られた絹フィブロイン溶解液から高純度の絹フィブ
ロイン水溶液を得るためには、引続いて透析する。透析
はセロファン膜に代表される透析膜や中空繊維を使用し
た透析器を用い、前記の塩類等をほぼ完全に除去する。
この場合目的とする絹フィブロインの分子量分布を極力
狭くするためと、α構造のペプチドの割合を50重量％以
上に調整するためには、透析量と透析膜面積を特定する
必要がある。即ち下記式を満足する多層膜構造物又は中
空糸集束構造物を使用して脱塩を行なう。

（ここで、プライミング容量とは透析チューブ又は膜間
の内容積を示す）上記数値が10未満の場合、積分離が迅速に行なわれな
いため透析器中での滞留時間が長くなり、得られるフィ
ブロイン水溶液は、既に腐敗が始まっている事が多い。
その場合、フィブロイン蛋白は腐敗による変性で水不溶
（β構造）化し、これを再び冷水易溶性化することは困
難である。

特に本発明を円滑に且つ経済的に行うために、上記数
値は30以上が好ましく、50以上が特に好ましい。該条件
を満足させる為には、例えば中空糸集束構造物の場合中
空糸の直径を4mm以下にする必要がある。

本発明方法に於いて得られた透析液は、残留塩濃度が
0.003〜0.06％（重量）と極めて少なく、特に中空糸の
径が0.2mm程度になると、となり透析器中での滞留時間数10分で、これを達成する
ことができ、これより極めて高品質の絹フィブロイン水
溶液を得ることができる。

本発明に於て蛋白質濃度は本質的なものではないが、
通常１〜30％（重量）、好ましくは２〜20％（重量）
で、必要に応じて濃縮される。１％（重量）以下では後
工程で濃縮の必要があり不経済であるし、30％（重量）
以上では粘性が高くなって反応や操作に無理がある。

絹フィブロインの平均分子量が数百〜数千のものを得
ようとする場合、これを酵素或いは酸又はアルカリを用
いて加水分解を行なう。

本発明に於いて、絹フィブロイン水溶液を長期間の保
存安定性を付与するため、まずキレート化剤を溶液濃度
で0.02〜1.0％重量添加する。次いで、あらかじめ調整
したポリオールを溶媒とする防カビ・防腐剤0.2〜20％
（重量）濃度の溶液を混合する。防カビ・防腐剤をポリ
オールに溶解する場合必要に応じて90〜100℃に加温す
るのが効率的である。

本発明に於て、キレート化剤の量が溶液濃度で0.02％
（重量）以下の場合は室温で数ケ月保存した水溶液に色
相の褐変や濁りが認められる。一方、1.0％を超える添
加は保存安定性に有意差が無く経済的でないし、又絹フ
ィブロインの純度がそれだけ低くなり好ましくない。

本発明のキレート化剤は、通常のキレート化剤が絹フ
ィブロインの用途で問題がなければすべて適用できる
が、経済性の点でEDTA又はトリポリ燐酸ソーダ或いはヘ
キサメタ燐酸ソーダが望ましい。EDTAはpHとの関係で2N
a塩又は3Na塩がより望ましい。

本発明のポリオールは２価以上の多価アルコール及び
そのポリマー、さらにはポリビニルアルコールであっ
て、具体的にはエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコ
ール、グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコール、ポリグリセリンである。これ等ポリ
オールは本質的には絹フィブロイン水溶液のゲル化剤で
ある。従って、これを多量に混合するのは該水溶液の安
定性を低くすることになり本発明の目的に逆行すること
になる。

一方、ポリオールは冷水に難溶性の食品添加物用の防
カビ・防腐剤を絹フィブロイン水溶液に均一な溶液状態
で溶解させる。即ち、冷水に難溶性の食品添加物用の防
カビ・防腐剤は冷水に難溶であるばかりか、90〜100℃
に加熱して水に溶解させても、これを冷却すれば防カビ
・防腐剤は再び析出してくるが、あらかじめポリオール
に溶解した防カビ・防腐剤は高濃度で安定して水に溶解
することができることが一般に知られている。これは防
カビ・防腐剤がポリオールと溶媒和状態（分子化合物）
で、水に溶解しているからに他ならない。

以上のような意味でポリオールは防カビ・防腐剤の絹
フィブロイン水溶液中での安定化剤としての働きをし、
一方前述のごとく絹フィブロインの不安定化剤としての
挙動をする。このポリオールの持つ安定化剤と不安定化
剤との働きの微妙なバランスから、ポリオールの溶液濃
度（重量）は0.10〜5.0％、好ましくは0.50〜2.0％が適
当である。

本発明の防カビ・防腐剤は特に限定されるものでは無
いが、絹フィブロイン水溶液の用途が化粧品・食品の場
合、食品添加物用の物が好ましい。具体的には安息香
酸、ソルビン酸、デヒドロ酢酸、プロピオン酸、及びこ
れ等の塩、Ｐ−オキシ安息香酸エステル等であり、特に
冷水に難溶性の安息香酸、ソルビン酸、プロピオン酸、
Ｐ−オキシ安息香酸エステルの場合本発明は効果的であ
る。防カビ・防腐剤は２種以上が共用されることが多
く、このため冷水に易溶性の防腐剤と難溶性の防腐剤が
混用されるが、この場合も本発明は有効である。

防カビ・防腐剤の添加量は前述のポリオールの添加量
の上限によって制限され、特に化粧品・食品用途の場合
は日本薬局方及び化粧品原料基準等で規定されるため溶
液濃度で0.02〜1.0％（重量）が適当である。0.02％
（重量）以下の場合絹フィブロイン水溶液に対して防カ
ビ・防腐効果はほとんど無い。

（実施例）以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。な
お、実施例中の測定及び測定結果の算出は次の方法で行
なった。

a.平均重合度の測定絹フィブロインを完全加水分解した場合のアミノ酸モ
ル量を求め、これを（ａ）とする。供試絹フィブロイン
の末端基量を測定しこれを（ｂ）とする。平均重合度＝
（ａ）／（ｂ）として求める。（ａ）を得るには（１）
絶乾固形分量より灰分量を差引き、これと絹フィブロイ
ン構成アミノ酸の平均分子量（約80）より求める。
（２）ケルダール窒素測定より求めた窒素原子量をアミ
ノ酸モル量とする。（３）水酸化ナトリウム又は塩酸加
水分解後、生成アミノ酸をニンヒドリン比色定量する等
の方法に依る。各測定法に若干の違いがあるが、一般に
良い一致を示す。（ｂ）はフォルモール測定法により末
端−CO₂H基を測定すれば良い。

b.光透過度の測定日立557型二波長分光光度計を用い、420mμでの光透
過度を測定した。測定試料は絹フィブロイン濃度５％に
調整し、セル長は10mmである。

実施例１絹フィブロイン原料として絹紡績屑を用いて、これの
100部をマルセン石けん30部、水3000部の溶液で95〜98
℃において３時間撹拌精練し、残膠を0.1％以下にまで
減少させ、水洗後80℃で熱風乾燥した。

塩化カルシウム（CaCl₂・2H₂O）100部に水100部を混
合して38重量％塩化カルシウム水溶液200部を調製して1
10℃に加熱した。これに精練ずみの絹紡屑40部をニーダ
を用いて５分間で撹拌しながら投入後、さらに30分間撹
拌し完全に溶解させた。

次に、内径200μ、膜厚20μ、厚さ500mmの再生セルロ
ース系中空糸を2000本束ね、これの両端を中空穴を閉塞
することなく集束固定（シール）したホローファイバー
型の透析装置を用いて、前記溶解液を0.2／時間の割
合で流入させて脱イオン水を用いて透析し、フィブロイ
ン水溶液を得た。該フィブロイン水溶液のフィブロイン
濃度は13重量％で、残留塩化カルシウムは0.001重量％
であった。

得られたフィブロイン水溶液に、ナガセ生化学工業社
製ビオブラーゼ・コンクを絹フィブロイン固形分に対し
て０〜5.0重量％添加し20℃から70℃に昇温しながら４
時間加水分解反応させた。反応を終了させるために15分
間沸とうし、冷却後、これにEDTA・2Na塩を溶液濃度で
0.4％（重量）添加し0.6μの孔径のメンブラン過後、
それぞれ7.5％（重量）のＰ−オキシ安息香酸エチルと
Ｐ−オキシ安息香酸ブチルを溶解している1,3−ブチレ
ングリコールを混合した。混合後のそれぞれの薬剤の溶
液濃度はEDTA・2Na塩0.4％、Ｐ−オキシ安息香酸エチル
0.15％、Ｐ−オキシ安息香酸ブチル0.15％、1,3−ブチ
レングリコール1.7％であった（実施例１〜６）。比較
例として防カビ・防腐剤及びポリオールを全く添加せ
ず、EDTA・2Na塩は0.4％混合した（比較例１〜６）。

この両者につき、１ケ月後（実施例、比較例１に付て
は10日後）の着色度と濁りの程度を分光光度計及び肉眼
で測定した。着色度は420mμでの光の透過度で測定し
た。その結果を混合液調製直後の透過度の割合で第１表
に示す。なお、各試料は１時間/1日開封し、意識的に菌
汚染させた。又、平均重合度100以上の数字は測定方法
の限界でやや不正確である。

第１表で明らかなように、キレート化剤と防カビ・防
腐剤の添加効果は顕著であって、その効果は絹フィブロ
インの平均分子量が大なる程大きく、特に加水分解を受
けていない時は防カビ・防腐剤を添加しない場合、１〜
２日で腐敗ゲル化するのに対して、添加した場合10日以
上均一で安定した水溶液の状態を保つことができる。

実施例２本発明例１に準じて絹フィブロイン水溶液中の防カビ
・防腐剤及び1,3−ブチレングリコールの溶液濃度は変
えず、キレート化剤の溶液濃度のみ変えて検討した。そ
の結果（保存10日後）を第２表に示す。

以上のように、キレート化剤の添加量は0.02重量％で
実用的には効果が認められ、又1.0重量％以上の添加は
効果の割に経済的でない。

実施例３本発明例１に準じて絹フィブロイン水溶液中のキレー
ト化剤の溶液濃度及び防カビ・防腐剤の溶液濃度（絶体
量）は変えず、1,3−ブチレングリコールの溶液濃度の
み変えて検討した（従って、1,3−ブチレングリコール
溶媒の防カビ・防腐剤濃度は変化）。その結果（保存10
日後）を第３表に示す。

以上のように、ポリオールの添加量は0.10重量％で実
用的には効果が認められ、0.10重量％以下では防カビ・
防腐剤の溶解量が不足するので絹フィブロイン水溶液は
腐敗ゲル化し、又、5.0重量％以上の添加は絹フィブロ
イン水溶液をゲル化するので好ましくない。

実施例４本発明例１に準じて絹フィブロイン水溶液中のキレー
ト化剤の溶液濃度及び1,3−ブチレングリコールの溶液
濃度は変えず、防カビ・防腐剤の溶液濃度のみ変えて検
討した。その結果（保存10日後）を第４表に示す。

以上のように防カビ・防腐剤の添加量は0.02重量％で
実用的には効果が認められ、又1.0重量％以上の添加は
防カビ・防腐剤が析出し、絹フィブロイン水溶液が白濁
するので好ましくない。

実施例５絹フィブロイン水溶液中の溶液濃度は本発明例１と全
く同じくしたが、混合方法は加温した絹フィブロイン水
溶液中に1,3−ブチレングリコール、EDTA・2Na塩、Ｐ−
オキシ安息香酸エチル、Ｐ−オキシ安息香酸ブチルを混
合溶解した。

しかしながら、冷却するとともに防カビ・防腐剤の大
部分は析出し、絹フィブロイン水溶液は３日後に腐敗ゲ
ル化した。

実施例６本発明例１に準じて、種々の防カビ・防腐剤について
検討した。その結果を第５表に示す（保存10日後）。

以上のように、防カビ・防腐剤としては安息香酸、ソ
ルビン酸、Ｐ−オキシ安息香酸エステル等が顕著な効果
を示すことが分る。

実施例７本発明例１に準じて、種々のポリオールについて検討
した。その結果を第６表に示す（保存10日後）以上のように、ポリオールとしては1,3−ブチレング
リコールのみならず、プロピレングリコール、1,4−ブ
チレングリコール、グリセリン、ポリビニルアルコール
等が顕著な効果を示すことが分る。

（発明の効果）以上の如く、本発明の方法により得られた絹フィブロ
イン水溶液は、その添加されたキレート化剤、ポリオー
ル類及び防カビ・防腐剤の効果で、長期間液の腐敗、着
色、濁り或いはゲル状物の発生を抑えた状態で保存でき
る。

さらに本発明で得られた絹フィブロイン水溶液は、皮
膜形成能が良く、吸湿性、保湿性が良好であり、さらに
皮膚に対する親和性や保護作用等に優れた特性を持って
おり、化粧料用基剤、医薬品、食品、カプセル剤、分析
用基剤、その他に有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｌ 29:04 71:02）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２価以上の多価アルコール及びそのポリマ
ー、さらにはポリビニルアルコールよりなる群から選ば
れたポリオールの１種又はその混合物を溶液濃度で0.10
〜5.0％（重量）、防カビ・防腐剤を溶液濃度で0.02〜
1.0％（重量）、さらにキレート化剤を溶液濃度で0.02
〜1.0％（重量）含有する、均一な溶液状態の絹フィブ
ロイン水溶液。
【請求項２】水系媒体に溶解して製造した絹フィブロイ
ン水溶液に、キレート化剤を溶液濃度で0.02〜1.0％
（重量）添加し、これにあらかじめ調整したポリオール
を溶媒とする防カビ・防腐剤の0.2〜20％（重量）濃度
の溶液を混合することを特徴とする、溶液濃度（重量）
でそれぞれポリオールを0.10〜5.0％、防カビ・防腐剤
を0.02〜1.0％、キレート化剤を0.02〜1.0％含有する均
一な溶液状態の絹フィブロイン水溶液の製造法。