JPH02113066A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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４Ｇ−２４８２０号公報、特公昭２６−４
９４７号公報並びに特公昭５８−８８４４９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、絹フィブロ
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
溶解後透析し戊゛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
処理或いは高すり変形速度での攪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＋２−１７０３０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
れる溶液にア七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す、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
、操作も炉雑である。

一万、特公昭５７−４７２５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
中空県東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Ｗ４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＃１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１８０〜４Ｊ１０００）の「保存安
定性に優れたペプチド及びその製造法」：特開昭６５−
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、斯ろ水溶液を工
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Ｉｌｇ又はその混合物を溶液濃度で０．１
０〜５．０％（！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８３−９２６７１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。

ブーレット等を富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ξζ適用する絹フィブロインの溶媒は、銅−エチ
レンジアミン水溶液、水酸化ｍ−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。８
０％（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８０〜９５１℃、好ましくは１０〜８６°Ｃ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３〜５０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！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、膜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４　ｍｍ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ｉ濃度が
０．０　Ｇ　３〜０．０６％（重量）と極めて少なく、
特に中空糸の径が０．２　ｍｍ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％（Ｊｌｔ量）、好ましくは２〜２０％（重
量）で、必要（ζ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〜数千のも本発明に
於いて、絹フィブロイン水溶液に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９０〜１０
０°Ｃ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ｆり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。−万、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ＥＤ’Ｉ’Ａ又はトリポリ燐酸ソーダ或い
はへキサメタ燐酸ソーダが望ましい、ＥＤＴＡはＰＨと
の関係でｔＮａ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−フチレンゲリ
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。

一万、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
°Ｃ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、−
万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
１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
りな。

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（萄とする。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−〇〇、Ｈ蕊を測定すれば良い。

ｂ、光透過度の測定 日立６５１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ｍ１Ｉｔ、、セル長はｌＱｍｍ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部をマルセル石けん５０部、水３０００部
の溶液で９５〜９８℃において３時間攪拌精練し、残層
を０．１％以下にまで減少させ、水洗後８０°Ｃで熱風
乾燥した。

塩化カルシウム（ＣａＣＪｔ−ＬＨ，Ｏ）　Ｉ　Ｑ　０
部に水１００部を混合して５８Ｉ！量％塩化カルシウム
水溶［２００部を調製して１１０℃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分間で攪拌
しながら投入後、さらに３０分間攪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．
’ｌｌ／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１５７１１１に％で、残留塩化
カルシウムは０、０　Ｏ１重量％であった〇 得られたフィブロイン水溶液に、ナガセ生化学工業社製
ビオデラーゼ・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’Ｃ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の孔径のメンプラン濾過後、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０．１６％
、１．５−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１
００以上の数字は測定方法の限界でやや不正確である。

以ｆ余゛白 第 表 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−で安定した水溶液の状
態を保つことができる。

実施例！ 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１，５−ブチレングリコールの溶ｌｖ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。

第　　　２　　　表 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、その効果は綱フィブロイ
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・防腐剤以上のように、キレート化
剤の添加量は０．０２重量％で実用約１こは効果が認め
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署こ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５表に示す。

第　　　５　　　表 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１゜第 表 剤の大部分は析出し、絹フィブロイン水溶液は５日後に
腐敗ゲル化した。

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

第　　　５　　　表 以上のように防カビ・防腐剤の添加法は０．０２重量％
で実用的には効果が認められ、又ｔ　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ＩｖＳ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・２　
Ｎａ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１合溶解した。

しかしながら、冷却するとともに防カビ・防腐以上のよ
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８・表に示す（保存１０日後） 第　　　６　　　表 （発明の効果） 以上の如く１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。

以上のように、ポリオールとしては１，５−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。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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０．０
   ２〜１．０％（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。
2. （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０．０
   ２〜１．０％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。