JPH0790182A - Silk fibroin excellent in shelf stability and its production - Google Patents

Silk fibroin excellent in shelf stability and its production

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JPH0790182A
JPH0790182A JP25939793A JP25939793A JPH0790182A JP H0790182 A JPH0790182 A JP H0790182A JP 25939793 A JP25939793 A JP 25939793A JP 25939793 A JP25939793 A JP 25939793A JP H0790182 A JPH0790182 A JP H0790182A
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JP
Japan
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silk fibroin
aqueous solution
powder
water
solution
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Application number
JP25939793A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Otoi
清 音居
Osami Yamamoto
修身 山本
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KANEBO SILK EREGANSU KK
Kanebo Ltd
Original Assignee
KANEBO SILK EREGANSU KK
Kanebo Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To industrially advantageously produce an aqueous solution of silk fibroin and a water-soluble silk fibroin powder which are of high quality and excellent in transparency of the aqueous solution and have good shelf stability. CONSTITUTION:An aqueous solution of silk fibroin or a water-soluble silk fibroin powder, which contains urea and/or thiourea. It is produced by mixing an aqueous solution of silk fibroin with urea and/or thiourea, and freeze drying or spray drying the mixture as required.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【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又はそれの乾燥品で
ある水溶性絹フィブロイン粉末及びその製造法に係り、
特に産業資材用途に好適な絹フィブロイン水溶液又は水
溶性絹フィブロイン粉末及びその製造法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silk fibroin aqueous solution of high quality and excellent in storage stability, or a water-soluble silk fibroin powder which is a dried product thereof, and a method for producing the same.
Particularly, the present invention relates to a silk fibroin aqueous solution or a water-soluble silk fibroin powder suitable for use in industrial materials and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】絹フィブロイン(シルク蛋白)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
フィブロイン水溶液や絹フィブロイン粉末が化粧料基剤
等の用途に使用されてきた。又、最近これを産業資材や
医療基剤等の用途に応用する研究が進められている。
2. Description of the Related Art Silk fibroin (silk protein) has properties such as proper hygroscopicity and moisturizing property, excellent affinity for skin and hair, and protective action, and therefore has been conventionally used in silk fibroin aqueous solutions and Silk fibroin powder has been used for applications such as cosmetic bases. In addition, recently, research is being conducted to apply this to applications such as industrial materials and medical bases.

【0003】一般に、絹フィブロイン水溶液は特公昭5
7−4723号公報に提案されているように、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方法で製造す
る。又、特公昭59−31520号公報には、かくして
得られた0.5〜20重量%の絹フィブロイン水溶液を
酵素或いは酸又はアルカリにより加水分解することを特
徴とする絹フィブロインペプチドの製造法が提案されて
いる。
Generally, an aqueous silk fibroin solution is disclosed in Japanese Patent Publication No.
7-4723, copper-ethylenediamine aqueous solution, copper hydroxide-ammonia aqueous solution, copper hydroxide-alkali-glycerin aqueous solution, lithium bromide aqueous solution, calcium or magnesium or zinc hydrochloride or nitrate, or It is produced by a method in which a scoured silk raw material is dissolved in at least one solvent selected from the group consisting of an aqueous solution of thiocyanate and an aqueous solution of sodium thiocyanate and dialyzed. Also, Japanese Patent Publication No. 59-31520 proposes a method for producing a silk fibroin peptide, which comprises hydrolyzing the thus obtained 0.5 to 20% by weight aqueous silk fibroin solution with an enzyme, an acid or an alkali. Has been done.

【0004】これらの方法の場合、強酸や強アルカリ水
溶液を溶媒とするのと異なり溶媒が穏やかなものである
ため、絹フィブロインの有用な蛋白質構造を損傷するこ
とが無く、又透析を 膜表面積(cm2 ) /プライミング容量(cm3 )≧10 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
いるため、透明で均一な高品質の絹フィブロイン水溶液
を安定して製造することができる。
In the case of these methods, unlike the case where a strong acid or a strong alkaline aqueous solution is used as the solvent, the solvent is mild, so that the useful protein structure of silk fibroin is not damaged, and dialysis is carried out by the membrane surface area ( Since a multilayer membrane structure or a hollow fiber bundle structure satisfying cm 2 ) / priming capacity (cm 3 ) ≧ 10 is used, a transparent and uniform high-quality silk fibroin aqueous solution can be stably produced. it can.

【0005】ところで、これ等の絹フィブロイン水溶液
の長期保存の品質安定性はやや不充分であって、種々の
問題点や使用上の制約がある。例えば1ケ月間以内の保
存で濃褐色に変色したり、濁りが生じたり、著しい場合
はゲル状物が大量に沈澱する。
By the way, the quality stability of these silk fibroin aqueous solutions for long-term storage is somewhat insufficient, and there are various problems and restrictions in use. For example, when it is stored for less than 1 month, it turns dark brown, becomes turbid, or, in a remarkable case, a large amount of gel is precipitated.

【0006】この対策として、本発明者等はこれまで該
水溶液にキレート化剤(特開昭63−92671号公
報)、多価アルコール(特開平2−113066号公
報)、有機アミド化合物(特開平2−240165号公
報)、水溶性異種蛋白質(特開平2−281079号公
報)を混合する方法を提案して来た。
As a countermeasure against this, the present inventors have hitherto added a chelating agent (JP-A 63-92671), a polyhydric alcohol (JP-A 2-113066), an organic amide compound (JP-A 2-113066) to the aqueous solution. No. 2-240165) and a water-soluble heterologous protein (Japanese Patent Laid-Open No. 2-281079) have been proposed.

【0007】一方、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58−3844
9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。
On the other hand, as silk fibroin and silk fibroin peptide powder, Japanese Patent Publication No. 40-24920, Japanese Patent Publication No. 26-4947 and Japanese Patent Publication No. 58-3844.
No. 9 discloses a fibrous silk fibroin powder obtained by crushing silk thread as it is or embrittled by a chemical treatment, and a colloid solution obtained by dissolving and dialysis silk fibroin in an appropriate concentrated neutral salt or the like. Granular silk fibroin powder obtained by pulverizing gel silk fibroin produced by mist drying, and a colloidal solution obtained by dissolving silk fibroin in a suitable inorganic neutral salt or alkaline aqueous solution and then dialyzing Is added, air is blown, isoelectric point coagulation, ultrasonic treatment or stirring at a high shear deformation rate is used to coagulate and precipitate silk fibroin, which is dehydrated, dried, and then pulverized, followed by finely powdered silk fibroin.

【0008】以上の絹フィブロイン粉末は本質的に水不
溶性であるが、一方水溶性絹フィブロイン粉末として
は、絹糸を適当な無機中性塩或いはアルカリ性溶媒に溶
解することによって得られたコロイド溶液を加水分解後
スプレードライする方法(特開昭56−40695号公
報)、絹フィブロインの平均重合度が3〜600のコロ
イド溶液をフリーズドライする方法(特開昭61−18
0800号公報)、平均重合度が650以上の絹フィブ
ロイン水溶液をフリーズドライする薄片状シルクパウダ
ーの製造法(特願平5−147080号)が提案されて
いる。
The above-mentioned silk fibroin powder is essentially insoluble in water. On the other hand, as the water-soluble silk fibroin powder, a colloidal solution obtained by dissolving silk in a suitable inorganic neutral salt or alkaline solvent is hydrolyzed. After decomposition, spray drying (Japanese Patent Laid-Open No. 56-40695) and freeze drying a colloidal solution of silk fibroin having an average degree of polymerization of 3 to 600 (Japanese Patent Laid-Open No. 61-18).
No. 0800), a method for producing flaky silk powder by freeze-drying an aqueous silk fibroin solution having an average degree of polymerization of 650 or more (Japanese Patent Application No. 5-147080) has been proposed.

【0009】さて、前述の絹フィブロイン水溶液の安定
化剤として混合する物質の内、キレート化剤は絹フィブ
ロインの平均重合度が600以上の場合効果がないし、
水溶性異種蛋白質はそれ自体の水溶液がおおむね半透明
であるため混合した場合、絹フィブロイン水溶液の透明
度を落とす。又、有機アミドは化粧料基剤としては使用
できないし、使用を誤るとむしろ該水溶液を不安定化す
る。多価アルコールも本質的には絹フィブロイン水溶液
のゲル化剤であるため使用には慎重を要する。
Among the substances to be mixed as the stabilizer of the silk fibroin aqueous solution, the chelating agent is ineffective when the average degree of polymerization of silk fibroin is 600 or more.
Since the water-soluble heterologous protein is generally translucent in its own aqueous solution, it reduces the transparency of the silk fibroin aqueous solution when mixed. Further, organic amide cannot be used as a cosmetic base, and if it is used incorrectly, it destabilizes the aqueous solution. Polyhydric alcohol is also a gelling agent for the silk fibroin aqueous solution, so that it should be used with caution.

【0010】以上のことは、絹フィブロインや絹フィブ
ロインペプチドの粉末の場合も同様であって、これを水
に溶かしただけの水溶液の保存安定性は良く無く、特に
平均重合度650以上の場合、再溶解性そのものが低下
し完全溶解に長時間必要となる。
The above is the same as in the case of silk fibroin or silk fibroin peptide powder, and the storage stability of an aqueous solution obtained by dissolving this in water is not good, especially when the average degree of polymerization is 650 or more. The re-dissolvability itself deteriorates and it takes a long time to completely dissolve it.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、絹フィ
ブロイン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、
高品質で水溶液の透明性に優れ、しかも保存安定性の良
好な絹フィブロイン水溶液と水溶性絹フィブロイン粉末
を提供するにある。他の目的は、斯かる絹フィブロイン
水溶液と水溶性絹フィブロイン粉末を工業的に有利に製
造する方法を提供するにある。
The inventors of the present invention have completed the present invention as a result of earnest research on improvement of product properties and quality of silk fibroin. The purpose of the present invention is to
An object of the present invention is to provide a silk fibroin aqueous solution and a water-soluble silk fibroin powder having high quality, excellent transparency of the aqueous solution, and good storage stability. Another object is to provide a method for industrially producing such an aqueous silk fibroin solution and water-soluble silk fibroin powder.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は尿素及び/又は
チオ尿素を含有することを特徴とする絹フィブロイン水
溶液又は水溶性絹フィブロイン粉末に係わるものであ
り、本発明方法は水系媒体に溶解して得られた絹フィブ
ロイン水溶液に尿素及び/又はチオ尿素を混合し、さら
には必要に応じてこれをフリーズドライ又はスプレード
ライすることを特徴とする。
The present invention relates to an aqueous silk fibroin solution or a water-soluble silk fibroin powder characterized by containing urea and / or thiourea, and the method of the present invention is to dissolve it in an aqueous medium. The obtained silk fibroin aqueous solution is mixed with urea and / or thiourea, and if necessary, freeze-dried or spray-dried.

【0013】本発明の絹フィブロイン水溶液及び水溶性
絹フィブロイン粉末に対する尿素及び/又はチオ尿素の
添加効果は顕著であって、絹フィブロイン水溶液にあっ
ては、液の透明性を格段に改善し、該液を白濁やゲル状
物の発生することなく数ヶ月以上保存することができ
る。尿素及び/又はチオ尿素の保存安定剤として特に優
れた点は水溶液の透明性を改善し、混合濃度を高くして
も絹フィブロインがゲル化することが無く、特に尿素は
化粧品基剤として使用に制限が無く、容易に使用できる
ことにある。一方、水溶性絹フィブロイン粉末への添加
効果も良好で、特に平均重合度650以上の絹フィブロ
イン粉末の再溶解性の改善は顕著なものがある。もちろ
ん該粉末を溶解して得た水溶液の保存安定性、透明性改
善効果も優れている。
The effect of adding urea and / or thiourea to the silk fibroin aqueous solution and water-soluble silk fibroin powder of the present invention is remarkable, and in the silk fibroin aqueous solution, the transparency of the solution is remarkably improved, The liquid can be stored for several months or longer without causing cloudiness or gel-like substances. A particularly excellent storage stabilizer for urea and / or thiourea is that it improves the transparency of the aqueous solution and silk fibroin does not gel even if the mixing concentration is increased. Urea is particularly suitable for use as a cosmetic base. There is no limitation and it is easy to use. On the other hand, the effect of addition to the water-soluble silk fibroin powder is also good, and especially the re-solubility of silk fibroin powder having an average degree of polymerization of 650 or more is remarkably improved. Of course, the storage stability and the transparency improving effect of the aqueous solution obtained by dissolving the powder are excellent.

【0014】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63−9
2671号公報)。
The present invention is effective for an aqueous silk fibroin solution having an average number of monomers of 2 or more, and is particularly effective when the average number of monomers is more than 600 (reference material, JP-A-63-9).
2671).

【0015】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ンシンを除去し乾
燥したものを使用する。
The raw materials for the silk fibroin used in the present invention include eyebrows, raw silk, eyebrows scraps, raw silk scraps, screws, fried cotton, silk cloth scraps, burettes, etc. in the presence of an activator, if necessary, according to a conventional method.
The dried product is prepared by removing sencin in warm water or in warm water in the presence of an enzyme.

【0016】本発明に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から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。
The solvent of silk fibroin applied to the present invention is copper-ethylenediamine aqueous solution, copper hydroxide-ammonia aqueous solution (Schweiser reagent), copper hydroxide-alkali-
Glycerin aqueous solution (Lohe's reagent), lithium bromide aqueous solution, calcium or magnesium or zinc hydrochloride or nitrate or thiocyanate aqueous solution, and sodium thiocyanate aqueous solution may be mentioned, but from the viewpoint of cost and use, hydrochloric acid of calcium or magnesium. Salts or nitrates are preferred. The concentration of these aqueous solutions varies depending on the type of solvent used, temperature, etc., but the concentration of the metal salt or the like is usually 10 to 80% (weight), preferably 20 to 40% (weight). Although it dissolves even at 80% (weight) or more, there is no substantial difference in the silk fibroin aqueous solution produced, which is a problem in terms of economy.

【0017】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。
The silk raw material after scouring is added to the solvent consisting of the above aqueous solution, and the temperature is 60 to 95 ° C, preferably 70 to 85 ° C.
Although it dissolves uniformly in a device such as a kneader, the liquid ratio is usually 2 to 50, preferably 3 to 30.

【0018】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、引き続いて透
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構造の絹フィブロイン
の割合を50重量%以上に調製するためには、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
行う。 膜表面積(cm2 ) /プライミング容量(cm3 )≧10 (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)
In order to obtain a highly pure silk fibroin aqueous solution from the obtained silk fibroin solution, dialysis is subsequently performed. For dialysis, a dialysis membrane typified by a cellophane membrane or a dialysis machine using hollow fibers is used to almost completely remove the salts and the like. In this case, it is necessary to specify the dialysis amount and the dialysis membrane area in order to narrow the molecular weight distribution of the target silk fibroin as much as possible and to adjust the ratio of the α-structured silk fibroin to 50% by weight or more. That is, desalting is performed using a multilayer membrane structure or a hollow fiber focusing structure that satisfies the following formula. Membrane surface area (cm 2 ) / priming capacity (cm 3 ) ≧ 10 (Here, the priming capacity means the inner volume between dialysis tubes or membranes)

【0019】上記数値が10未満の場合、膜分離が迅速
に行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4mm以下にする必
要がある。
When the above numerical value is less than 10, the membrane separation is not performed rapidly and the residence time in the dialyzer becomes long, and the obtained aqueous fibroin solution often has already started to decompose. In that case, the fibroin protein becomes insoluble in water (β structure) due to denaturation due to putrefaction, and it is difficult to make it soluble in cold water again. In particular, in order to carry out the present invention smoothly and economically, the above numerical value is preferably 30 or more, and particularly preferably 50 or more. In order to satisfy this condition, for example, in the case of a hollow fiber bundle structure, the hollow fiber diameter needs to be 4 mm or less.

【0020】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、 膜表面積(cm2 ) /プライミング容量(cm3 )≒200 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。
The dialysate obtained by the method of the present invention has a very low residual salt concentration of 0.003 to 0.06% (by weight), and especially when the hollow fiber diameter is about 0.2 mm, the membrane surface area is (Cm 2 ) / priming capacity (cm 3 ) ≈200, and this can be achieved with a residence time in the dialyzer of several 10 minutes, whereby an extremely high-quality silk fibroin aqueous solution can be obtained.

【0021】本発明に於いて絹フィブロイン水溶液の蛋
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。
In the present invention, the protein concentration of the silk fibroin aqueous solution is not essential, but is usually 1 to 30%.
(Weight), preferably 2-20% (weight), optionally concentrated. If it is 1% (weight) or less, it is uneconomical because it needs to be concentrated in a later step, and if it is 30% (weight) or more, the viscosity becomes high and reaction and operation are difficult.

【0022】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う。
When silk fibroin having an average molecular weight of several hundred to several thousand is to be obtained, it is hydrolyzed using an enzyme, an acid or an alkali.

【0023】本発明に適用される加水分解酵素としては
通常の蛋白質分解酵素、例えば放線菌から得られるプロ
ナーゼ、パパイヤから得られるプロラーゼ等の数種のプ
ロテイアーゼ混合物と考えられる酵素群、プロメリン等
が挙げられ、これらを単独或いは2種以上混合して使用
することができる。使用する酵素の量は酵素の種類、純
度、反応条件、或いは目的とする絹フィブロインの平均
重合度等により異なるが、通常絹フィブロインに対して
0.01〜10.0%(重量)、好ましくは0.02〜
5.0%(重量)である。この場合の加水分解の条件は
使用する酵素の種類、濃度等により異なるが通常pHは
5〜9、好ましくは6〜8.5、温度は20〜70℃、
好ましくは30〜45℃で0.1〜72時間、好ましく
は0.5〜12時間行う。
Examples of the hydrolytic enzyme applied to the present invention include ordinary proteolytic enzymes such as pronase obtained from actinomycetes, an enzyme group considered to be a mixture of several proteinases such as prolase obtained from papaya, promerin and the like. These may be used alone or in admixture of two or more. The amount of the enzyme used varies depending on the type of enzyme, the purity, the reaction conditions, the average degree of polymerization of the target silk fibroin, etc., but is usually 0.01 to 10.0% (weight) with respect to the silk fibroin, preferably 0.02-
It is 5.0% (weight). The conditions of hydrolysis in this case are usually 5 to 9, preferably 6 to 8.5, and a temperature of 20 to 70 ° C., although they vary depending on the type and concentration of the enzyme used.
It is preferably carried out at 30 to 45 ° C. for 0.1 to 72 hours, preferably 0.5 to 12 hours.

【0024】加水分解に用いる酸としては塩酸、硫酸等
の無機酸又はくえん酸、酒石酸、マロン酸、こはく酸及
びマレイン酸等の有機酸が挙げられる。またアルカリと
しては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチ
ウム、アンモニア水等の無機アルカリ、メチルアミン等
の有機アルカリが使用し得られるが、反応性、経済性、
安定性の面から、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが
好ましい。
Examples of the acid used for hydrolysis include inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, and organic acids such as citric acid, tartaric acid, malonic acid, succinic acid and maleic acid. As the alkali, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, an inorganic alkali such as aqueous ammonia, an organic alkali such as methylamine can be used, but the reactivity, economy,
From the viewpoint of stability, sodium hydroxide and potassium hydroxide are preferable.

【0025】酸又はアルカリによる加水分解の条件は使
用する酸又はアルカリの種類、目的とするペプチドの平
均重合度及び重合度分布により異なるが、通常0.03
〜3.0N、好ましくは0.3N以下の濃度で温度は2
0〜110℃、好ましくは30〜100℃で、0.5〜
48時間、好ましくは1〜24時間反応を行い、その後
アルカリ又は酸を加えて中和する。
The condition of hydrolysis with an acid or alkali varies depending on the type of acid or alkali used, the average degree of polymerization of the desired peptide and the degree of polymerization distribution, but is usually 0.03.
~ 3.0N, preferably 0.3N or less at a temperature of 2
0-110 ° C, preferably 30-100 ° C, 0.5-
The reaction is carried out for 48 hours, preferably 1 to 24 hours, and then an alkali or an acid is added to neutralize.

【0026】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には、透析上がりの
液又は加水分解上がりの液に尿素又はチオ尿素又は混合
物を添加し、さらに必要に応じて防カビ・防腐剤さらに
はキレート化剤を添加する。
In the present invention, in order to impart long-term storage stability to the silk fibroin aqueous solution, urea or thiourea or a mixture is added to the solution after dialysis or the solution after hydrolysis, and further if necessary. Accordingly, a fungicide / preservative and a chelating agent are added.

【0027】尿素又はチオ尿素の添加量は水溶液中の絹
フィブロイン純分に対して1〜200%(重量)が好ま
しく、10〜100%がより好ましい。1%以下では添
加効果がほとんど認められないし、一方200%を越え
て添加しても200%以下と効果は変わらず経済的でな
い。
The amount of urea or thiourea added is preferably 1 to 200% (by weight), more preferably 10 to 100%, based on the pure silk fibroin in the aqueous solution. If it is 1% or less, almost no addition effect is recognized, while if it is added in excess of 200%, the effect remains the same as 200% or less and it is not economical.

【0028】防カビ・防腐剤及びキレート化剤の添加は
絹フィブロイン水溶液をさらに安定に保存する為に好ま
しく、その添加量は防カビ・防腐剤が0.01〜1.0
%(重量)、キレート化剤が0.01〜1.0%(重
量)である。防カビ・防腐剤は特に限定されるものでは
無いが、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
等である。又、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2Na塩又は3Na塩がより望ましい。
The addition of a fungicide / preservative and a chelating agent is preferable for more stable storage of the silk fibroin aqueous solution, and the addition amount is 0.01 to 1.0 for the mold / preservative.
% (Weight), and the chelating agent is 0.01 to 1.0% (weight). The fungicides and preservatives are not particularly limited, and examples thereof include benzoic acid, sorbic acid, dehydroacetic acid, propionic acid, salts thereof, and P-oxybenzoic acid ester. As the chelating agent, any ordinary chelating agent can be applied if there is no problem in the use of silk fibroin, but EDTA or sodium tripolyphosphate or sodium hexametaphosphate is preferable from the economical point of view. EDTA is pH
In view of the above, 2Na salt or 3Na salt is more desirable.

【0029】本発明に於いて、尿素又はチオ尿素を含有
することを特徴とする水溶性絹フィブロイン粉末を得よ
うとする場合、前記の尿素又はチオ尿素を含有する絹フ
ィブロイン水溶液をフリーズドライ又はスプレードライ
する。
In the present invention, in order to obtain a water-soluble silk fibroin powder characterized by containing urea or thiourea, freeze-drying or spraying the silk fibroin aqueous solution containing urea or thiourea as described above. To dry.

【0030】フリーズドライは通常の凍結乾燥機により
実施し得るが、水溶液中の絹フィブロイン濃度が2%
(重量)未満の場合、得られた乾燥物の収量が仕掛水溶
液量に比して極端に少なく実用的でない。
Freeze-drying can be carried out by an ordinary freeze dryer, but the silk fibroin concentration in the aqueous solution is 2%.
When it is less than (weight), the yield of the obtained dried product is extremely small compared to the amount of the aqueous solution in process, which is not practical.

【0031】フリーズドライの処理は例えば、まず、絹
フィブロイン水溶液を浅いバット状の容器に深さ5〜1
0mmになるように注入し、全体を一旦−20〜−40
℃に急冷して凍結させる。これを凍結乾燥機のチヤンバ
ー中の棚に複数段挿入し、初期は0.5torr程度、
終了時には0.05torr程度の減圧下乾燥する。減
圧乾燥中は棚に埋め込んだヒーターで気化熱を補給し、
凍結物の温度を適当な範囲(共晶点)に調節する。
For freeze-drying, for example, first, an aqueous silk fibroin solution is placed in a shallow vat-shaped container at a depth of 5 to 1.
Inject it to 0 mm and once the whole is -20 to -40
Quench to ℃ and freeze. Insert this into multiple shelves in the chamber of the freeze-dryer, and at the beginning, about 0.5 torr,
At the end, it is dried under reduced pressure of about 0.05 torr. During vacuum drying, the heater embedded in the shelf replenishes the heat of vaporization,
Adjust the temperature of the frozen product to an appropriate range (eutectic point).

【0032】スプレードライの処理は例えば、高速回転
するノズルを用いる方法、或いは高速気流による方法等
が挙げられる。そして、絹フィブロイン水溶液は、通常
40〜150℃、好ましくは70〜120℃の零囲気中
短時間にて乾燥粉末化せしめる。目的とする性能を有す
る絹フィブロイン粉末を得るためにスプレードライ条件
を適宜選ぶことができる。
Examples of the spray dry treatment include a method using a nozzle rotating at a high speed, a method using a high-speed air stream, and the like. Then, the silk fibroin aqueous solution is dried and pulverized in a zero atmosphere at 40 to 150 ° C., preferably 70 to 120 ° C. for a short time. The spray drying conditions can be appropriately selected to obtain the silk fibroin powder having the desired performance.

【0033】フリーズドライ又はスプレードライにて得
られた乾燥物は、これを粉砕機で所望の大きさに粉砕す
る。粉砕物はキラキラと輝く絹光沢のやわらかい粉末
で、嵩比重が粉体の大きさにもよるが0.05〜0.5
g/cm3 の非常に軽い粉体である。
The dried product obtained by freeze-drying or spray-drying is pulverized with a pulverizer into a desired size. The crushed product is a soft powder with a brilliant, silky luster and a bulk specific gravity of 0.05 to 0.5 depending on the size of the powder.
It is a very light powder with g / cm 3 .

【0034】[0034]

【実施例】以下、実施例で本発明を具体的に説明する。
尚、実施例中の透視度はJISK−0102(工業排水
試験法)で測定した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples.
In addition, the transparency in the examples was measured by JISK-0102 (industrial drainage test method).

【0035】実施例1 絹フィブロイン原料として生糸屑を用いて、これの10
0部をマルセル石けん30部、水3000部の溶液で9
5〜98℃において3時間攪拌精練し、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。一
方、塩化カルシウム(CaCl2 ・2H2 O)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110℃に加熱した。これに精練
ずみの生糸屑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。
EXAMPLE 1 Raw silk waste was used as a raw material for silk fibroin and
9 parts of a solution of 30 parts of Marcel soap and 3000 parts of water
Stir-refined for 3 hours at 5-98 ° C to remove residual glue 0.1%
The content was reduced to the following, washed with water, and dried with hot air at 80 ° C. On the other hand, 100 parts of water was mixed with 100 parts of calcium chloride (CaCl 2 .2H 2 O) to prepare 200 parts of a 38 wt% calcium chloride aqueous solution, and the mixture was heated to 110 ° C. 40 parts of scoured raw silk scraps were added to this with stirring with a kneader for 5 minutes, and further stirred for 30 minutes to completely dissolve it.

【0036】次に、内径200μ、膜厚20μ、長さ5
00mm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 l/時間の割合で流入させて脱イオン水
を用いて透析し、絹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10.0%(重
量)、平均重合度は1200、残留塩化カルシウムは
0.001%(重量)であった。
Next, inner diameter 200 μ, film thickness 20 μ, length 5
Bundling 2000 00mm regenerated cellulose hollow fibers,
Using a hollow fiber type dialysis device in which both ends of the solution are focused and fixed (sealed) without blocking the hollow hole, the solution is introduced at a rate of 0.2 l / hour and dialyzed with deionized water. Then, an aqueous silk fibroin solution was obtained. The fibroin concentration of the aqueous fibroin solution was 10.0% (weight), the average degree of polymerization was 1200, and the residual calcium chloride was 0.001% (weight).

【0037】得られた絹フィブロイン水溶液を2分し、
その一方に溶液濃度で尿素1.0%(重量)、EDTA
・2Na塩0.2%(重量)、安息香酸ナトリウム0.
3%(重量)を混合し、もう一方には他は同じで尿素の
みを混合しなかった。その結果を該水溶液の透視度で表
1に示す。
The obtained silk fibroin aqueous solution was divided into 2 minutes,
Urea 1.0% (by weight) in solution concentration, EDTA
2Na salt 0.2% (weight), sodium benzoate 0.
3% (by weight) was mixed, the other was the same and the urea alone was not mixed. The results are shown in Table 1 as the transparency of the aqueous solution.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】表1から明らかな様に尿素添加が絹フィブ
ロイン水溶液の透明度改善に顕著に効果があり、又保存
安定性の改善にも優れた効果があることが判る。
As is clear from Table 1, the addition of urea has a remarkable effect in improving the transparency of the silk fibroin aqueous solution, and also has an excellent effect in improving the storage stability.

【0040】実施例2 尿素をチオ尿素に交換したのみで、他は実施例1に準じ
て実施した。その結果を表2に示す。
Example 2 The procedure of Example 1 was repeated except that the urea was replaced with thiourea. The results are shown in Table 2.

【0041】[0041]

【表2】 [Table 2]

【0042】表2から明らかな様に、絹フィブロイン水
溶液に対するチオ尿素の透明度改善効果及び保存安定化
効果が顕著なものであることが判る。
As is clear from Table 2, the transparency improving effect and storage stabilizing effect of thiourea with respect to the silk fibroin aqueous solution are remarkable.

【0043】実施例3 実施例1に準じ、尿素の添加濃度と透明度改善効果及び
保存安定効果を試験した。その効果を表3に示す。
Example 3 In accordance with Example 1, the concentration of urea added, the transparency improving effect and the storage stability effect were tested. The effect is shown in Table 3.

【0044】[0044]

【表3】 [Table 3]

【0045】表3から明らかなように、尿素の添加量
1.0〜200%の範囲で添加量が大きくなる程透視度
改善効果、保存安定効果は大きくなる。ただし200%
を越えて添加しても効果は変わらず経済的でない。
As is clear from Table 3, the transparency improving effect and the storage stability effect increase as the urea addition amount increases in the range of 1.0 to 200%. However, 200%
If added over the range, the effect is not changed and it is not economical.

【0046】実施例4 実施例1に準じて絹フィブロイン水溶液を製造した。絹
フィブロインの濃度は10.0%(重量)、平均重合度
は1000であった。これに尿素を溶液濃度で2.0%
(重量)、EDTA・2Na塩0.2%(重量)、安息
香酸ナトリウム0.3%(重量)を混合した。得られた
絹フィブロイン水溶液を−30℃に急速に冷却して凍結
せしめた。これを乾燥初期は0.5torr、終了時点
では0.05torr程度の通常の凍結乾燥法で乾燥
し、これをヘンシェルミキサーで粉砕し、積層雲母板状
の絹フィブロイン粉末を得た。該粉末は絹フィブロイン
純分に対して尿素が20%である。
Example 4 An aqueous silk fibroin solution was produced in the same manner as in Example 1. The concentration of silk fibroin was 10.0% (by weight), and the average degree of polymerization was 1000. Urea is added to this at a solution concentration of 2.0%
(Weight), EDTA.2Na salt 0.2% (weight), and sodium benzoate 0.3% (weight) were mixed. The obtained silk fibroin aqueous solution was rapidly cooled to −30 ° C. and frozen. This was dried by a usual freeze-drying method in which the initial stage of drying was 0.5 torr and the end point was about 0.05 torr, and this was pulverized with a Henschel mixer to obtain a laminated mica plate-like silk fibroin powder. The powder contains 20% urea based on pure silk fibroin.

【0047】次に得られた絹フィブロイン粉末125部
を875部の冷水に再溶解した。再溶解は極めて容易で
10分以内に完全溶解した。再溶解で得た水溶液の透視
度は22度であった。又、これを1ケ月間放置した時の
透視度は20度であった。
Next, 125 parts of the obtained silk fibroin powder was redissolved in 875 parts of cold water. Re-dissolution was extremely easy and completely dissolved within 10 minutes. The transparency of the aqueous solution obtained by re-dissolution was 22 degrees. Further, the transparency when left for one month was 20 degrees.

【0048】一方、比較例として尿素を添加しない以外
は実施例4に準じて絹フィブロイン水溶液を調整し、同
じく凍結乾燥した。得られた絹フィブロイン粉末105
部を895部の冷水に再溶解した。この場合24時間攪
拌しても完全な再溶解は困難で約10%の絹フィブロイ
ン粉末が未溶解のまま残った。又、再溶解で得た水溶液
の透視度は8度であった。又、これを1ケ月間放置した
ものは完全にゲル化していた。
On the other hand, as a comparative example, an aqueous silk fibroin solution was prepared in the same manner as in Example 4 except that urea was not added, and freeze-dried in the same manner. The obtained silk fibroin powder 105
Parts were redissolved in 895 parts cold water. In this case, complete redissolution was difficult even after stirring for 24 hours, and about 10% of silk fibroin powder remained undissolved. The transparency of the aqueous solution obtained by re-dissolution was 8 degrees. Moreover, what was left for one month was completely gelled.

【0049】以上のように絹フィブロイン粉末に対する
尿素の添加効果は該粉末の再溶解性改善、再溶解液の透
視度改善、保存安定性改善の効果に顕著である。
As described above, the effect of adding urea to the silk fibroin powder is remarkable in the effect of improving the re-solubility of the powder, improving the transparency of the re-dissolving solution, and improving the storage stability.

【0050】[0050]

【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及び水溶性絹フィブロイン粉末
は、その添加された尿素の効果で長時間液の濁り或いは
ゲル状物の発生を抑えた状態で保存できる。又、特に水
溶性絹フィブロイン粉末は尿素を添加することで再溶解
性を顕著に改善できる。本発明で得られた絹フィブロイ
ン水溶液及び水溶性絹フィブロイン粉末はフィルム形成
剤、基礎化粧品,メイクアップ化粧品,浴用剤等の化粧
品基剤、繊維処理剤、医薬品基剤として有用である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the silk fibroin aqueous solution and the water-soluble silk fibroin powder obtained by the method of the present invention suppress the turbidity of the liquid or the formation of gel-like substances for a long time due to the effect of the added urea. Can be saved in the state. In addition, re-solubility of water-soluble silk fibroin powder can be remarkably improved by adding urea. The aqueous silk fibroin solution and the water-soluble silk fibroin powder obtained in the present invention are useful as a film-forming agent, a basic cosmetic, a makeup cosmetic, a cosmetic base such as a bath agent, a fiber treatment agent, and a pharmaceutical base.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 尿素及び/又はチオ尿素を含有すること
を特徴とする絹フィブロイン水溶液又は水溶性絹フィブ
ロイン粉末。
1. A silk fibroin aqueous solution or water-soluble silk fibroin powder, which contains urea and / or thiourea.
【請求項2】 水系媒体に溶解して得られた絹フィブロ
イン水溶液に尿素及び/又はチオ尿素を混合し、さらに
は必要に応じてこれをフリーズドライ又はスプレードラ
イすることを特徴とする絹フィブロイン水溶液又は水溶
性絹フィブロイン粉末の製造法。
2. A silk fibroin aqueous solution characterized by mixing urea and / or thiourea with an aqueous silk fibroin solution obtained by dissolving in an aqueous medium, and further optionally freeze-drying or spray-drying the mixture. Alternatively, a method for producing a water-soluble silk fibroin powder.
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