[发明专利]一种溶解丝蛋白的方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然高分子领域，特别涉及一种溶解丝蛋白的方法。

背景技术

家蚕丝蛋白、野蚕丝蛋白(柞蚕丝和天蚕丝等)和蜘蛛丝是蛋白质纤维，因其独特的力学性能和良好的生物相容性、降解性和稳定性，以及本质是蛋白质的结构特点，经处理后可以得到再生丝素蛋白纤维、丝素蛋白粉末、丝素蛋白膜、丝素多孔材料，应用于食品、化妆品、医药、生物材料等领域。天然丝蛋白在昆虫体内合成、分泌，并且以高浓度(30％)的丝蛋白水溶液的形式贮存在丝腺中，在成丝过程中，经过吐丝管拉伸以及金属离子浓度、pH值的影响下，形成机械性能良好的丝蛋白纤维。然而，一旦形成丝纤维后，丝蛋白纤维很难溶解于水，只能溶于浓盐酸、硫酸、HFA、HFIP、甲酸、LiBr、LiSCN和CaCl₂溶液，而这些有害有毒的极性溶剂有违于生物安全性，成本高且有污染。我国是产丝大国，有充足的下脚茧和废丝资源，如何低成本地利用下角茧、废丝以及绢丝织物品资源的回收再生，关键技术之一就是找到成本低、操作安全简易、对环境友好的溶剂。日本报道(Japan PatentWO2009119596-A1)把家蚕丝蛋白置于8M尿素溶液中加温至200℃，可以溶解丝蛋白，但溶解温度等条件比较苛刻。野蚕丝和蜘蛛丝的一级结构不同于家蚕丝，其溶剂的选择范围更是狭窄，有关野蚕丝和蜘蛛丝的溶剂，目前为止没有相关报道。

发明内容

为了克服现有技术中存在的丝蛋白溶剂的生物不安全性，成本高且有污染，溶解条件苛刻等不足，本发明提供了一种溶解丝蛋白的方法，这种方法不仅能简单快速，条件温和地溶解天然丝蛋白以及绢丝织物，而且成本低廉，对环境无污染。

本发明的一种溶解丝蛋白的方法，包括以下步骤：

(1)将3-10g丝蛋白置于40-60ml的6M-8M尿素后，加入2.5-5g氢氧化钠固体粉末，或者先将2.5-5g的40-60ml的6M-8M尿素后，再将3-10g丝蛋白放于上述溶液中，室温下静置4-24hr，室温下搅拌均匀制得丝蛋白溶液。

所述的丝蛋白是家蚕丝蛋白、野蚕丝蛋白或蜘蛛丝。

所述的丝蛋白形式包括：蚕茧丝、脱胶丝纤维、废丝、绢丝织物。

所得的丝蛋白溶液在蒸馏水中透析后，经烘箱烘干或冷冻干燥，即可得到丝蛋白粉末。

本发明具有如下优点：

本发明在室温下以氢氧化钠和尿素溶液为溶剂，完全溶解丝蛋白，完全有别于目前的强酸、有毒有机溶剂、高温等条件溶解丝蛋白，而且，该发明不局限于溶解家蚕丝蛋白，还可以溶解野蚕丝蛋白和蜘蛛丝蛋白。本发明可以溶解各种形态的丝蛋白：蚕茧丝、脱胶丝纤维、废丝、绢丝织物。

本发明以氢氧化钠、尿素、水为原料，在室温下可达到丝蛋白完全溶解，和现有技术相比，耗能低，生物安全性高，价格低廉，操作简单方便，对环境无污染。此外，废液容易回收循环使用，本发明制备的丝蛋白粉末可应用于食品、化妆品、医药、生物材料等领域的原料。

具体实施方式

以下通过实施例进一步对本发明进行描述：

实例1

取野蚕丝中的一种类，柞蚕丝。将柞蚕茧沸水脱胶烘干。取脱胶柞蚕丝素蛋白2.5克，放入50ml的8M尿素溶液中，再加入5g氢氧化钠，搅拌至氢氧化钠完全溶解，室温下静置12小时，搅拌至柞蚕丝素蛋白完全溶解，得到丝蛋白溶液，在蒸馏水中透析后，冷冻干燥，得到约2g柞蚕丝素蛋白粉末。

实例2

取脱胶家蚕丝素蛋白3克，放入50ml的8M尿素溶液中，再加入5g氢氧化钠，搅拌至氢氧化钠完全溶解，室温下静置4小时，搅拌至柞蚕丝素蛋白完全溶解，得到丝蛋白溶液，在蒸馏水中透析后，冷冻干燥，得到约2.6g家蚕丝素蛋白粉末。

实例3

取绢丝织物5g，放入50ml的8M尿素溶液中，再加入8g氢氧化钠，搅拌至氢氧化钠完全溶解，室温下静置8小时，搅拌至柞蚕丝素蛋白完全溶解，得到丝蛋白溶液，在蒸馏水中透析后，冷冻干燥，得到2g家蚕丝素蛋白粉末。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。