JPH1192564A - 高分子量セリシンを抽出して取得する方法 - Google Patents

高分子量セリシンを抽出して取得する方法

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JPH1192564A
JPH1192564A JP27806397A JP27806397A JPH1192564A JP H1192564 A JPH1192564 A JP H1192564A JP 27806397 A JP27806397 A JP 27806397A JP 27806397 A JP27806397 A JP 27806397A JP H1192564 A JPH1192564 A JP H1192564A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セリシンの抽出条件(抽出剤と温度)と得ら
れるセリシンの分子量との関係を綿密に検討して、高分
子量セリシンを得る方法を確立した。 【解決手段】 絹糸虫類の吐糸した繭、該繭から得られ
る繭糸、生糸、未精練もしくは半精練の生糸、該生糸か
ら調製された布、およびそれらの残糸を、100℃を超
える温度において尿素水溶液で抽出することからなる分
子量50000以上のセリシンを取得する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セリシンの取得方
法に関し、更に詳しくは、絹糸虫類が吐糸する繊維(繭
糸)からセリシンを、その分解を抑えながらできる限り
高分子量のままで抽出し、効率よく取得する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】絹糸虫類に吐糸する繊維、つまり繭糸
は、フィブロインとセリシンの蛋白質から構成されてお
り、セリシンはフィブロインをコーティングした状態で
存在している。従来から、繭糸は生糸に繰糸された後、
精練され絹織物へと加工されることによって利用されて
きた。繭糸を構成するセリシン自体は、セリシン分子の
会合や結晶化により熱水には難溶であるが、アルカリ性
の熱水には溶解することができる。そのため、通常、生
糸の精練としては、アルカリ水溶液に界面活性剤、例え
ば、マルセル石鹸等を加え、95℃以上で数時間処理す
る方法や、パパインやキモトリプシン等の蛋白質分解酵
素を用いる方法等が採られてきている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来法のアルカリ水溶
液による精練工程を採用した場合には、セリシンが加水
分解による分子鎖の切断のために低分子量化する傾向が
あった。したがって、精練工程からの廃液から抽出して
得られるセリシンは、ほとんど平均分子量50,000
以下のものである(特開平1−168906号公報、特
開平4−202435号公報等参照)。本来、繭糸ある
いは生糸を構成しているセリシンは、平均分子量が6
0,000〜300,000(SDS電気泳動による測
定)とされているにもかかわらず、現実に利用されてい
る精練工程の廃液から抽出して得られるセリシンは、上
記のように平均分子量が50,000以下のものでしか
ない。このようなセリシンは、主として繊維改質材とし
て利用されている。
【0004】ところが、近年、セリシンにおいて生体防
御性を有することが注目され、そのセリシンの特有の性
質を利用した新素材の開発が盛んに行われるようになっ
た。本発明者等の知見によると、平均分子量が50,0
00以下の低分子量のセリシンは、水に溶け易く、強度
が低く脆いものであって、フィルム形成性を有しないも
のであり、人体と馴染み難いことが分かった。更にま
た、反対に、平均分子量が50,000を超える高分子
量のセリシンの場合には、物理的強度等が、それを超え
るに従って次第に大きくなり、そのためフィルム形成性
の優れた水不溶性の物質となることから、人体への適用
性が良くなることが分かった。
【0005】上述の点から、セリシンにおいて生体防御
性を有効に利用するには、平均分子量が50,000を
超える高分子量のセリシンを抽出取得することが必要で
ある。本発明は、以上の技術的背景をもとになされたも
のである。すなわち、本発明は、新しい素材、例えば、
創傷被覆材、化粧用添加剤等としての利用可能性が期待
できる高分子量のセリシンを得る方法を提供することを
目的とする。詳しくは、繭糸あるいは生糸等からセリシ
ンを、その分解を抑えながら可能な限り高分子量のまま
で抽出し、効率よく取得する方法を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、セリシン
の抽出条件(抽出剤と温度)と得られるセリシンの分子
量との関係を綿密に検討して、高分子量セリシンを得る
方法を確立した。
【0007】即ち、本発明は、(1)絹糸虫類の吐糸し
た繭、該繭から得られる繭糸、生糸、未精練もしくは半
精練の生糸、該生糸から調製された布、およびそれらの
残糸を、100℃を超える温度において尿素水溶液で抽
出することからなる平均分子量50,000以上のセリ
シンを取得する方法に存する。
【0008】そしてまた、(2)100℃を越え130
℃以下の温度において尿素水溶液で抽出する上記1のセ
リシンを取得する方法に存する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明でセリシンを取得するため
の原料としては、基本的には、家蚕および野蚕の絹糸虫
類が吐糸したすべての蛋白質繊維が対象となり、これら
蛋白質繊維由来のフィブロインとセリシンを含有する物
質を原料とする。また、フィブロインを含まずセリシン
のみを吐糸するセリシン蚕の繭も原料にすることができ
る。これらの原料の形態は繭、繭糸、生糸、絹織編物の
未精練物また未完全精練物およびセリシンを含有する繊
維、粉末、フィルム等があるが、これらすべてを原料と
して使用できる。
【0010】セリシンの抽出は、原料1g当たり2〜8
モル/l濃度の尿素水溶液20〜60ml中に浸漬し、
100℃を超え約130℃以下の温度で数分ないし数時
間かけて行う。抽出温度が100℃以下だとセリシンの
抽出効率の観点で劣り、一方、抽出温度が130℃を超
えると尿素の分解が起こり易く好ましくない。ここで、
より高収率で高分子量のセリシンを抽出するには、でき
る限り高温で短時間で抽出することが好ましい。高温、
例えば120℃においては、10分以下で抽出を完了す
るのが望ましく、それ以上抽出時間を長くするとセリシ
ンの分解が起こるようになるから注意する必要がある。
【0011】抽出終了後、抽出液からのセリシンの分
離、回収は、例えば、以下の方法を採用して行う。 1)分子ふるいクロマトを用いる方法;分画分子量が
5,000〜600,000程度のセファデックス等を
用いるカラムクロマトグラフィー法によって、分子量が
50,000より大きい画分を集める。
【0012】2)限外ろ過膜を用いる方法;分画分子量
が50,000以上の限外ろ過膜を用いて、ろ過を行
い、高分子画分を集めて濃縮する。
【0013】3)有機溶媒で分別沈澱をおこなう方法;
抽出する高分子量セリシンの分子量に応じてメチルアル
コール、エチルアルコール、プロピルアルコール、アセ
トン等の親水性有機溶媒を50〜80%(重量比)にな
るように添加して高分子量セリシンを選択的に沈澱させ
る。
【0014】ここで、本発明により取得された高分子量
のセリシン(通常、これらの高分子量のセリシンの分子
量は液体クロマトグラフィー及び又はSDS電気泳動装
置で分析する)は、分子量が高いため、フィルムに成形
して腰のある新しい素材として利用できる他、粉末とし
て或いは溶液としても当然利用することができる。ま
た、本発明により取得された高分子量セリシンは、吸湿
性に富み、強靱で、かつ熱水に溶けにくいものである。
そのため、創傷被覆材などの医療用材料や化粧用添加剤
等としても有用であり、また繊維製品の着用時の快適性
を向上させるための繊維改良材、処理剤、コーティング
剤等としても有用である。以下、実施例及び比較例を挙
げて本発明を説明するが、本発明は、それらに限定され
るものではない。
【0015】
【実施例】
〔実施例1〕家蚕の繭糸5gを、30倍量の尿素水溶液
(2モル/l濃度)中に浸漬し、120℃(2気圧)で
5分間かけて抽出処理した。この抽出液をファルマシア
社製ハイロードQのカラム(内径2.6cm×長さ10
cm)に通過させてセリシンを吸着させた。次いで、カ
ラムを0.2モル硫酸ナトリウムで溶出し蛋白の分画を
集め、アミコン社製限外ろ過膜セントリフロー50でろ
過脱塩したのち凍結乾燥し、1gの粉末状セリシンを得
た。この方法で得たセリシンの平均分子量は,クロマト
法(セファクリルS−500)による測定で約180,
000であった。
【0016】〔実施例2〕抽出温度を110℃(1.4
気圧)とした以外は上記実施例1と同様な条件で家蚕の
繭糸を抽出処理し、平均分子量約200,000のセリ
シン0.75gを得た。
【0017】〔実施例3〕抽出温度を105℃(1.2
気圧)とした以外は上記実施例1と同様な条件で家蚕の
繭糸を抽出処理し、平均分子量約220,000のセリ
シン0.65gを得た。
【0018】〔実施例4〕抽出温度を100℃(1気
圧)とした以外は上記実施例1と同様な条件で家蚕の繭
糸を抽出処理し、平均分子量約220,000のセリシ
ン0.25gを得た。
【0019】〔実施例5〕抽出温度を80℃(1気圧)
とした以外は上記実施例1と同様な条件で家蚕の繭糸を
抽出処理したが、セリシンは殆ど抽出できなかった。
【0020】
【比較例】
〔比較例1〕家蚕の繭糸5gを、30倍量の水に浸漬
し、120℃(2気圧)で5分間かけて抽出処理した。
この抽出液を濾過した後、4倍容量のエチルアルコール
を加えて生成した沈澱を遠心分離して集めた。これをエ
チルアルコールで洗浄脱水し、エチルエーテルで洗浄、
乾燥し、0.55gの粉末状セリシンを得た。この方法
で得たセリシンの平均分子量は,クロマト法(セファク
リルS−500)による測定で約180,000であっ
た。
【0021】〔比較例2〕抽出温度を110℃(1.4
気圧)とした以外は上記比較例1と同様な条件で家蚕の
繭糸を抽出処理し、平均分子量約180,000のセリ
シン0.45gを得た。
【0022】〔比較例3〕抽出温度を105℃(1.2
気圧)とした以外は上記比較例1と同様な条件で家蚕の
繭糸を抽出処理し、平均分子量約200,000のセリ
シン0.25gを得た。
【0023】〔比較例4〕抽出温度を100℃(1気
圧)とした以外は上記比較例1と同様な条件で家蚕の繭
糸を抽出処理し、平均分子量約200,000のセリシ
ン0.15gを得た。
【0024】〔比較例5〕抽出温度を80℃(1気圧)
とした以外は上記比較例1と同様な条件で家蚕の繭糸を
抽出処理したがセリシンは殆ど抽出できなかった。
【0025】以上の〔実施例〕及び〔比較例〕の結果
を、まとめて〔表1〕に示す。表1から明らかなよう
に、尿素水溶液を用いた場合には、尿素を含まない熱水
を用いた場合に比較して、ほぼ2倍程度抽出率が上が
り、特に、実施例1においては原料繭糸中含まれるセリ
シンの80%以上が抽出されていることが理解されよ
う。また、尿素水溶液を用いた場合には、抽出温度が1
00℃を越えると抽出率が大きく高まることが分かる。
【0026】
【参考例】
〔参考例1〕実施例3で得られた平均分子量約220,
000のセリシンを水溶液とした(試料1)。また、実
施例3で得られた平均分子量約220,000のセリシ
ンを炭酸ソーダ0.1重量%溶液にして、5分間煮沸し
た後、透析して炭酸ソーダを除去したセリシン水溶液と
した(試料2)。また同様に30分間煮沸した後、透析
して炭酸ソーダを除去したセリシン水溶液とした(試料
3)。また同様に2時間煮沸した後、透析して炭酸ソー
ダを除去したセリシン水溶液とした(試料4)。以上の
4つの試料を室温に静置してゲル化するまでの時間を調
査した。その結果とクロマト法(セファクリルS−50
0)で求めた分子量とを〔表2〕に示す。
【0027】〔参考例2〕上記参考例1の試料1〜試料
4の水溶液からフィルム(厚さ50μm±5μm)を作
成し、各フィルムの強度を〔表3〕に示す。強度は、2
0℃、65%RHにおけるフィルムの引張り強度(把持
巾7mm、把持間隔2cm、引張り速度約100/mi
n)で示した。これらの各フィルムを110℃±5℃の
スチームで1時間処理してセリシンを結晶化させた。こ
れらの各フイルムのセリシンの熱水(100℃±3℃,
1時間)における溶解性を測定したところ〔表4〕の結
果となった。
【0028】ここで、溶解性は元の重量(A)と1時間
後の熱水中の沈澱物を遠心分離(2000G)して回収
し、乾燥後の重量(B)から次の式(1)で計算した。 (1)熱水溶解性(%)=(A−B/A)×100
【0029】〔参考例3〕上記参考例1の試料1〜試料
4のセリシン水溶液にCgのナイロン編物を1時間浸漬
し、乾燥後の重量の測定値をDgとした。次にこれらを
110℃±5℃でスチーム処理を1時間行い、乾燥した
後、熱水処理(100℃±3℃,1時間)し、再び乾燥
した後の重量の測定値をEgとした。その結果を〔表
5〕に示す。
【0030】ここで、「セリシンの付着量」及び「熱水
処理後のセリシン付着量」は下記の式(1)及び式
(2)で計算した。 (1)セリシンの付着量(%)=(D−C)/C×10
0 (2)熱水処理後のセリシンの付着量(%)=(E−
C)/C×100
【0031】
【発明の効果】以上の結果から、本願発明の抽出方法に
より得られたセリシンは、精練液から抽出して得られる
従来の低分子量化(加水分解)されたセリシンとは異な
り、分子量が大きいため、強度が増しフィルム形成能が
高まる上、更に熱水不溶性を有する。また本来の吸湿性
や肌触性の良い特性を合わせ持つ利点がある。セリシン
が有する特有の性質である生体防御性を生かした創傷被
覆材等の医療用材料や化粧用添加剤等に極めて有用であ
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】
【表3】
【0035】
【表4】
【0036】
【表5】
フロントページの続き (71)出願人 597143731 高須 陽子 茨城県つくば市並木2丁目14−301−504 (72)発明者 坪内 紘三 茨城県北相馬郡守谷町松前台6丁目15−8 (72)発明者 山田 弘生 茨城県つくば市二の宮1丁目8−10 時計 台ハイツA107 (72)発明者 高須 陽子 茨城県つくば市並木2丁目14−301−504

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絹糸虫類の吐糸した繭、該繭から得られ
    る繭糸、生糸、未精練もしくは半精練の生糸、該生糸か
    ら調製された布、およびそれらの残糸を、100℃を超
    える温度において尿素水溶液で抽出することからなる平
    均分子量50,000以上のセリシンを取得する方法。
  2. 【請求項2】 100℃を越え130℃以下の温度にお
    いて尿素水溶液で抽出することを特徴とする請求項1記
    載のセリシンを取得する方法。
JP27806397A 1997-09-24 1997-09-24 高分子量セリシンを抽出して取得する方法 Expired - Lifetime JP3516059B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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