一种丝素蛋白水溶液及其制备方法

本发明涉及天然高分子材料领域，具体涉及一种丝素蛋白水溶液的制备方法。

背景技术：

1、蚕丝的应用极其广泛，不仅可作为纺织用品，还可以作为非纺织材料，比如可以通过某些手段获得丝素蛋白，进而加工制成丝素蛋白材料，应用到生物医疗领域等。桑蚕丝是由丝素蛋白（msf）和丝胶蛋白组成，其中丝素蛋白中含有人体所需的氨基酸，可以将丝素蛋白降解成低分子的丝素多肽和氨基酸，可应用在化妆品、食品、医药行业以及医疗领域。

2、研究表明，极性溶剂（如三氟乙酸、丙酮或甲醇等）可以使丝素蛋白分子构象发生改变，丝素蛋白结晶构象有silk ⅰ结构向silk ⅱ 结构转变的迹象。查文献可以得出，丝素蛋白链构象的转变主要由溶剂和水的相容性决定；溶剂不同也会影响着丝素蛋白的 结构特征。stm研究发现吐丝中分子构象发生改变，无规则线团和α-螺旋随着吐丝应力的增加，最终转变为β-折叠。丝素蛋白结构变化还可外界条件有关，如温度，离子、ph值等。

3、丝素蛋白可以溶解在一些水溶性化合物（如cacl2/h2o/c2h5oh的三元溶剂），但是在有机溶剂和水中无法溶解。这是因为化合物中的高浓度盐溶液破坏丝素内部的氢键，蚕丝发生溶胀溶解。传统溶解体系方法有许多种，①三元法（cacl2：ch3ch2oh：h2o，摩尔比为1:2:8）、②libr-ch3ch2oh-h2o,溶液、③libr-h2o溶液：9.0mol/l libr、④cacl2-fa溶解。以上方法都是将适量的蚕丝加入溶解体系的溶液中，搅拌溶解3个小时。后面冷却溶解膜，将msf溶液装入透析袋中去盐，去盐过程持续3d。最后将溶液拿出铺膜晾干，得到四种再生膜样品。

4、丝素蛋白溶解变成丝素蛋白溶液后，将其装入透析袋中定时换水，可以达到很好的去盐效果。溶解后的丝素蛋白在水溶液中存在构象为无规则卷曲。去完盐后的丝素蛋白溶液成膜性很好，在医学，化学，生活等方面有应用。

5、在前三种溶解体系中，其去盐的方式为将丝素混合溶液直接置于透析袋中，浸入去离子水中进行直接去盐，得到丝素蛋白水溶液，而cacl2-甲酸溶解体系中的去盐方式需要先进行成膜，然后将膜浸泡于去离子水中进行去盐，得到不含盐的丝素膜，目前尚未有进一步处理能够得到丝素蛋白水溶液的方法。

技术实现思路

1、要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种利用cacl2-甲酸溶解体系的制备丝素蛋白水溶液方法，可以克服直接将cacl2-甲酸-丝素溶解液进行透析会凝胶的问题，防止的透析过程中有机溶剂诱导丝素蛋白分子构象发生改变。

2、技术方案：一种丝素蛋白水溶液的制备方法，包括以下步骤：

3、s1. 将蚕丝进行脱胶处理，得到脱胶蚕丝；

4、s2. 采用cacl2和甲酸溶解脱胶蚕丝，得到cacl2-甲酸-丝素溶解液；

5、s3. 将步骤s2制备的cacl2-甲酸-丝素溶解液置于敞口容器中，将盛有cacl2-甲酸-丝素溶解液的敞口容器置于带有通汽孔的箱子中，向箱体中通入水汽，经过一定时间后，得到cacl2-水-丝素溶液；

6、s4. 将步骤s3制备的cacl2-水-丝素溶液置于透析袋中进行透析，去除cacl2，得到丝素蛋白水溶液。

7、优选的，所述蚕丝为蚕丝为桑蚕丝、柞蚕丝或蓖麻蚕丝中的任意一种或两种及两种以上的组合物。

8、优选的，所述步骤s2中甲酸浓度为80-100wt.%。

9、优选的，所述步骤s2中cacl2-甲酸-丝素溶解液中cacl2的含量为2wt.%-10wt.%，丝素的含量为0.1-50wt.%。

10、优选的，所述水汽的温度为0-60℃，箱体相对湿度70%以上。

11、优选的，所述通入水汽的时间大于12h。

12、优选的，所述带有通汽孔的箱子包括箱体，所述箱体内部箱底用于放置cacl2-甲酸-丝素溶解液，所述箱体上设有进汽孔和出汽孔，所述进汽孔通过加湿装置向箱体内部输送水汽，所述出汽孔向外输出箱体内部挥发出来的甲酸和溢出的水汽，所述出汽孔的位置高度高于进汽孔的位置高度。

13、上述的任意一种制备方法制备得到的丝素蛋白水溶液。

14、有益效果：本发明的丝素蛋白水溶液的制备方法具有以下优点：

15、本发明通过在带有通汽孔的箱子中通入水汽，cacl2-甲酸-丝素溶解液中的盐会吸收环境中的水汽，而本身甲酸是易挥发性的有机溶剂，在通入水汽的过程中甲酸也在不断的挥发，挥发的甲酸会随着流动的水汽离开cacl2-甲酸-丝素溶解液，盐吸收环境中的水汽将cacl2-甲酸-丝素溶解液中溶剂逐渐替换出来，至甲酸完全挥发，得到cacl2-水-丝素溶液；

16、将cacl2-水-丝素溶液直接进行透析可以得到丝素蛋白水溶液，克服cacl2-甲酸溶解体系形成的丝素溶液无法形成水溶液的问题，同时也克服了cacl2-甲酸溶解体系直接透析会形成凝胶的问题。

技术特征：

1.一种丝素蛋白水溶液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的丝素蛋白水溶液的制备方法，其特征在于：所述蚕丝为蚕丝为桑蚕丝、柞蚕丝或蓖麻蚕丝中的任意一种或两种及两种以上的组合物。

3.根据权利要求1所述的丝素蛋白水溶液的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中甲酸浓度为80-100wt.%。

4.根据权利要求1所述的丝素蛋白水溶液的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中cacl2-甲酸-丝素溶解液中cacl2的含量为2wt.%-10wt.%，丝素的含量为0.1-50wt.%。

5.根据权利要求1所述的丝素蛋白水溶液的制备方法，其特征在于：所述水汽的温度为0-60℃，箱体相对湿度70%以上。

6.根据权利要求1所述的丝素蛋白水溶液的制备方法，其特征在于：所述通入水汽的时间大于12h。

7.根据权利要求1所述的丝素蛋白水溶液的制备方法，其特征在于：所述带有通汽孔的箱子包括箱体，所述箱体内部箱底用于放置cacl2-甲酸-丝素溶解液，所述箱体上设有进汽孔和出汽孔，所述进汽孔通过加湿装置向箱体内部输送水汽，所述出汽孔向外输出箱体内部挥发出来的甲酸和溢出的水汽，所述出汽孔的位置高度高于进汽孔的位置高度。

8.根据权利要求1-6所述的任意一种制备方法制备得到的丝素蛋白水溶液。

技术总结
本发明提供了一种丝素蛋白水溶液的制备方法，包括以下步骤：S1.将蚕丝进行脱胶处理，得到脱胶蚕丝；S2.采用CaCl<subgt;2</subgt;和甲酸溶解脱胶蚕丝，得到CaCl<subgt;2</subgt;‑甲酸‑丝素溶解液；S3.将步骤S2制备的CaCl<subgt;2</subgt;‑甲酸‑丝素溶解液置于敞口容器中，将盛有CaCl<subgt;2</subgt;‑甲酸‑丝素溶解液的敞口容器置于带有通汽孔的箱子中，并向箱体通入水汽一定的时间，直至得到CaCl<subgt;2</subgt;‑水‑丝素溶液；S4.将步骤S3制备的CaCl<subgt;2</subgt;‑水‑丝素溶液置于透析袋中进行透析，去除CaCl<subgt;2</subgt;，得到丝素蛋白水溶液。本发明克服了直接将CaCl<subgt;2</subgt;‑甲酸‑丝素溶解液进行透析易导致凝胶，无法直接获得丝素蛋白水溶液的问题。

技术研发人员：黄继伟,梁苏平,牛翔宇
受保护的技术使用者：广西科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14