[发明专利]一种快速可控茧丝素蛋白短纤维的制备方法

说明书

本发明涉及一种快速可控茧丝素蛋白短纤维的制备方法，将蚕茧置于含有氢氧化钠、氢氧化锂、尿素的混合溶液中，通过常温加醇静置或者不加醇加热静置成长度约为1μm～3mm且分布均匀的茧丝素蛋白短纤维溶液，然后置于透析袋中进行透析处理，再过滤将茧丝素蛋白短纤维溶液中的不溶性微粒去除，最后经烘干或干燥，即可得茧丝素蛋白短纤维。本发明具有以下优点：（1）工艺简单、成本低、易于批量化加工；（2）在生产过程不需要使用有毒、对环境造成严重污染的试剂，具有安全、环保的特点；（3）可以在制备过程中，通过调控溶解温度以及溶解时间，控制茧丝素蛋白纤维的长短，且茧丝素蛋白短纤维的制得率高。

技术领域

本发明属于蚕丝丝素蛋白纤维技术领域，具体涉及一种快速可控且具有一定长度的茧丝素蛋白短纤维的制备方法。

背景技术

中国作为世界蚕茧业的发源地，早在5500多年之前，人们就开始养蚕取丝。数千年来，蚕茧生产加工演绎了厚重的农业发展史，更架起了东西方商贸往来和文化交流的“丝绸之路”。中国作为世界上蚕茧资源最丰富的国家，具有得天独厚的资源优势，现主要分布在辽宁、吉林、黑龙江、山东、内蒙、河南、贵州、山西、湖北等省。蚕分为家蚕（也称桑蚕）与野蚕两类。过去，桑蚕以桑叶为饲料，蚕茧可以制成生丝，是天然丝的主要来源；野蚕有柞蚕、木薯蚕、天蚕、樟蚕和柳蚕等数种。柞蚕茧可以制成柞蚕丝，是天然丝的第二来源，另外，天蚕茧可以缫制成天蚕丝，而其它野蚕结的蚕茧不易缫丝，一般用作绢纺原料或拉制丝绵。但随着科技的不断进步，人们对蚕茧整体研究的不断深入，以及分子生物学、生物化学、生物工程和生物技术等学科的介入和研究深入，发现其主要组成部分虽成分各异，但都含有多种对人类生产生活有益的物质，且各具特色，是不可多得的天然绿色昆虫资源。蚕茧资源的加工利用正日渐走向精细化、高值化，其有益的价值在不断被发掘，应用领域将更加广泛，应用前景将更加广阔。其中，茧丝素作为一种纯蛋白资源，由18种氨基酸组成，其中85%左右为甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸和酪氨酸。随着生物高新技术的快速进步，茧丝素的应用领域大大扩展。以纺织品、化妆品、食品为先导，丝素开始应用在其他产业。丝素的溶解有部分溶解和全部溶解两种，应用不同，其溶解的产物也不同。而本发明中，茧丝素部分溶解的一个应用就是制备具有一定长度且分布均匀的茧丝素蛋白短纤。

蚕茧丝蛋白纤维脱胶溶解后获得再生茧丝素蛋白纤维溶液，通过多样化的制备方法，可获得多种形态结构的茧丝素蛋白纤维材料，诸如多孔支架、凝胶、薄膜、纳米纤维、微球、微针等茧丝素蛋白纤维材料。总之，茧丝素蛋白纤维作为一种从蚕茧中提取出来的天然蛋白质高分子，因其具有珍珠般的光泽、柔和的手感、优异的生物相容性和生物可降解性、良好的透气透湿性以及无毒、无刺激性，同时还具有良好的力学性能和可加工性，可以将其制备成薄膜、凝胶、纤维等多种不同的形态。相信随着科学技术的日益发展，人类享受蚕茧资源高值化加工技术带来的好处将越来越多，蚕茧资源高值化利用的价值将远远超过其作为纺织面料的价值。为了拓展蚕茧资源的高值化利用，而本发明制备的茧丝素蛋白短纤所用的原料是蚕茧。

蚕茧（由茧衣和光茧两部分构成）主要是由纤维状蛋白质丝纤蛋白，外包以另一种蛋白质丝胶蛋白粘结而成，起保护的作用。此外尚含少量油脂类、色素、无机物等等。由于丝胶不稳定、易溶于水、易泛黄等缺点，及茧丝中残余丝胶的存在，不利于茧丝素水解和茧丝素纤维的制备，所以，在制备茧丝素纤维的时候要先进行脱胶。综上述，完整的工艺步骤需要以下几个重要环节：（1）将完整的壳状蚕茧溶解成丝状；（2）将对溶解的茧丝蚕丝进行脱胶脱胶除油处理；（3）茧丝素蛋白纤维的制备。