蚕丝蛋白
蚕丝蛋白
蚕丝蛋白解朝阳蚕丝蛋白(Fibroin;シルクタンパク)又名:丝素蛋白。
丝素蛋白,是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白,含量约占蚕丝的70%~80%,含有18种氨基酸,其中甘氨酸(gly)、丙氨酸(ala)和丝氨酸(ser)约占总组成的80%以上提取工艺1.蚕种场削口茧及下脚丝一丝素蛋白一水解一过滤提纯一滤液pH测试调整一浓缩一灭菌一成品。
①削口茧、下脚丝去杂脱胶:即把蚕种场制种的削口茧壳内的脱皮或缫丝厂的下脚丝中的杂质剔除,然后在一定浓度的弱碱溶液中煮沸半小时,取出茧丝用水漂洗几次拧干(脱胶)。
②水解:严格控制反应的温度、浴比、时间、溶剂浓度等条件,掌握至多肽的形式终止水解。
③过滤提纯:滤去没有完全水解的固体物质及杂质。
④pH调整:用pH调节剂调整pH在6.5~7.0左右。
⑤浓缩:把pH调整后的水解液上柱在薄膜浓缩器上进行浓缩。
⑥灭菌:(浓缩后的水解蛋白液如在食品上应用用酶制剂继续酶解,控制分子量在300~800左右中止,然后灭菌。
)加入微量防腐剂,以防霉菌的滋生。
提高力学性能丝素膜是被研究得最早和最深入的丝素材料,它是由丝素溶液干燥而得。
经不溶化处理后的丝素膜脆性,是丝素膜的最大缺点。
造成不溶化处理后的丝素膜脆性的主要原因是:丝素蛋白质大分子肽链上的肽键—CO—NH—中的C—N的键长为0.132nm,比C—N单键的键长0.147nm要短一点,比C=N双键的键长0.127nm要长些,使肽链具有部分双键的性质,刚性较大,影响了丝素蛋白质大分子主链的柔顺性。
在经不溶化处理过程中,丝素蛋白的结构会发生从任意卷曲到β结构的转变。
在丝素蛋白发生结构转变后,侧链与侧链间、侧链与主链间以及分子与分子之间可形成大量的氢键结合,产生大量的次级交联点,使丝素蛋白质大分子更难以运动,致使丝素膜的柔软性、伸长和弹性都较差。
不少研究通过共混、接枝、交联等方法,以提高和改良丝素膜的力学性能。
提高热性能聚丙烯酰胺(PAAm)是一种水溶性聚合物,目前,它在生物医学和制药上被用作水凝胶,与血液有良好的相容性。
蚕丝蛋白结构和功能研究
蚕丝蛋白结构和功能研究蚕丝蛋白是一种十分特殊的蛋白质,它拥有非常优秀的物理性质和化学性质。
蚕丝蛋白是由蚕的体液中分泌出来的,经过一系列的加工处理才变成我们所熟知的蚕丝。
今天我们将深入探讨蚕丝蛋白的结构和功能,希望对大家有所启发。
一、蚕丝蛋白的结构蚕丝蛋白是由多种蛋白质混合而成的蛋白质复合体,其主要成分是丝素蛋白。
丝素蛋白的分子量非常大,一般达到200多千道尔顿。
具体的结构上,它主要是由多种氨基酸序列组成,其中赖氨酸和丝氨酸的含量非常高。
蚕丝蛋白内部还含有许多结构成分,例如各种二级结构和三级结构。
丝素蛋白的二级结构主要是β-折叠和α-螺旋。
这些二级结构在整个蛋白质中分布不均,部分区域形成β-折叠,而另一些区域则形成α-螺旋。
值得注意的是,蚕丝蛋白还含有大量的非晶质结构,即其内部有大量未结晶的氨基酸序列。
这些未结晶的氨基酸序列的存在哈多重要的意义,它们可以增加蚕丝蛋白的柔软性和延展性,从而使蚕丝具有更好的牢固性和亲肤性。
二、蚕丝蛋白的功能蚕丝蛋白的功能非常复杂,它在各种环境下都有着非常好的表现。
我们可以从以下几个方面来探讨蚕丝蛋白的功能。
1. 物理性质蚕丝蛋白的物理性质非常重要,它有着非常好的拉伸和抗压能力。
在人体上,蚕丝蛋白可以用于修复创伤,如人工角膜、皮肤移植等。
因为蚕丝蛋白具有很好的生物相容性和体内稳定性,不会产生毒性或者过敏反应。
同时,蚕丝蛋白的材料韧性也很强,在各种环境下都可以保持很好的长期稳定性,这使得蚕丝蛋白可以被广泛应用于工业、航空航天、体育用品、医学等各个领域。
2. 生物医学应用蚕丝蛋白还可以被广泛应用于生物医学领域。
例如,可将蚕丝蛋白进行定制化处理,使其能够用于组织工程方面的应用。
借助特殊的化学方法,蚕丝蛋白可以被转化为片状或者纤维,作为组织修复材料使用。
蚕丝蛋白的血管内种植也可以帮助患者解决心血管问题。
在肿瘤治疗方面,蚕丝蛋白的应用也有不错的前景。
由于蚕丝蛋白具有良好的生物相容性,可以被患者的身体所接受,因此可以被充分地利用于肿瘤治疗。
蚕丝蛋白面料组成成分
蚕丝蛋白面料组成成分蚕丝蛋白面料是一种高档面料,由蚕丝蛋白纤维组成。
蚕丝蛋白是蚕茧中蚕蛹分泌的一种天然蛋白质,具有优异的物理性能和天然的光泽。
蚕丝蛋白面料以其独特的优点在时尚界和纺织工业中广泛应用。
蚕丝蛋白面料的组成成分主要是蚕蛹分泌的蚕丝蛋白纤维。
蚕丝蛋白是一种由多种氨基酸组成的线性分子,其主要成分是丝素和丝胶。
丝素占蚕丝蛋白纤维中的70%,具有很高的抗张强度和耐磨性。
丝胶占蚕丝蛋白纤维中的30%,具有良好的柔软性和弹性。
蚕丝蛋白面料的优点之一是其天然的光泽。
蚕丝蛋白纤维表面光滑,具有良好的反射能力,使得面料呈现出独特的光泽。
这种光泽与其他人工合成纤维无法比拟。
蚕丝蛋白面料的光泽度高,给人一种高贵典雅的感觉,因此广受时尚界的青睐。
蚕丝蛋白面料还具有很好的透气性和吸湿性。
蚕丝蛋白纤维具有较强的吸湿性,能迅速吸收体表的汗液,保持肌肤的干燥舒适。
同时,蚕丝蛋白纤维由于其纤维结构的特殊性,具有较好的透气性,能够保持肌肤的呼吸畅通。
蚕丝蛋白面料的柔软性和弹性也是其优点之一。
蚕丝蛋白纤维由于其特殊的分子结构,具有良好的柔韧性,使得面料触感柔软舒适。
同时,蚕丝蛋白纤维还具有较好的弹性,能够回复原来的形状,不易变形。
这使得蚕丝蛋白面料在穿着时更加舒适自如。
蚕丝蛋白面料还具有很好的抗菌性和抗紫外线性能。
蚕丝蛋白纤维具有天然的抗菌性能,能够有效抑制细菌的滋生。
同时,蚕丝蛋白纤维还能够吸收紫外线,减少紫外线对皮肤的伤害。
这使得蚕丝蛋白面料在夏季穿着时能够给皮肤提供更好的保护。
蚕丝蛋白面料的制作工艺复杂,生产成本较高。
蚕丝蛋白纤维的提取需要经过多个步骤,包括蚕茧的煮解、蚕丝的脱胶等。
这些步骤需要耗费大量的人力和物力,因此蚕丝蛋白面料的价格相对较高。
但由于其独特的优点和天然的特性,蚕丝蛋白面料仍然备受消费者的青睐。
总的来说,蚕丝蛋白面料由蚕丝蛋白纤维组成,具有优异的物理性能和天然的光泽。
其柔软性、弹性、透气性和吸湿性等优点使得蚕丝蛋白面料在纺织工业和时尚界得到广泛应用。
蚕丝蛋白的制备及其应用前景
蚕丝蛋白的制备及其应用前景蚕丝蛋白,是指由蚕蛹组织中提取的一种蛋白质。
它具有优秀的生物学特性,比如生物相容性、生物降解性等,因此在医疗、化妆品、纺织等领域都有广泛的应用前景。
本文将探讨目前蚕丝蛋白的制备技术以及未来的应用前景。
一、蚕丝蛋白的制备技术蚕丝蛋白的制备技术已经相对成熟。
一般是通过提取自然蚕丝或者人工培育蚕蛹获取,然后通过化学或物理方法分离纯化出蚕丝蛋白。
目前最常用的制备方法是采用氢氧化钠/硫酸或者草酸解丝法从自然蚕丝中提取蚕丝蛋白。
以氢氧化钠/硫酸法为例,可以将蚕丝蛋白分离出来,然后用乙醇反应生成蚕丝蛋白纤维素。
而这样制备的蚕丝蛋白具有较好的生物相容性和生物降解性。
值得一提的是,近年来,科学家们通过基因工程技术成功制备出蚕丝蛋白基因工程菌株,使蚕丝蛋白的生产规模得以大幅提升。
二、应用前景1. 医疗蚕丝蛋白的生物相容性和生物降解性是其在医疗领域被广泛关注的主要原因。
它可以制成止血纱布、可吸收缝线、人工血管等医用材料,已经在临床应用中得到验证。
2. 化妆品蚕丝蛋白具有优异的保湿能力以及较高的渗透性,可以作为化妆品中一种理想的活性成分。
近年来,有不少化妆品品牌推出含有蚕丝蛋白的产品,成为市场上备受追捧的商品。
3. 纺织蚕丝蛋白纤维的性能很好,具有优异的抗菌性、透气性和柔轻舒适的触感。
因此,它可以用于纺织品的生产,比如生产高档的服装、床上用品等。
4. 食品人工培育的蚕蛹是一种食用佳品,而蚕蛹中主要的蛋白质成分就是蚕丝蛋白。
近年来,中国的蚕蛹产业快速发展,蚕蛹制品也在外销中越来越受到国际市场的欢迎。
因此,蚕丝蛋白的应用前景在食品领域也十分广阔。
三、结语目前,蚕丝蛋白已经成为一种备受关注的新型材料,它的制备技术也在不断改进和完善。
未来,随着技术的进一步提升,蚕丝蛋白的应用领域也会逐渐拓展,带来更多的商业机会和社会效益。
蚕丝蛋白的综合利用和发展前景
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药物载体
蚕丝蛋白能够与药物结合,形成药物 载体,通过控制药物的释放速度和部 位,提高药物的疗效和降低副作用。
药物缓释剂
蚕丝蛋白可作为药物缓释剂,将药物 包裹在其中,实现药物的缓慢释放, 延长药物作用时间。
蚕丝蛋白在再生医学和创伤修复中的应用
创伤修复敷料
蚕丝蛋白具有良好的抗炎、抗菌和促进愈合的特性,可作为创伤修复的敷料, 促进伤口愈合。
合利用提供理论支持。
加强蚕丝蛋白提取、纯化和改 性技术的研究,提高其产量和 质量,降低生产成本,为蚕丝 蛋白的广泛应用提供技术支持
。
拓展蚕丝蛋白在医疗、美容、 环保等领域的应用范围,开发 更多具有创新性和实用性的产 品,满足市场需求。
加强国际合作与交流,引进国 外先进技术和管理经验,提高 我国蚕丝蛋白产业的国际竞争 力。
骨骼和软骨修复
蚕丝蛋白可以与骨骼和软骨细胞结合,促进细胞的生长和分化,用于骨骼和软 骨的修复治疗。
03
蚕丝蛋白在纺织品领域的 应用
蚕丝蛋白在高档纺织品中的应用
总结词
具有高附加值
详细描述
蚕丝蛋白由于其优良的质地和光泽,被广泛应用于高档纺织品中,如高档服装、 围巾、领带等,其产品价格高昂,深受消费者喜爱。
04
蚕丝蛋白的发展前景和挑 战
蚕丝蛋白的产量和生产成本
产量
随着养殖技术的不断改进,蚕丝蛋白的产量逐年增加,但仍 面临生产成本高、资源有限等问题。
生产成本
受养殖技术、原材料等因素影响,蚕丝蛋白的生产成本较高 ,限制了其在某些领域的应用。
蚕丝蛋白的创新研究和应用拓展
新技术研发
通过基因工程、生物技术等手段,提 高蚕丝蛋白的产量和品质,降低生产 成本。
蚕丝蛋白的生物合成和应用
蚕丝蛋白的生物合成和应用蚕丝蛋白是一种重要的生物大分子,经过数十年的研究,在生物科学、医学、纺织、食品等领域均有广泛应用。
在这篇文章中,我们将深入了解蚕丝蛋白的生物合成和应用。
第一部分:蚕丝蛋白的生物合成蚕丝蛋白是蚕茧的主要成分,是一种由多肽组成的生物高分子,具有很高的机械强度和抗拉性能,在纺织业、医学上有很多应用。
蚕丝蛋白的生物合成非常有趣,让我们一起来了解一下。
1. 蚕的生长发育蚕是一种经济昆虫,很适合用于蚕丝蛋白的研究。
蚕有五个生长发育期,分别是卵、幼虫、蛹、成虫和生殖期。
其中,蚕丝蛋白生合成主要发生在幼虫期。
2. 蚕丝蛋白的生合成蚕丝蛋白是由蚕的体内分泌腺细胞合成的,主要存在于蚕的丝腺中。
蚕的丝腺分为前丝腺、中丝腺和后丝腺,不同丝腺内合成的蚕丝蛋白具有不同的性质和用途。
前丝腺合成的蚕丝蛋白主要用于胶束纺织,中丝腺合成的蚕丝蛋白主要用于丝绸的制作,后丝腺合成的蚕丝蛋白主要用于蚕茧的结构支撑。
蚕丝蛋白的生合成过程中,主要涉及到以下几步:(1)蚕的分泌腺细胞合成前体蛋白(2)前体蛋白再经过内质网,高尔基体和分泌小泡的处理,变成蚕丝蛋白(3)蚕丝蛋白从丝腺中分泌出来,经过吐丝器的伸展制成蚕茧(4)蚕丝蛋白通过加热、溶解、成纤成丝等多个步骤,制成各种丝制品第二部分:蚕丝蛋白的应用蚕丝蛋白具有很高的机械强度和抗拉性能,在纺织业、医学上有很多应用。
以下是它的主要应用方向:1. 纺织业蚕丝蛋白因其坚韧、柔软、舒适,已被成功地应用于高档面料的生产,如高尔夫球衣、内衣、袜子等。
蚕丝蛋白纤维还可以用于高档器械、拳击手套等的生产,使它们更加舒适、拟振、减少摩擦,同时保护关节和肌肉。
2. 医学蚕丝蛋白在医学上也有大量应用,它可以用于制作灵活的人工血管、医用缝线、替代组织和器官等,使医学更安全、便捷和效率更高。
同时,通过化学修饰和复合改性等手段,还可以使蚕丝蛋白纤维具有不同的性质和功能,如抗菌、抗炎、增强稳定性、提高生物相容性等。
蚕丝蛋白的功效及价值
蚕丝蛋白的功效及价值(本文有专业蚕丝被厂家邵氏家纺整理提供)蚕丝蛋白(Fibroin;シルクタンパク)又名:丝素蛋白。
丝素蛋白,是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白,含量约占蚕丝的70%~80%,含有18种氨基酸,其中甘氨酸(gly)、丙氨酸(ala)和丝氨酸(ser)约占总组成的80%以上。
概述缓释性等,而且经过不同处理可以得到不同的形态,如纤维、溶液、粉、膜以及凝胶等。
蚕丝蛋白护肤谢率,帮助修补受损的皮肤组织,令暗哑疲倦的肌肤再添生机,从而在极短时间内还原美白、质,含有的蛋白质大大高于珍珠,其中含氮量比珍珠高几十倍,主要氨基酸含量高10倍以上,天然蚕丝加工提炼成天然蚕丝蛋白水解液。
蚕丝蛋白水解液的渗透力极强,涂于皮肤能修复已损伤的皮肤。
促进肌肤细胞再生的作用。
实验进一步证实,蚕丝蛋白对黑色素生成的抑制更为有效,丝缩氨基酸还能抑制皮肤中酪氨酸酶的活性,从而抑制酪氨酸酶生成黑色素,有内而外改善暗淡肤色。
富含多种氨基酸和小分子蛋白质,极易为肌肤吸收,提供肌肤美白所需的营养成分。
肌肤逐渐恢复并保持健康白皙,呈现如丝般柔滑细腻,焕发动人光彩,倍增魅力!进一步更实现了女人希望皮肤白皙的梦想.护肤5大功效蚕丝蛋白纤维是一种新型的功能性纤维,具有其它纤维及加工品无可替代的独特性能和无可比拟的旺盛生命力。
经过染织而成的各种色彩绚丽的蚕丝蛋白面料,更易缝制加工成各类高级成衣及运用于高档家纺市场。
蚕丝蛋白纤维所具有的特别功效有以下五点:第一,舒适感。
蚕丝蛋白纤维与人体有极好的生物相容性,加之表面光滑,手感柔软,其对人体的摩擦刺激系数较其他各类纤维要低的多。
因此,当我们的娇嫩肌肤与滑爽细腻的们的每一寸肌肤。
第二,吸、放湿性好。
蚕丝蛋白纤维富集了许多胺基(-CHNH)、氨基(-NH2)等亲水性基团,又由于其多孔性,易于水分子扩散,所以它能在空气中吸收水分或散发水分,并保持一定的水分。
在正常气温下,它可以帮助皮肤保有一定的水分,不使皮肤过于干燥;在夏季穿着,又可将人体排出的汗水及热量迅速散发,使人感到凉爽无比。
蚕丝蛋白的合成及其仿生学应用的研究
蚕丝蛋白的合成及其仿生学应用的研究蚕丝蛋白是一种独特的天然蛋白质,在世界范围内有着广泛的应用价值。
其优异的物理化学性质和天然的生物相容性,赋予了其分别在医药、纺织、生物材料、电子等领域中的广泛应用。
本文将探讨蚕丝蛋白的合成及其仿生学应用的研究。
一、蚕丝蛋白的合成1.1 蚕丝蛋白的基础结构蚕丝蛋白是昆虫丝绸蛋白家族中唯一成纤维蛋白质,是由6种不同的丝素蛋白单体组成。
其中,丝素Ⅰ和Ⅱ是构成丝蛋白的重要组成部分。
在丝绸蛋白基因中,6种丝素蛋白基因分别编码了对应的丝素蛋白单体。
1.2 蚕丝蛋白的合成途径蚕丝蛋白的合成来源于蚕的蚕茧,主要以嫩茧为原料。
其产生的主要过程是经过松脱、热处理、碱性脱皮和酸性漂白等工艺步骤后,将蚕茧纤维的丝蛋白分离出来,再通过化学或生物合成方法将其转化为蚕丝蛋白。
二、蚕丝蛋白的仿生学应用2.1 蚕丝蛋白在医学领域的应用①仿生医学:由于蚕丝蛋白具有良好的生物相容性和水解性等特点,被广泛应用于仿生医学领域,如修复组织、修复器官等。
②药物增效:蚕丝蛋白是一种优异的药物载体,可以被用来增加药物的生物分布、延长药物的持续时间。
③伤口敷料:蚕丝蛋白具有良好的抗氧化性和抗菌性,适合用于伤口敷料等医用纺织品中。
2.2 蚕丝蛋白在纺织领域的应用①高档纺织品:蚕丝蛋白具有天然的闪光、柔软、透气、吸湿等特性,被广泛用于高档纺织品领域。
②功能性纺织品:蚕丝蛋白的优异物理化学性质使其可以被用于生产各类功能性纺织品,如保温、保湿等。
③医用纺织品:蚕丝蛋白的抗菌性、生物相容性和机械性能等特点使其适合用于医用纺织品中。
2.3 蚕丝蛋白在材料领域的应用①生物材料:蚕丝蛋白具有良好的生物相容性、弹性、耐久性等特点,可以被用于生产生物材料,如心脏修复材料、骨修复材料等。
②电子材料:蚕丝蛋白的特殊物化性质使其可以被用于电子材料领域中,如液晶显示器、太阳能电池等方面。
③环境友好材料:蚕丝蛋白是一种天然的、环保的材料,在制造过程中没有产生任何有害废气和废弃物,可以被广泛应用于环保方面。
蚕学专业毕业设计论文:蚕丝蛋白的结构与功能关系研究
蚕学专业毕业设计论文:蚕丝蛋白的结构与功能关系研究蚕丝蛋白是一种具有高强度和高弹性的蛋白质纤维,由蚕茧中的丝蛋白构成。
其独特的物理和化学性质使其成为一种重要的材料,广泛应用于纺织业、医学和生物技术领域。
了解蚕丝蛋白的结构与功能关系对于进一步开发其应用具有重要意义。
蚕丝蛋白的结构是其功能的基础。
蚕丝蛋白的主要结构由多肽链组成,每个多肽链由多个互相连接的氨基酸残基组成。
蚕丝蛋白中最常见的氨基酸残基是丝氨酸和甘氨酸,它们按照一定的序列排列以形成蛋白质纤维。
蚕丝蛋白纤维中的β-折叠结构使其具有高度有序的空间排列,从而赋予其强韧的力学性能和高度可延展性。
蚕丝蛋白的结构决定了其独特的功能。
首先,蚕丝蛋白具有出色的机械性能。
其高强度和高弹性使其成为一种理想的纺织材料,可用于制作高品质的衣物和织物。
此外,蚕丝蛋白还具有良好的生物相容性和可降解性,能够在医学和生物技术领域发挥重要作用。
例如,蚕丝蛋白在组织工程中可以被用作支架材料,帮助损伤组织的再生和修复。
此外,蚕丝蛋白还具有优异的保湿性能和光学特性,使其成为化妆品和光学材料的理想选择。
对蚕丝蛋白的结构与功能关系进行研究有助于提高其应用的效率和性能。
首先,通过分析蚕丝蛋白结构中的不同区域和关键残基,可以确定其功能特性的来源和变异。
例如,研究发现蚕丝蛋白中某些氨基酸残基的替代或突变可以改变其机械性能和生物相容性。
这些结构与功能的相互关系可以为蚕丝蛋白的改性和优化提供指导,以满足特定应用的需求。
其次,深入了解蚕丝蛋白的结构与功能关系还可以促进其应用范围的拓展。
例如,通过进一步研究蚕丝蛋白的纳米级结构和表面性质,可以开发出更多的高级功能材料,如智能材料、可控释放系统和生物传感器。
此外,蚕丝蛋白与其他纤维蛋白如胶原蛋白的相互作用也值得深入研究,以发掘其更广泛的应用潜力。
综上所述,蚕丝蛋白的结构与功能关系对于进一步开发其应用具有重要意义。
通过研究蚕丝蛋白的结构特征和相关的功能特性,可以优化其性能,从而推动其在纺织、医学和生物技术等领域的应用。
蚕丝蛋白制备工艺研究
蚕丝蛋白在化妆品领域的应用
肌肤修护
蚕丝蛋白富含胶原蛋白和氨基酸,能有效修 复受损肌肤,提升肌肤弹性和光泽。
保湿滋养
蚕丝蛋白分子能有效锁住皮肤水分,改善干 燥、粗糙的肌肤状况。
抗衰老
蚕丝蛋白具有强大的抗氧化能力,可中和自 由基,延缓肌肤老化过程。
改善痤疮
蚕丝蛋白具有抗菌和抗炎特性,有助于治疗 痤疮等皮肤病。
工艺参数优化
通过对蛋白提取、分离、纯化等关键步骤进行系统优化,确定最佳的工艺参数。
设备规模扩大
根据生产需求,选用合适的大型设备,如超滤膜系统、喷雾干燥塔等,实现工艺放大。
生产效率提升
优化生产流程、自动化水平和生产管理,确保在大规模生产条件下的高产出和高质量。
质量控制措施
建立完整的质量管理体系,对原料、中间产品和成品进行严格的检测和监控。
4 神经再生
研究发现蚕丝蛋白水胶可作为神经再生支 架,促进神经干细胞分化和神经轴突再生, 有助于治疗神经损伤。
蚕丝蛋白在食品领域的应用
营养增强
蚕丝蛋白含有高质量的蛋 白质、氨基酸和微量元素, 可添加到食品中提高营养 价值。
功能增强
蚕丝蛋白可改善食品的口 感、质地和保鲜性,有助于 开发健康营养的新型食品 。
生物酶修饰处理
利用特异性蛋白酶对蚕丝蛋白进行定向水 解和改性,调控其分子结构和性能。
膜分离技术优化
研发高效的纳滤、超滤等膜分离工艺,实现 蛋白的高纯度分离和浓缩。
连续化自动生产
建立全自动化的连续流生产线,提高制造效 率并确保产品质量的一致性。
蚕丝蛋白制备工艺的未来发展趋势
清洁生产技术
未来蚕丝蛋白制备 将进一步优化环保 型溶剂和分离工艺, 实现更加绿色、节 能的生产体系。
蚕丝蛋白的生物学特性及其在医疗领域中的应用
蚕丝蛋白的生物学特性及其在医疗领域中的应用蚕丝蛋白作为一种天然蛋白质,在医疗领域中的应用越来越广泛,受到了广泛的关注。
它具有许多独特的生物学特性,包括生物相容性、生物降解性、生物活性和生物可塑性等。
在医疗领域中,蚕丝蛋白已经应用于组织修复和再生、药物输送、诊断成像和生物传感等方面。
在本文中,将对蚕丝蛋白的生物学特性进行简要的介绍,并探讨其在医疗领域中的应用。
一、蚕丝蛋白的生物学特性1、生物相容性蚕丝蛋白是一种天然蛋白质,不含毒性、致敏性和致癌性等有害物质。
其化学结构与人体组织中的胶原蛋白和弹性蛋白有相似之处。
因此,蚕丝蛋白具有较好的生物相容性,其对人体组织不会引起免疫反应和排异反应,能够在体内安全降解。
2、生物降解性蚕丝蛋白在人体内能够被水解酶降解,分解成小分子物质,最终通过肝脏和肾脏排泄出体外。
在体外环境中,蚕丝蛋白也能够被微生物和酶降解,起到环保作用。
因此,蚕丝蛋白具有良好的生物降解性,被广泛应用于组织修复和再生领域。
3、生物活性蚕丝蛋白具有一些生物活性基团,如粘附蛋白结构域、RGD序列等,能够与细胞表面的受体结合,促进生物体内的细胞黏附、增殖和分化等生物过程,对组织修复和再生具有积极作用。
4、生物可塑性蚕丝蛋白具有良好的可塑性,可以通过不同的生产工艺和加工方式来制备出不同形态和性质的材料。
例如,通过拉伸和加工可以制备出具有高强度和高韧性的蚕丝蛋白丝。
二、蚕丝蛋白在医疗领域中的应用1、组织修复和再生蚕丝蛋白具有良好的生物相容性和生物降解性,被广泛应用于组织修复和再生领域。
例如,蚕丝蛋白可以用于皮肤、骨骼、软骨和神经等组织的修复和再生。
研究表明,蚕丝蛋白支架可以促进骨骼再生,并且与自体骨移植相比,具有更好的生物相容性和较少的并发症。
2、药物输送蚕丝蛋白具有较好的生物降解性和可塑性,可以通过改变其结构和形态来调控其药物输送性质。
例如,蚕丝蛋白可以用于载药微粒、纳米粒子和胶束等药物输送系统的制备。
蚕丝蛋白的生物学特性与应用
蚕丝蛋白的生物学特性与应用蚕丝蛋白是一种由蚕的唾液腺分泌的特殊蛋白质,具有很高的生物学价值和经济价值。
蚕丝蛋白的生物学特性主要包括其成分、结构和性质,以及其在生物医学、材料科学、纺织工业、食品工业等领域的应用。
下面就这些内容进行详细的介绍。
一、蚕丝蛋白的成分、结构和性质蚕丝蛋白是由多种蛋白质组成的复合物,其中主要成分是丝素和谷蛋白。
丝素含有丝素I和丝素II两种蛋白质,分别占总量的50%和40%左右。
丝素I是一种高分子量的蛋白质,分子量约为350 kDa,主要由反复序列组成;丝素II分子量较小,约为25 kDa,含有大量含硫氨基酸。
谷蛋白是蚕丝蛋白中的次要成分,含有大量含硫氨基酸,它的存在对蚕丝蛋白的结构和性质具有重要的影响。
蚕丝蛋白的结构十分特殊,主要由β-折叠片和α-螺旋组成。
丝素I具有类似于胶原蛋白的基本序列,包括Gly-Ala-Gly-Xaa和Gly-Ser-Gly-Xaa的重复序列,Xaa为多种氨基酸;而丝素II则富含含半胱氨酸和谷氨酸的序列,因此其构象非常紧密。
这种特殊的结构赋予了蚕丝蛋白很高的拉伸强度和韧性,可以承受很高的压力和抗拉性能。
蚕丝蛋白的性质也非常独特,具有良好的生物相容性、低免疫原性和生物可降解性等优点。
蚕丝蛋白可以与多种材料和生物组织相容,不会引起排异反应。
同时,由于蚕丝蛋白具有良好的生物可降解性,可以被生物体自然分解,并生成对生物体无害的水和二氧化碳,因此被广泛应用于生物医学和可持续发展领域。
二、蚕丝蛋白的生物医学应用由于蚕丝蛋白具有良好的生物相容性、生物可降解性和生物活性等特点,被广泛应用于生物医学领域。
以下是几个典型的应用案例。
1. 修复组织缺损蚕丝蛋白可以作为组织工程中的生物材料,用于修复组织缺损。
蚕丝蛋白可以被制成人工皮肤、血管、骨组织等物质,可以促进组织细胞的生长与繁殖,加速细胞修复和新生。
2. 包裹药物蚕丝蛋白还可以作为药物的包裹材料,将药物由蚕丝蛋白固化成不同的形态直接送达到病灶,减少毒副作用,同时也能够提高药物的稳定性和释放效率。
蚕丝蛋白生产及其在纺织工业中的应用
蚕丝蛋白生产及其在纺织工业中的应用蚕丝自古以来便是中国的传统特产之一,而蚕丝蛋白作为蚕丝的主要成分,更是广泛应用于生产、医学和食品行业。
本文将详细介绍蚕丝蛋白的生产、提取及其在纺织工业中的应用。
一、蚕丝蛋白的来源与生产蚕丝蛋白是由蚕茧中分泌的蚕丝蛋白液中提取得到的一种天然高分子蛋白质。
目前主要的蚕丝蛋白生产来源有两种:一种是通过采集蚕茧提取蚕丝蛋白,另一种是通过蚕蛹中分离出蚕丝蛋白。
蚕茧中提取蚕丝蛋白的主要工序有:蚕茧煮热、酸化、碱解、过滤、浓缩、凝胶化、冷冻干燥等。
在这个过程中,需要注意的是化学条件和设备的选择。
蚕蛹中分离蚕丝蛋白的方法与蚕茧中提取相似,也是经过碱解、酸沉淀等步骤,成功分离出蚕丝蛋白。
由于蚕蛹中含有的蚕丝蛋白含量较高,因此提取产量相对较大,且纯度也相对较高。
而目前市面上的蚕丝蛋白产品主要是以蚕蛹为原材料进行提取,这种方法更为均衡、科学,提取的蚕丝蛋白更加纯正。
二、蚕丝蛋白在纺织工业中的应用蚕丝蛋白具有很多优良特性,如光泽、柔软、透气、吸湿等,因此广泛应用于纺织工业。
1. 纺织面料蚕丝蛋白因其天然的保湿、透气特性,且优良的手感,常被用于高端女装、鞋帽等面料的生产,如打底衫、连衣裙、针织衫等。
除此之外,蚕丝蛋白也被用于生产高档床品、被褥等家纺用品,给人一种舒适、温馨的感觉。
2. 产业织物蚕丝蛋白有着很好的耐热、耐蚕蛀、防腐等性质,因此被广泛应用于产业织物的生产中。
例如,蚕丝蛋白可以用于防火毯、飞机毛毡、船舶织物等高端产业织物的生产。
在一些严苛的环境中,蚕丝蛋白也能够很好地发挥其优良特性,例如制作防爆材料。
3. 功能织物除了在纺织面料和产业织物中的应用,蚕丝蛋白也被用于生产各种功能性织物,如抗菌、除臭、防紫外线、保健等。
例如,蚕丝蛋白可以用于生产防紫外线的服装,让人在使用时更加安心;蚕丝蛋白还可以与其他材料混合,生产除臭袜、抗菌被套等亲肤、环保的织物产品。
三、结语蚕丝蛋白作为一种天然高分子踏实质,其在纺织工业中具有广泛的应用前景。
蚕丝蛋白的结构与功能分析
蚕丝蛋白的结构与功能分析蚕丝是人类古老而重要的材料之一,而蚕丝蛋白则是构成蚕丝的主要组成部分。
自古以来,人们都对蚕丝蛋白进行研究,希望能够研制出更好的蚕丝材料和其他应用。
本文将从蚕丝蛋白的结构和功能两方面进行分析。
一、蚕丝蛋白的结构1.蛋白质的基本结构蚕丝蛋白属于一类叫做纤维素的蛋白质,它们都有共同的基本结构:由一串氨基酸按照特定顺序排列而成的多肽链,形成一个立体结构。
蚕丝蛋白具有较高的亲水性,因此包含了大量的羟基(-OH)和甲基(-CH3)基团。
2.蚕丝蛋白的特殊结构蚕丝蛋白的分子量非常大,一般为数十万到数百万。
在它的基本结构之外,蚕丝蛋白还具有一些特殊的结构:(1)β-折叠结构蚕丝蛋白的分子链上有很多序列是富含酪氨酸和丝氨酸两种氨基酸残基的富互相作用序列。
这些富含酪氨酸和丝氨酸的氨基酸序列会在蚕丝蛋白分子链中形成大量β-折叠结构。
(2)丝素区和交联区蚕丝蛋白分子链中的β-折叠结构之间还有一些非β-折叠结构的序列,这些序列称为丝素区,它们没有β-折叠结构,为蚕丝蛋白提供了柔软而透气的质感。
而那些具有β-折叠结构的区域则称为交联区,它们可以使蚕丝蛋白分子链之间形成交联,增强蚕丝的强度和韧性。
3.蚕丝蛋白分子结构的三维重构蚕丝蛋白的分子链长度非常长,而且由于分子中含有一些非常复杂的结构单元,因此其结构十分复杂。
为了更好地了解蚕丝蛋白分子的三维结构,人们曾经进行过大量的研究,最终得到了一些蚕丝蛋白分子的三维重构模型。
二、蚕丝蛋白的功能1.蚕丝的强度和韧性蚕丝是一种特殊的纤维材料,它的强度和韧性都非常高,在各种材料中有着独特的应用价值。
这得益于蚕丝蛋白分子链之间所形成的交联结构和β-折叠结构。
这些结构不仅可以使蚕丝分子链之间形成非常强的连接,而且可以使蚕丝具有较好的柔软性和耐用性。
2.蚕丝的透气性蚕丝蛋白分子中的丝素区是让蚕丝具有良好透气性的关键所在。
蚕丝丝素区的氨基酸残基具有较大的尺寸,因此它们在蚕丝分子链中会形成较大的空间,这使蚕丝成为了一种透气性很好的材料。
蚕丝蛋白在材料科学中的应用
蚕丝蛋白在材料科学中的应用第一章:引言蚕丝蛋白是一种天然的、可生物降解的蛋白质材料,在许多领域中都有广泛的应用。
由于其独特的物理和化学特性,蚕丝蛋白被广泛用于医学、生物工程、材料科学、食品和纺织等领域。
材料科学中的蚕丝蛋白应用越来越多,如开发新的生物材料、生物传感器和高强度材料等。
第二章:蚕丝蛋白基本介绍蚕丝蛋白是一种由蚕蛹中分泌的纤维素蛋白质,具有天然的力学强度、可生物降解性和良好的生物相容性。
蚕丝蛋白的组成主要是谷氨酸、丝氨酸、天冬氨酸和精氨酸等氨基酸,并包含一些重要链和非多肽的成分。
由于其特殊的组成结构,蚕丝蛋白与其它蛋白质不同的特性可以赋予蚕丝蛋白特定的材料属性。
第三章:蚕丝蛋白在材料科学中的应用1.药物输送系统蚕丝蛋白可以被制成药物输送系统用于药物的输送。
由于其大分子结构和良好的生物相容性,蚕丝蛋白可以在人体内缓慢地释放出药物,从而提高药物的疗效和降低对患者的毒性。
2.生物传感器将蚕丝蛋白与纳米技术相结合,可以制成高灵敏度、高稳定性的生物传感器。
蚕丝蛋白可以作为生物传感器的载体,通过将生物分子或化学物质之间的相互作用转化为电信号或光信号,实现对生物分子的检测和识别。
3.生物医用材料蚕丝蛋白作为生物医用材料,由于其可生物降解性、低免疫原性和良好的生物相容性,被广泛用于组织修复和再生的相关领域,如人工骨骼、血管移植和人工皮肤等。
4.高强度材料蚕丝蛋白具有优异的天然机械强度和高拉伸模量,可以制成高强度的材料。
添加一些纳米级的物质或对其进行化学修饰,可以进一步提高其强度和刚度。
第四章:结论随着科技的不断发展,蚕丝蛋白作为一种天然、可降解、可生物相容的材料,在材料科学中的应用也越来越广泛。
它在药物输送、生物传感、生物医用材料和高强度材料等领域中显现出了许多的优越性,为人类的健康和生活带去了更多更好的选择。
同时,未来应该加强对蚕丝蛋白的研究,探索新的应用领域,提高蚕丝蛋白的性能和工艺,在材料科学领域中发挥更大的作用。
蚕丝蛋白在生活中的应用
蚕丝蛋白在生活中的应用蚕丝蛋白是一种天然的蛋白质,具有很多独特的性质和广泛的应用领域。
它不仅在纺织业有重要的作用,还被广泛应用于医药、化妆品以及食品等领域。
首先,蚕丝蛋白在纺织业中扮演着重要的角色。
由于其具有良好的物理性能和美观的外观,蚕丝蛋白被广泛用于丝绸的制造。
丝绸被誉为“纺织之王”,其独特的光泽和柔软的手感深受人们的喜爱。
蚕丝蛋白的应用使得丝绸制品更加舒适、耐用,且其具有良好的透气性,可以有效地调节人体温度,成为人们日常生活中的重要衣物。
其次,蚕丝蛋白在医药领域也有广泛的应用。
蚕丝蛋白具有生物相容性和生物降解性等特点,可以被人体组织所接受和分解,因此被用于制作生物医用材料,如人工血管、修复组织等。
此外,蚕丝蛋白还具有抗菌性能,在一些医疗器械和药物的包装中得到应用,能够有效地抑制细菌繁殖,保护人体免受感染。
另外,蚕丝蛋白也在化妆品领域发挥着重要的作用。
蚕丝蛋白具有优异的保湿性质,可以有效地保护皮肤免受外界环境的伤害,提高皮肤的含水量,延缓皮肤干燥和衰老的过程。
因此,许多化妆品品牌都添加了蚕丝蛋白成分,如面霜、面膜等,以提供更好的保湿效果和护肤功效。
此外,蚕丝蛋白还在食品领域有一定的应用。
由于其良好的营养价值和独特的口感,蚕丝蛋白被用于食品制作中,如蛋白质饮料、蛋白质酸奶等。
蚕丝蛋白不仅富含氨基酸和多种微量元素,还具有易吸收和美容养颜的功效,满足现代人对于健康食品的追求。
总而言之,蚕丝蛋白在生活中有着广泛的应用,不仅在纺织、医药、化妆品等领域发挥着重要的作用,而且被广大人们所喜爱和接受。
随着科技的不断发展和创新,相信蚕丝蛋白的应用将会有更广阔的发展前景。
蚕丝蛋白在医学中的应用研究进展
蚕丝蛋白在医学中的应用研究进展蚕丝蛋白是一种天然的蛋白质,在中国古代就已经被用来制作丝绸,而如今,随着科技的不断进步,人们逐渐发现了蚕丝蛋白在医学上的潜在价值,成为了医学研究的热点之一。
本文将从蚕丝蛋白的特性、生产方式以及在医学中的应用研究进展等方面进行论述。
一、蚕丝蛋白的特性蚕丝蛋白是一种高分子量的纤维蛋白质,具有优异的生物活性,且其化学成分和物理特性与人体的胶原蛋白极其类似。
蚕丝蛋白含有丰富的氨基酸,其中甘氨酸(Gly)、丝氨酸(Ser)、谷氨酸(Glu)和赖氨酸(Lys)等氨基酸含量较高。
此外,蚕丝蛋白还具有良好的生物相容性和低毒性,有助于减轻人体的免疫反应,因此广泛应用于医学领域。
二、蚕丝蛋白的生产方式蚕丝蛋白是由蚕蛹发育过程中分泌的唾液腺分泌物制成,因此其获取过程需要从蚕卵孵化开始,经历多个步骤才能制得。
一般而言,生产过程可以分为蚕丝成长、取丝、净丝以及加工等阶段。
取丝的过程是将取得的蚕茧浸泡在溶液中,利用溶剂煮沸来使其蛋白质发生部分水解,形成溶液,这个溶液中含有大量的不同分子量的蛋白质,可通过离心等方法将其分离,得到纯化的蚕丝蛋白。
三、蚕丝蛋白在医学中的应用研究进展由于其良好的生物相容性以及优异的物理和化学特性,蚕丝蛋白在医学领域得到广泛的应用。
其中,比较重要的应用领域包括组织工程、药物缓释、皮肤修复、生物传感器等方面。
1、组织工程方面在组织工程中,蚕丝蛋白可以作为生物材料用于支持和促进细胞生长,早在20世纪80年代,就已经有学者报道了他们首次使用蚕丝蛋白纤维支撑生长皮肤组织的实验现象。
此外,许多研究者利用蚕丝蛋白制成的支架、纳米纤维膜可以作为细胞准直和生物反应器使用。
2、药物缓释方面除了用于组织工程之外,蚕丝蛋白还可以被用来制备药物缓释微球。
将药物浸泡在蚕丝蛋白溶液中,制备成微粒,然后将其固定在某些载体上,如凝胶、树脂、微孔聚合物等,可以制成延长药物释放时间的微球,并可用于肝癌、肿瘤等药物缓释领域。
蚕丝蛋白材料的制备和应用
蚕丝蛋白材料的制备和应用自然界中有许多优良的材料可以为人类所用,其中蚕丝便是一种极其珍贵的材料。
蚕丝不仅具有柔软光滑、美观耐用的特点,在医学、科技等领域也有着广泛的应用。
而作为蚕丝最主要的成分,蚕丝蛋白又成为了近年来新兴的材料研究领域之一。
本文将重点介绍蚕丝蛋白材料的制备和应用。
一、蚕丝蛋白的提取与制备1. 蚕丝蛋白提取人们在使用蚕丝蛋白之前,首先需要将蚕丝蛋白从蚕丝中提取出来。
蚕丝蛋白的提取方式主要有两种:酸性提取法和中和提取法。
其中,酸性提取法是将蚕丝浸入在强酸中使之变性,之后将其溶解并用酸中和;而中和提取法则是根据蚕丝蛋白本身的等电点和分子量来选择性地分离其它杂质,得到纯净的蚕丝蛋白。
2. 蚕丝蛋白制备在蚕丝蛋白材料的制备中,通常会用到三种不同的方法:自组装、溶液重聚和模板交替制备。
其中,自组装方法是利用蚕丝蛋白的疏水性和亲水性自发地形成出微米或纳米级别的结构;溶液重聚则是通过调整蚕丝蛋白溶液的pH值、离子强度或浓度等来控制其再聚合的能力;而模板交替制备法则是利用复合模板来制备具有各种不同的形貌和结构的材料。
二、蚕丝蛋白材料的应用1. 医用领域蚕丝蛋白具有优良的生物相容性和生物可降解性,在医学领域有着广泛的应用前景。
目前,蚕丝蛋白被制成为一种医疗敷料材料,可以用于创面包扎、组织修复和组织工程等领域。
此外,蚕丝蛋白还可以用来制备药物缓释体和支架等医疗器械,具有广泛的临床应用价值。
2. 纺织服装蚕丝蛋白具有柔软舒适、亲肤透气、吸湿排汗、防静电等优良的特性,在纺织服装领域具有广泛的应用前景。
目前,蚕丝蛋白已经被用来制备高级手工艺品和高端时装等。
蚕丝蛋白面料在舒适性、触感和色泽方面都有独特的优势,而且对人体皮肤无刺激,是一种非常理想的纺织材料。
3. 其他应用由于蚕丝蛋白具有良好的生物相容性和生物可降解性,它还被用来制备接触镜、生物传感器、骨替代物、生物技术等领域,对于人体健康的维护和提高都有着积极的作用。
蚕丝蛋白 标准
蚕丝蛋白标准
蚕丝蛋白是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白,含有18种氨基酸,其中
甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸约占总组成的80%以上。
其标准包括以下技术指标:
1. 外观形状:淡黄色透明液体,无特异气味,易溶于水。
2. 双缩脲反应为阳性,紫外吸收光谱在波长200~240nm处有强吸收峰。
3. pH值为6~7。
4. 比重(d 2。
o)1.000~1.050。
5. 蛋白质含量>14%。
6. 氨基酸:共17种,每ml中含87mg以上。
7. 灰分:1%以下。
8. 重金属汞、砷、铅分别在1ppm以下。
9. 细菌总数(个/m1)≤10。
10. 粪大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌均不得检出。
以上内容仅供参考,具体的技术指标可能会根据不同的产品和应用有所不同,建议查阅相关的产品说明书或咨询专业人士获取准确的信息。
蚕丝蛋白材料的制备与应用研究
蚕丝蛋白材料的制备与应用研究蚕丝蛋白是一种天然高分子材料,具有优异的生物相容性、生物降解性和生理活性,是一种非常有前景的材料。
它的制备和应用已经成为了当前材料研究的热点。
在本文中,我们将探讨蚕丝蛋白的制备和应用研究。
一、蚕丝蛋白的制备蚕丝蛋白是由家蚕的唾液腺分泌而来的,是一种具有优异生物相容性的高分子材料。
在制备过程中,首先要从蚕丝中提取出蚕丝蛋白,然后对其进行加工处理。
在提取蚕丝蛋白的过程中,一般是通过蚕丝的脱胶、溶解和纯化等步骤来进行。
将蚕丝浸泡在碱性或酸性溶液中,使其发生纤维胶变为蛋白胶,再通过一系列的洗涤、离子交换和干燥等过程得到蚕丝蛋白。
这一过程需要用到一些化学试剂和设备,例如酸、碱等溶液,离心机、过滤器等设备,在提取和处理过程中需要注意对环境的保护。
二、蚕丝蛋白的应用蚕丝蛋白具有很多优越的物理性质,这些性质使其在很多领域都具有广泛的应用前景。
1. 医学领域蚕丝蛋白在医学领域中的应用已经广泛,例如用于制备带有抗菌功能的医用敷料和人造血管等。
蚕丝蛋白可以促进细胞生长、修复组织,具有很高的生物相容性和生物活性。
这使得它在医学领域中具有广泛的应用前景。
2. 纺织行业在纺织行业中,蚕丝蛋白可以用来制作高档面料、床上用品、地毯、窗帘等。
蚕丝蛋白具有天然的光泽和手感,可以滋润肌肤,抑制静电,对人体有很好的保健作用。
3. 食品行业蚕丝蛋白也可以用于食品行业中。
在制作烘焙食品时,可以使用蚕丝蛋白作为酵母和提升面团弹性的物质。
蚕丝蛋白还可以用于制造低脂、保健型肉制品、休闲食品等。
4. 化妆品行业蚕丝蛋白在化妆品行业中也有广泛的应用。
由于其神奇的水溶性、渗透性和稳定性,蚕丝蛋白可以用作化妆品的保湿剂、防晒剂和抗皱剂等。
此外,由于蚕丝蛋白不会刺激皮肤,因此它也成为了许多护肤品的重要成分。
5. 环保领域蚕丝蛋白还可以应用于环保领域。
由于其具有优良的生物相容性和降解性,蚕丝蛋白可以被用于制造可降解的塑料袋、生物医用材料和环保材料等。
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蚕丝蛋白发展的综述安亭亭姚娟摘要简要介绍了蚕丝蛋白的组成和性能,具体叙述了蚕丝在服装、化妆品、食品、医药、医用材料、生物技术和环保领域等方面的应用和研究进展。
最后阐述了蚕丝蛋白广阔的发展前景。
关键词蚕丝蛋白;应用;进展;发展前景我国是世界上家蚕丝及柞蚕丝产量最大的国家,家蚕生丝产量约占世界一半。
一直以来绝大部分的蚕丝都被用来作为纺织材料。
自2O世纪70年代至今,国内外对蚕丝开发利用的研究逐渐延伸到食品、发酵工业新材料、生物制药、临床诊断治疗、环境保护、能源利用、医用材料及化妆品等领域。
1 蚕丝蛋白的组成及性能1.1 蚕丝蛋白的组成蚕丝蛋白质含量高达98%,主要由丝素、丝胶两种蛋白质组成,其中丝素占70%一80%,丝胶为20%~3O%【3J。
丝素蛋白由一条H链和一条L链通过s — s键结合而成。
丝素和丝胶蛋白均含有包括人体必需氨基酸在内的18种氨基酸。
丝素的主要成分是甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸、丝氨酸;而丝胶中则含有大量的丝氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸,其次是甘氨酸、苏氨酸和赖氨酸等。
丝胶中亲水性的氨基酸多于疏水性的氨基酸;而丝素中亲水性的氨基酸少于疏水性的氨基酸。
丝蛋白还含不超过0.7%的钾、钙、硅、锶、磷、铁和铜等多种无机元素。
1.2 蚕丝蛋白的性能从工业用材料的角度来看,丝蛋白与其它天然生物聚合物相比有如下的杰出特性l 4l:①材料均匀单纯,蛋白含量大于95%,由蚕丝即可得到纯的丝蛋白;②家蚕丝纤维无须使用有害的还原剂,用水透析后便能得到纯丝素蛋白溶液;③蚕丝可以随时随地通过对蚕使用人工饲料来得到;④使用加热、干燥、压缩、化学药品处理等,很容易改变它的结构;⑤能制成纤维、粉末、薄膜、溶液等多种形态。
⑥丝蛋白在醇类溶液中难溶,此特性有助于丝素蛋白用作生物材料,因为这种溶剂对活组织无害。
2 蚕丝蛋白的综合利用现状2.1蚕丝在服装领域方面的应用真丝织物有穿着舒适、手感柔软光滑、光泽和谐、华丽高贵等特点。
因此一直受到人们的青睐。
蚕丝的公定回潮率为11%,具有优良的吸湿性和透湿性,使真丝织物具有适应外界温度变化而及时对其调整的作用,使体表始终保持一定水分,防止皮肤干裂。
蚕丝的导热性小于绝大多数纺织纤维,真丝服装散热速度比较慢,所以人们穿着真丝服装有冬暖夏凉之感。
蚕丝的吸湿热较高(165ca1),仅次于羊毛。
因此真丝服装对温度变化有很好的缓冲作用。
桑蚕丝中乙氨酸的含量高达42.8%,乙氨酸能与紫外线进行光化作用,因此真丝服装能阻止或减少太阳光中紫外线对人体的侵害,起到保护皮肤的作用。
且蚕丝蛋白纤维不易产生静电。
真丝服装经穿着使用后,容易产生原纤化,原纤化就像扫帚,毛刷一样,可以起到清除人体表面细微污垢和细菌的功能,防止皮肤瘙痒症,因此有人称蚕丝为“保健型纤维”l 2_。
为了克服真丝织物易皱、品种单容易泛黄、染色度较差等缺点,目前有开发出了包芯丝、变形丝等复合的生丝,并已成为其发展的主要方向,蚕丝正以新面孔活跃在服装领域。
2.2 丝蛋白在化妆品方面的应用早在明代,李时珍在他的医学巨著《本草纲目》中就有记载:天然蚕丝可以使皮肤变美,消除黑斑,还能治疗化脓性皮肤病。
蚕丝蛋白在化妆品方面,主要有两种形式:即丝素粉和丝肽。
丝素粉不仅具有蚕丝蛋白特有的柔和光泽和吸收紫外线抵御日光辐射的作用,而且光滑、细腻、透气性好、附着力强,能随环境温湿度的变化而吸收和释放水分,对皮肤角质层水分有较好的保持作用。
因此丝素粉是美容类化妆品中上乘的基础材料。
丝肽具有较好的保湿作用;渗透性强,可透过角质层与上皮细胞结合,参与和改善上皮细胞的代谢,营养细胞,使皮肤湿润、柔软,富有弹性和光泽;具有较好的成膜性,能在皮肤和毛发的表面形成保护膜,这种膜具有良好的柔韧性和弹性;防紫外线辐射,丝素肽中的乙氨酸与紫外线进行光化反应,能阻挡和减少紫外线对人体的侵害,o抑制皮肤中黑色素的生成,丝肽蛋白有抑制酪氨酸酶活性的作用,从而抑制黑色素生成。
2O世纪70年代Et本就开发丝素粉并用于粉底材料。
20世纪80年代初,江苏无锡等地相继利用丝素粉制成丝素膏,产品远销东南亚。
20世纪80年代中期,山东、浙江研究出有多种用途的丝(素)精,把它配人镇痛消炎的皮肤外用药膏中,可起到愈合伤口、防止皮肤干燥、促进皮肤吸收的作用。
谢德松等5利用蚕丝蛋白为主要原料,辅用其他中草药,研制治疗、护肤相结合的新型皮肤外用药“舒肤霜”。
对治疗瘙痒性皮肤病及皮肤皲裂症的有效率达95%。
1992年Et本利用蚕丝丝素粉已经成功开发出粉底、粉饼、脸黛、香波、固形剂、洗发剂、头发保护剂、唇膏等一系列化妆品嗍。
近年来,国内许多单位,如江苏省丝绸公司、陕西省丝绸公司、辽宁柞蚕丝绸科学研究院、浙江省蚕研所、上海华银日化厂等相继研究开发出了丝蛋白化妆品和洗浴用品,产品效果都不错。
胡桂燕等同利用水溶性天然蚕丝蛋白为主要原料研制对皮肤色斑有抑制作用的“丝露祛斑美白霜”补充治疗色素沉着,效果较好。
付田霞等同将柞蚕丝素粉添加到化妆品成品中进行抑菌实验,结果表明柞蚕丝素粉具有很好的抑菌功能。
丝蛋白作为化妆品添加剂,其主要优点是热稳定性好,防晒、保湿、营养等功能俱全,与其他化妆品原料有较好的配伍性,添加量较大,最多可达到20%,使其功能性作用较明显,因此可广泛应用于化妆品领域。
2.3 丝蛋白在食品方面的应用家蚕丝具有无毒、无污染、可生物降解的特性,其降解物和蚕丝中低聚肽对人体具有特殊的营养保健功能。
丝蛋白中富含18种氨基酸,其中包括8种必需氨基酸,而脂肪和碳水化合物含量极少。
由家蚕丝开发的生物食品不仅非常符合人类现代营养学方面的要求,而且具有特殊的药用价值,被称为“21世纪的高科技食品”日。
家蚕丝素食品具有解酒保肝、降低血液胆固醇、促进胰岛素分泌、降低压、防治帕金森氏症及明显的抗菌作用。
丝素食品源于日本,目前已经有利用家蚕丝多肽和氨基酸生产的丝素蛋糕、饼干、面条、荞麦面、果冻胶、冰淇淋、糖果、稀饭、饮料、酱油以及含有丝素成分的茶叶、胶囊、片剂等食品,并以其独特的品质而深受消费者青睐,成了日本新一代的保健食品和营养品。
目前,我国的有关科研和生产机构已生产丝精、速溶性丝胶,并正在积极研制蚕丝保健食品,用丝素加工饮料、酱油、果冻等食品的工艺已经得到进步改良,并已实现工业化生产。
YunanYang et a1.研发了一种丝蛋白食品加工新工艺,为解决宇航员在探索太空的漫长期间能得到蛋白食品的供应提供了新渠道。
丝素食品的开发的成功,无形中增加了蚕丝产品的附加值,降低了原料成本,对我国功能性食品的产品结构的改变有重要意义。
我国有充足的下脚料茧和废丝原料,也有广阔的消费市场,因此蚕丝食品的开发利用将有非常广阔的前景。
2.4 在医药、医用材料方面的应用蚕丝蛋白具有特殊的超微结构和多级结构,有其他高分子材料所不可比拟的优点:无毒、无刺激、无污染及生物亲和性,能良好的适应机体组织。
利用这些性质制成的人造皮肤、人造血管、人工肌腱和韧带、人造骨骼、人造牙齿、免拆除手术缝合线、丝素膜、生物反应器等已取得了突破性进展嘲。
Michael Lovett et a1.【 9】研究表明由于丝蛋白的生物亲和性和缝合性,不管是直接移植还是嫁接到细胞上,丝蛋白微管都是微管移植的理想生物材料。
S.Hofmann etal .阐明蚕丝蛋白是多糖和活性蛋白质药物载体较理想的药物控制释放材料,它可以增强或减缓药物在体内的作用时间和效力;陈明丽等ll1 利用蚕丝蛋白建立了选择性分离细胞色素C的新体系。
近年来,国内外任有不少研究人员致力于蚕丝蛋白在医药、医用材料方面的应用,以期充分利用它特有的性质和优点在抗癌药物、抗艾滋病药物、抗衰老、药物释放控制等研究上有所突破。
2.5 在生物技术上的应用在生物技术领域,丝素膜可作为固定化酶的载体和制备生物传感器。
丝素蛋白是天然的高分子蛋白,具有独特的分子结构、优异的机械性能、良好的吸湿和保温性能、以及抗微生物性能,是一种理想的酶固定化载体材料,用于医疗,生化,发酵和化学分析等领域。
我国已有人在研究利用蚕丝固定化青霉素酰化酶。
并取得了一定的进展。
用丝素膜制备的酶传感器,可减少酶的失活、扩大酶活性的pH范围,提高酶的利用效率。
除了酶传感器外,丝素蛋白膜还可用于免疫传感器和神经传感器。
日本针纺公司还研制出一种固定抗体的丝素膜,并开发完成一种免疫传感器用于癌症的诊断;我国张雨青_13也研制成功固定化L一天冬酰胺酶的丝素膜;徐新颜Ⅱ41也研制成功固定化葡萄糖氧化酶和青霉素酰化酶的丝素膜。
2.6在复合材料方面的应用由于蚕丝服装有着染色差、易泛黄、起皱、品种单一等缺点,因此在服装领域方面的再开发利用以满足生产高档纺织品的要求是蚕丝开发利用的一个重要发展方向。
比如开发含蚕丝蛋白的化纤新产品和再生蛋白纤维等。
杨敏华等[15]制成的蚕丝蛋白/粘胶纤维,既有着真丝般柔和的光泽和滑爽柔软的手感,又保持了粘胶纤维良好的吸湿性,并具有一定的生物保健功能。
日本有公司在涤纶或粘胶纤维中加入蚕丝蛋白,使其成为保湿性好、有光泽、手感光滑的舒适性材料。
另外,为了改善由再生丝蛋白制成的膜、多孔支架和凝胶等材料的力学性能比较脆弱的缺点,近年来不少研究人员将丝素蛋白与合成高分子、生物大分子、无机物等制备成复合材料,品质得到了较好的改善。
2.7 在环保领域的开发应用高分子塑料的废弃物已造成严重的白色污染。
家蚕丝是天然纤维状蛋白质,自然环境中在紫外线、微生物和生物酶作用下能够被很快分解,因此家蚕丝素膜作为高分子塑料的替代品正受到人们r自勺重视。
家蚕丝素的成分与玳瑁相近,可作为玳瑁的代用材料;蚕丝作为象牙的替代材料也已得到利用。
用尼龙等合成纤维制作的钓鱼线,因在自然条件下不会腐败分解引起环境污染。
用光硬化树脂覆盖家蚕丝后制成的无公害钓鱼线,已经实用化。
将家蚕丝用碱处理后,添加一定比例的树脂就可以获得新型感触性涂层材料,将丝粉调入某些涂料中还可制成高级涂料,目前被广泛用于各种高档室内装潢[91。
3 展望随着生物高新技术的发展、研究手段的进步,目前国内外对蚕丝结构和性质的研究越来越深入,并已取得了有价值的成果。
但人们对丝素蛋白的研究和利用还非常有限。
如在纺织工业上要提高质量,提高染色牢度、改善泛黄、增加新品种等;用丝素蛋白制作人工器官和人工组织还处于初级阶段;在化妆品方面的某些作用机理尚未十分明确;蚕丝功能性食品在人体内发挥生理功效的作用机理尚未完全阐明等。
这些应是今后充分利用蚕丝蛋白的主要研究方向。
另外,由于蚕丝蛋白的独特生理性能,加强其在生物医学、医用材料、生物技术方面的应用也是开发蚕丝蛋白的一个重点研究方向。
我国有充足的下体系。
近年来,国内外任有不少研究人员致力于蚕丝蛋白在医药、医用材料方面的应用,以期充分利用它特有的性质和优点在抗癌药物、抗艾滋病药物、抗衰老、药物释放控制等研究上有所突破。