蠶桑資源多元化利用講座（6）

朱祥瑞

（浙江大學(xué) 應(yīng)用生物資源研究所，浙江 杭州 310058）

5 蠶絲的利用

蠶絲由絲素蛋白和絲膠兩部分組成，絲膠包在絲素蛋白的外部，約占重量的25%，絲素蛋白是蠶絲中主要的組成部分，約占重量的70%，蠶絲中還有5%左右的雜質(zhì)。

絲素蛋白中包含18種氨基酸，其中側(cè)鏈較為簡單的甘氨酸、丙氨酸和絲氨酸約占總組成的85%，三者的摩爾比為4∶3∶1。絲素結(jié)構(gòu)較為簡單，就一級結(jié)構(gòu)而論，經(jīng)常出現(xiàn)一些序列相同或相似的重復(fù)肽段，二級結(jié)構(gòu)也幾乎是單一的，很少有轉(zhuǎn)角、環(huán)狀和“無規(guī)”卷曲結(jié)構(gòu)。

絲膠是一種高分子量的球蛋白，其分子結(jié)構(gòu)的支鏈上親水基含量較高，側(cè)鏈排列不緊密，易溶于水、稀酸和稀堿，并能被蛋白酶等水解，還具有與明膠類似的凝膠、黏著等特性。

5.1 絲素用于護膚品原料

蠶絲絲素具有獨特的性能：良好的保溫性、保濕性，能幫助皮膚調(diào)節(jié)水分；與皮膚角朊細(xì)胞蛋白質(zhì)極相似，兩者有極好的親和性；具有吸收紫外線，防止日光輻射的作用。

絲素蛋白作為護膚品原料，其主要優(yōu)點是熱穩(wěn)定性好，防曬、保濕、營養(yǎng)等功能俱全，與其他護膚品原料有較好的配伍性，添加量較大，最多可達到20%，因此可廣泛應(yīng)用于護膚品和護膚品領(lǐng)域。

利用絲素制造護膚護膚品和護膚品，國內(nèi)外均已有報道。含有絲素蛋白的粉底、口紅、化妝水、雪花膏、整發(fā)用的染發(fā)液、發(fā)蠟等都已有部分投產(chǎn)。

絲素用于護膚品主要有兩種：即護膚品和絲肽。

護膚品：可以保持蠶絲蛋白的原始結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成。仍然具有蠶絲蛋白特有的柔和光澤和吸收紫外線抵御日光輻射的作用，護膚品光滑、細(xì)膩、透氣性好、附著力強，能隨環(huán)境溫濕度的變化而吸收和釋放水分，對皮膚角質(zhì)層水分有較好的保持作用。

絲肽：是絲素經(jīng)水解處理后得到的小分子水解產(chǎn)物。從絲素蛋白中提取的絲素肽，可作為高級營養(yǎng)美容護膚品的添加劑，絲肽分子量較小，滲透性強，可透過角質(zhì)層與上皮細(xì)胞結(jié)合，參與和改善上皮細(xì)胞的代謝，營養(yǎng)細(xì)胞，使皮膚濕潤、柔軟，富有彈性和光澤。絲肽具有較好的成膜性，能在皮膚和毛發(fā)的表面形成保護膜，這種膜具有良好的柔韌性和彈性，因此作為護膚護發(fā)和洗浴用品基礎(chǔ)材料相當(dāng)合適。絲素、絲肽護膚品可以防止皮膚干裂、曬黑，經(jīng)常使用絲素、絲肽護膚品，還可治療陽光過敏性皮膚病，因此，絲素，特別是絲肽護膚品具有卓越的護膚、護發(fā)、美容的功能，蠶絲的深加工產(chǎn)品，確實是一種天然高級而富有營養(yǎng)的美容護膚品的添加劑。

5.1.1 護膚品的制備

（1）脫膠：將繭殼浸漬于由0.4%馬賽皂溶液和0.6%碳酸鈉組成的水溶液（浴比1∶80）中，加溫至98℃，處理3 h，取出繭殼，用水洗凈、干燥。

（2）酸水解：脫膠后的繭殼在3 mol/L鹽酸溶液（浴比1∶50）中，沸騰處理12 h，使繭殼變性。用清水洗滌變性絲素，烘干。

（3）粉碎：將變性絲素粉碎，過80目篩，即為護膚品成品。

這種變性護膚品便于制備，成本低。但是最大的缺點是護膚品與基質(zhì)的相容性稍差，由這種護膚品制備的護膚品放置時間太久時，護膚品會從護膚品中離析出來。

5.1.2 絲素肽的制備

（1）脫膠：將繭殼或廢絲按浴比1∶50放入0.1%Na2CO3溶液中，溫度為98℃～100℃脫膠處理30 min，用水洗凈繭殼或廢絲，然后再在0.05%Na2CO3溶液中進行第2次脫膠，溫度、時間與第1次脫膠相同。脫膠后用水充分洗滌、脫水。

（2）水解：將脫膠后的絲素纖維按浴比1∶10放入20%硫酸溶液中，保持微沸回流（油?。?20℃）6 h，進行絲素纖維的水解。

（4）脫色：在除鹽后的絲素肽溶液中加入脫色液5%～10%的活性炭，加溫到80℃，在攪拌狀態(tài)下脫色時間2 h，再用布氏漏斗進行抽濾，獲得絲素肽清液。

（5）干燥：溶液的干燥方法主要有噴霧干燥法、冷凍干燥法和烘箱加熱烘干法等，過80目篩。

絲素肽可以是粉末狀，也可以是液體狀的絲素肽。粉末狀的絲素肽便于保存和運輸。

5.1.3 高分子絲素溶液制備

（1）試劑準(zhǔn)備：絲素溶解液（50%氯化鈣溶液）的配制：稱取一定量的氯化鈣固體，加入同等質(zhì)量的蒸餾水，溶解、攪拌；飽和硫酸銨（飽和濃度為76%）的配制：稱取硫酸銨固體76 g，加蒸餾水定容100 ml，得飽和溶液；尿素溶液（6 mol/L）的配制：稱取360.36 g尿素，用蒸餾水溶解，定容至1000 ml。

（2）蠶絲脫膠：將蠶繭繭殼剪成1 cm2的碎片，加25倍重量、濃度為0.5%的碳酸鈉溶液，精煉繭層2次，每次30 min，溫度控制在98℃；在第1次精煉后用自來水沖洗，第2次用蒸餾水充分洗凈，放于自然環(huán)境下晾干，得脫膠絲素。

（3）氯化鈣溶解絲制取絲素溶液：用50%氯化鈣溶液加熱至沸，將脫膠絲素放入其中，不斷攪拌，使其溶解，制得絲素溶液。將該絲素溶液裝入透析袋流水透析2 d～3 d，然后改用去離子水透析6 h。過濾，便可制得絲素溶液。

（4）氯化鈣溶解、離心、恒溫干燥制取護膚品：用50%氯化鈣溶液加熱至沸，將脫膠絲素放入其中，不斷攪拌，使其溶解，制得絲素溶液。在絲素溶液中加入飽和硫酸銨溶液進行鹽析，待絲素蛋白充分沉淀析出后，過濾。沉淀物用去離子水充分洗滌，洗滌液用氯化鋇溶液檢測硫酸根離子，直至看不見白色沉淀為止。所得沉淀物即為粉末狀絲素。

（5）直接從絲腺中制取絲素溶液：解剖五齡熟蠶，摘取后部絲腺，放入生理鹽水中浸泡；稍后移入6 mol/L濃度的尿素溶液中，去除絲腺外表皮，使絲素在尿素溶液中得到溶解；溶解液放入離心機中離心，上清液倒入透析袋中，在去離子水中透析1 d，便得到絲素溶液。若需要護膚品，可以將溶液在真空干燥箱內(nèi)80℃烘干，再粉碎、過80目篩即可。

5.2 絲素肽護膚品配制

5.2.1 配方

以絲肽液為原料，制取珍珠油型雪花膏，營養(yǎng)增白霜，夏士蓮型雪花膏三種護膚產(chǎn)品的配方如下，具體原料含量見表1～表3。

表1 珍珠油型雪花膏

表2 營養(yǎng)增白霜

表3 夏士蓮型雪花膏

5.2.2 操作

（1）將絲肽液，防腐劑I，混合高級醇，酯I等物質(zhì)加入適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)罐中，加熱至100℃，待其全部溶解后，恒溫0.5 h。

（3）配置一定濃度的堿溶液，緩慢加入反應(yīng)罐中，開始有白色的乳濁液出現(xiàn)，攪拌后乳濁液溶解，降溫至55℃，恒溫4h（營養(yǎng)增白霜成分中不含堿，不需要此步驟）。

（3）稱取適量的甘油，香精等物質(zhì)加入反應(yīng)罐中，恒溫快速攪拌3 h。然后加入一定量的精制水，繼續(xù)攪拌2 h，溫度逐漸降至室溫，即得成品。