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吳登楨/苗栗區農業改良場
蠶絲是由蛋白質組成的,自古即被用來做為衣料,早期也應用於外科手術縫線,顯示蠶絲蛋白對人體有安全性、親和性和無過敏反應等優點,近來蠶絲蛋白-絲素(fibroin)的特性也愈來愈被人們研究及認識,而開發出新的生物材料,以提高附加價值。
絲素在蠶體內以濃縮的液態形式存在,經吐絲牽引而成纖維狀,具有高度的定向結晶結構,當液狀絲素受到加熱、冷凍、pH變化和有機溶劑等處理後會發生結構和性質的改變,此種特性決定了它所具有的生物活性,而絲素的主要氨基酸成分對人體也有特殊功能。因此蠶絲蛋白不論是做為新高科技材料,或營養、保健食品、化妝品添加劑等應用,都非常具有潛力。
(一)絲素溶液
絲素溶液的主要原料可用次級或下繭和工業廢料(包括繅絲和絹紡所產生的廢絲等)。為了避免損傷絲素,以弱鹼性條件下進行為宜,或採用?法製取。取廢絲先以0.05%Na2CO3溶液加熱除去絲膠,所得純絲素用CaCl2-H2O-C2H5OH的混合液在70~80℃下溶解,而得到絲素-CaCl2溶液,可製成絲素膜、絲素粉、絲纖維和凝膠等數種不同產品。
(二)絲素食品
(三)絲素肽
絲素利用強酸水解時,在控制水解條件下可得分子量較大的水溶性多肽,特別是分子量在1000~2000的多肽,不僅能較長時間保持穩定溶液狀態,且還保有某些程度的絲素特徵。此種絲素肽溶液經乾燥後能形成絲素膜,添加乙醇析出的粉末,經X線衍射分析,有結晶體存在,由於具保濕性,是理想的化妝品基材。
絲素肽可用於洗髮護髮劑的開發利用,由於頭髮對絲素的吸著性強,可在頭髮的表面形成一層結晶性膜,而有護髮的作用。例如對頭髮的染色、脫色、電燙髮的波形製作及塗刷等美髮操作時,可使頭髮免受化學和機械性傷害。還可將絲素肽作為化妝品、研磨劑、複合生物分解材料和硬質材料等替代品使用。
(四)絲素膜
將絲素溶液注於特定的模板上,使其成為均一的薄片。然後在特定溫度下通風乾燥,經取出後即可得無色、透明的絲素膜。由於此種絲素膜在水中會溶解,可再用70~90%酒精進行短時間的浸漬,使絲素分子間的水分被滲出,分子間的距離縮短,聚集結構緊密,而成為不溶於水或難溶於水的絲素膜。此種不溶性絲素膜加入抗菌藥物即成為藥物絲素膜,可做為外傷皮膚表面覆蓋和人工皮膚之用,由於人體組織與蠶絲蛋白有較好的相容性,將會是一種理想的生物醫學材料。
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