제사과정 전후에서의 견사세리신의 물리화학적 성질변화에 관한 연구

Studies on the Physical and Chemical Denatures of Cocoon Bave Sericin throughout Silk Filature Processes

  • 발행 : 1974.06.01

초록

본 연구는 fibroin을 피복하여 견섬유의 경막적 성질을 지배하는 sericin에 대한 일연의 연구를 수행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. I. Sericin Fraction의 물리화학적 특성에 관한 실험 1) 난용성 sericin은 역용성 sericin에 비하여 polar side chain을 가진 amino산(Tyr, Ser)은 적은 반면 alanine과 leucine 등의 수화성이 적은 amino산이 측정되었다. 2) 수화성의 amine산은 견사의 외층부에서, 그리고 수화성이 적은 amino산은 fibroin에 가까운 부위에 많이 존재하였다. 3) 용수에 대한 sericin의 팽윤, 용해성은 alnino산 조성만으로 해석하기는 곤란하며 sericin의 결정구조나 이차구조와의 복합구조로 변화한다고 생각된다. 4) 견사의 간섭은 환상에 가까우나 정연처리로서 소멸하였다. 5) 작잠견 sericin은 가잠견 sericin과 차이가 있었는데 자오선상에 강한 환상 Ring이 많았다. 6) Mosher 법으로 분별한 A와 B fraction 사이의 amino산 조성에는 차이가 없었다. 7) Sericin I, II, III의 X-선도에 있어서는 큰 차이는 인정되지 않으나 측쇄간격에 해당 하는 Ring에서 차이가 인정되었다. 8) 분자량 150이상의 amino산(Cys, Tyr, Phe, His,Arg)은 6N-HCl, 60분의 가수분해로서 정양되지 않았다. 9) 4.6$\AA$의 X-선 간섭은 습열과 ether 및 alcohol로 처리하므로서 소멸하는 경향이었다. 10) sericin의 가수분해물(6N-HCl)은 자오선상에 간섭 Ring(2$\AA$)을 출현시켰다. 11) 가수분해 sericin 잔사는 어느 특정한 amino산의 peptide로 추정된다. 12) Seriein III의 분해온도는 Sericin I과 II보다 높았다. 13) 견층 부위별 sericin의 D.T.A 곡선에 었어서, 내층의 sercin은 15$0^{\circ}C$와 245$^{\circ}C$에서 흡열 peak가 나타나고 외, 중층의 것보다 고온측에 이동하였다. 14) IR-spectrum에 의한 sericin fraction(Sericin I, II, III, 외층, 중층 및 내층의 sercin)의 적외선흡수 결과는 일치하였다. II. 제사공정에서의 Sericin의 팽윤, 용해특성에 관한 실험 1) 3,000 R.P.M으로 침지처리된 견층의 자유성수분은 15분간으로 탈수가 가능하고 이 경우의 원심력은 13$\times$$10^4$dyne/g 이었다. 2) sericin에 대한 Folin시약의 발색에 필요한 시간은 실온에서 30분이었다. 3) 가시광선중 측정가능파장은 500~750m$\mu$이다. 4) 실제 비색정량의 경우 정도가 높은 측정치를 얻기 위해서는, 저농도(10$\mu\textrm{g}$/$m\ell$)인 때는 650m$\mu$에서 그 이상의 농도에서늘 500m$\mu$으로 측정해야 했다. 5) sericin과 egg albumin의 파장별 흡광도곡선형은 일치하나 흡광도는 sericin이 높았다. 6) 비색분석법에 의하여 측정된 sericin의 량은 Kjeldahl 법에 비해 적은 값을 나타냈다. 7) 견층의 팽윤, 용해도에 영향하는 처리조건으로서는 온도와 시간으로서 시간보다도 온도의 방과가 켰다. 8) 팽윤, 용해도를 촉진하는 처리온도와 시간과의 관계는 저온(7$0^{\circ}C$)에서는 시간의 증가에 따라서 팽윤, 용해도는 서서히 증대하나 고온에 있어서는 단시간의 처리로 현저히 증대했다. 9) 생견의 건조온도가 높아지면 견층의 팽윤, 용해도는 반대로 감소했다. 10) 견층의 두께가 크게 되면 일정시간에 있어서의 팽윤, 용해성은 저하하였다. 11) 견층부위별 팽윤, 용해성은 외>중>내층의 순이고 품종에 따라서는 견층부위별로 차이가 있었다. 12) 견층의 납물질제거처리를 하게 되면 sericin의 팽윤, 용해성은 대조구에 비해 감소하였다. 13) 음 ion 활성제는(pH 6.0 부근) sericin의 팽윤, 용해도를 촉진시켰다. 14) 양 ion 활성제는 위와 같은 조건에서 sericin 의 흡착현상을 나타내었다. 15) 경도성분(Ca, Mg)의 농도가 증가하면, 용수의 pH는 발성방향으로 이동하였다. 16) 용수중의 경도성분과 sericin과는 서로 완충작용을 나타내었다. 17) Ca와 Mg의 경도성분이 sericin의 팽윤, 용해에 미치는 영향을 비교하면 Ca 성분이 팽윤, 용해를 억제하였 다. 18) 용수중의 경도성분의 용존은 전기전도도를 증가시켰다.

The studies were carried out to disclose the physical and chemical properties of sericin fraction obtained from silk cocoon shells and its characteristics of swelling and solubility. The following results were obtained. 1. The physical and chemical properties of sericin fraction. 1) In contrast to the easy water soluble sericin, the hard soluble sericin contains fewer amino acids include of polar side radical while the hard soluble amino acid sach as alanine and leucine were detected. 2) The easy soluble amino acids were found mainly on the outer part of the fibroin, but the hard soluble amino acids were located in the near parts to the fibroin. 3) The swelling and solubility of the sericin could be hardly assayed by the analysis of the amino acid composition, and could be considered to tee closely related to the compound of the sericin crystal and secondary structure. 4) The X-ray patterns of the cocoon filament were ring shape, but they disappeared by the degumming treatment. 5) The sericin of tussah silkworm (A. pernyi), showed stronger circular patterns in the meridian than the regular silkworm (Bombyx mori). 6) There was no pattern difference between Fraction A and B. 7) X-ray diffraction patterns of the Sericin 1, ll and 111 were similar except interference of 8.85A (side chain spacing). 8) The amino acids above 150 in molecular weight such as Cys. Tyr. Phe. His. and Arg. were not found quantitatively by the 60 minutes-hydrolysis (6N-HCI). 9) The X-ray Pattern of 4.6A had a tendency to disappear with hot-water, ether, and alcohol treatment. 10) The partial hydrolysis of sericin showed a cirucular interference (2A) on the meridian. 11) The sericin pellet after hydrolysis was considered to be peptides composed with specific amino acids. 12) The decomposing temperature of Sericin 111 was higher than that of Sericin I and II. 13) Thermogram of the inner portioned sericin of the cocoon shell had double endothermic peaks at 165$^{\circ}C$, and 245$^{\circ}C$, and its decomposing temperature was higher than that of other portioned sericin. 14) The infrared spectroscopic properties among sericin I, II, III and sericin extracted from each layer portion of the cocoon shell were similar. II. The characteristics of seriein swelling and solubility related with silk processing. 1) Fifteen minutes was required to dehydrate the free moisture of cocoon shells with centrifugal force controlled at 13${\times}$10$^4$ dyne/g at 3,000 R.P.M. B) It took 30 minutes for the sericin to show positive reaction with the Folin-Ciocaltue reagent at room temperature. 3) The measurable wave length of the visible radiation was 500-750m${\mu}$, and the highest absorbance was observed at the wave length of 650m${\mu}$. 4) The colorimetric analysis should be conducted at 650mu for low concentration (10$\mu\textrm{g}$/$m\ell$), and at 500m${\mu}$ for the higher concentration to obtain an exact analysis. 5) The absorbing curves of sericin and egg albumin at different wave lengths were similar, but the absorbance of the former was slightly higher than that of the latter. 6) The quantity of the sericin measured by the colorimetric analysis, turned out to be less than by the Kjeldahl method. 7) Both temperature and duration in the cocoon cooking process has much effect on the swelling and solubility of the cocoon shells, but the temperature was more influential than the duration of the treatment. 8) The factorial relation between the temperature and the duration of treatment of the cocoon cooking to check for siricin swelling and solubility showed that the treatment duration should be gradually increased to reach optimum swelling and solubility of sericin with low temperature(70$^{\circ}C$) . High temperature, however, showed more sharp increase. 9) The more increased temperature in the drying of fresh cocoons, the less the sericin swelling and solubility were obtained. 10) In a specific cooking duration, the heavier the cocoon shell is, the less the swelling and solubility were obtained. 11) It was considered that there are differences in swelling or solubility between the filaments of each cocoon layer. 12) Sericin swelling or solubility in the cocoon filament was decreased by the wax extraction.. 13) The ionic surface active agent accelerated the swelling and solubility of the sericin at the range of pH 6-7. 14) In the same conditions as above, the cation agent was absorbed into the sericin. 15) In case of the increase of Ca ang Mg in the reeling water, its pH value drifted toward the acidity. 16) A buffering action was observed between the sericin and the water hardness constituents in the reeling water. 17) The effect of calcium on the swelling and solubility of the sericin was more moderate than that of magnecium. 18) The solute of the water hardness constituents increased the electric conductivity in the reeling water.

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