Characterization of Tussah (Antheraea pernyi) Silk Fibroin Powder Prepared by HCI and NaOH

작잠견피브로인 분말의 제조와 그 특성

Antheraea pernyi silk powder was prepared by treatment with HCl and NaOH. The degree of hydrolysis of Antheraea pernyi silk fiber was examined. The morphology and structural characteristics of Antheraea pernyi silk powder were investigated by using SEM, FTIR and X-ray diffractometer. As the concentration of HCl and NaOH and tratment temperature increased, in general, the degree of hydrolysis of Antheraea pernyi silk fiber increased. On the other hand, the degree of hydrolysis of Antheraea pernyi treated with 3 N NaOH at 120$^{\circ}C$ for 24 hr was 70 wt%, which was lower than that of 90$^{\circ}C$(83 wt%). The morphology of acid/alkali resistance fraction of Antheraea pernyi silk fibroin was transformed from fiber form to powered one with an increase of hydrolysis. The conformation of Antheraea pernyi silk powder characterized by FT-IR spectrometer and X-ray diffractometer ${\beta}$-sheet and ${\alpha}$-helix structure.

염산 또는 수산화나트륨 수용액의 농도, 온도, 시간 등 처리조건에 따른 작잠견사의 가수분해율을 측정하였으며 산처리 작잠분말과 알칼리처리 작잠분말의 형태 및 구조특성을 주사전자현미경, 적외선 분광분석, X-선 회절분석 등의 방법으로 분석한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 작잠견사에 대한 염산 및 수산화나트륨의 처리농도와 온도가 높을수록 또한 처리시간이 길어질수록 작잠견사의 가수분해율은 증가하는 경향을 나타내었으나 고온, 고농도의 조건하에서 수산화나트륨을 작잠견사에 처리하는 경우 작잠견사의 가수분해율이 오히려 떨어지는 경향을 보였다. 2. 산 및 알칼리 처리에 의하여 제조된 작잠분말의 형태는 용해도가 30 wt% 부근에서는 섬유상의 형태를 유지하였으며 산처리 분말의 경우 용해도가 증가함에 따라 섬유축 방향으로 조각난 미세한 입자형태를 나타내었으나 알칼리처리 분말의 경우에는 부정형의 입자형태를 나타내었다. 3. 적외선 분광분석 결과 작잠분말은 처리조건과 무관하게 ${\beta}$-sheet 구조의 특성을 반영하는 1635, 1532, 1226, 960, 700 cm$^{-1}$ 흡수대와 ${\alpha}$-helix 구조의 특성을 반영하는 616 cm$^{-1}$ 흡수대가 뚜렷하게 나타나 작잠분말의 주요 conformation은 ${\beta}$-sheet 구조와 ${\alpha}$-helix 구조임을 확인하였다. 4. X-선 회절분석 결과 가수분해율이 낮을 경우 (35 wt%)에는 ${\beta}$-sheet 구조와 ${\alpha}$-helix 구조에 기인하는 회절 피크가 뚜렷하게 나타났으나 가수분해율이 80 wt% 이상으로 증가하면 2${\theta}$=17.1$^{\circ}$ 및 20.0$^{\circ}$의 회절피크만 강하게 나타났다.