轉(zhuǎn)基因彩色蠶繭繅絲基本性能的研究

高維全，陳麗華，何 勇，王 茜，黃 勝，張 玲

(1.重慶市纖維檢驗(yàn)局，重慶 401121；2.重慶出入境檢驗(yàn)檢疫局，重慶 400020)

轉(zhuǎn)基因彩色蠶繭繅絲基本性能的研究

高維全1，陳麗華2，何 勇1，王 茜1，黃 勝1，張 玲1

(1.重慶市纖維檢驗(yàn)局，重慶 401121；2.重慶出入境檢驗(yàn)檢疫局，重慶 400020)

研究轉(zhuǎn)基因彩色繭基本性能，為其繅絲和產(chǎn)品開發(fā)提供基礎(chǔ)。采用分析轉(zhuǎn)基因彩色蠶繭的外觀形態(tài)、絲膠含量、單?？壗z特征、繭絲強(qiáng)力及伸長(zhǎng)、繭絲外觀疵點(diǎn)和纖度變化等指標(biāo)情況，分析得出：轉(zhuǎn)基因彩色蠶繭具有體積較小、表面結(jié)構(gòu)致密、絲膠含量大(高達(dá)33.58 %)：?jiǎn)瘟？壗z外層索緒較難、強(qiáng)力及伸長(zhǎng)變化較小、疵點(diǎn)偏多、纖度變化較大的特點(diǎn)。

轉(zhuǎn)基因彩色蠶繭；繅絲；性能

轉(zhuǎn)基因彩色家蠶是中國西南大學(xué)利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將色素蛋白融合到蠶絲絲素中創(chuàng)造出的一種新型天然彩色生物纖維，用此織造的彩色桑蠶絲織物，無需再進(jìn)行印染，而帶有較為鮮艷的天然顏色，降低了染色對(duì)環(huán)境的影響，大大提高了附加值。重慶市纖維檢驗(yàn)局于2008年受西南大學(xué)的橫向課題委托，開展了轉(zhuǎn)基因彩繭的繅絲研究工作，取得了階段性成果，并于2009年協(xié)助制作了第一件彩絲綢服裝[1]。

本研究針對(duì)轉(zhuǎn)基因彩色蠶繭的外觀形態(tài)、絲膠含量、單?？壗z特征、繭絲強(qiáng)力及伸長(zhǎng)、繭絲外觀疵點(diǎn)和纖度曲線等繅絲基本性能項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試和研究，同時(shí)與普通家蠶繭進(jìn)行了比較，為轉(zhuǎn)基因彩色繭的繅絲工藝開發(fā)、絲產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用提供一定研究基礎(chǔ)。

1 試 驗(yàn)

1.1 材料與設(shè)備

設(shè)備：飛宇521型試樣煮繭機(jī)、飛宇501型自動(dòng)繭質(zhì)檢定機(jī)、飛宇518型小型復(fù)搖機(jī)(杭州機(jī)械有限公司)，HBJ920黑板機(jī)(四川省內(nèi)江康樂醫(yī)療器材有限公司)，Instron5567萬能強(qiáng)力機(jī)(美國)，Y802A恒溫烘箱(常州紡織儀器廠)，電子天平精度為0.000 1 g(上海良平儀器儀表有限公司)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 外觀形態(tài)

采用游標(biāo)卡尺量取蠶繭的縱橫最大直徑，表示其外觀大小。

1.2.2 絲膠含量

依據(jù)FZ/T 40004－2009《蠶絲含膠率試驗(yàn)方法》[2]，進(jìn)行絲膠含量測(cè)試。

1.2.3 單粒繅絲特征

不同飼料原料的理化特性不同，不同飼料配方因原料組分構(gòu)成不同，導(dǎo)致它們的調(diào)質(zhì)性能也有很大差異，因而需要采用針對(duì)性的調(diào)質(zhì)參數(shù)。

煮繭后在自動(dòng)繭質(zhì)測(cè)定機(jī)進(jìn)行繅絲，參照GB/T9111－2006《桑蠶干繭試驗(yàn)方法》[3]測(cè)試。

1.2.4 繭絲強(qiáng)力及伸長(zhǎng)

參照GB/T 1798－2008《生絲試驗(yàn)方法》[4]進(jìn)行。

1.2.5 繭絲外觀疵點(diǎn)

將繅制的生絲，參照GB/T 1798－2008《生絲試驗(yàn)方法》進(jìn)行黑板測(cè)試。

1.2.6 纖 度

參照GB/T 1798－2008《生絲試驗(yàn)方法》進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 外觀形態(tài)

選取具有代表性的蘇菊明虎(產(chǎn)地黔江)和兩廣二號(hào)(產(chǎn)地廣西)的普通家蠶繭與轉(zhuǎn)基因彩繭的外觀進(jìn)行比較，分別量取100顆取平均值。

蠶繭特征見圖1，比較結(jié)果見表1。

圖1 蠶 繭Fig.1 Photos of cocoon

表1 蠶繭的大小特征Tab.1 Size property of cocoon

從圖1和表1可見，轉(zhuǎn)基因彩繭顏色一致性較好，形狀與兩廣二號(hào)基本相同，但表面結(jié)構(gòu)緊密，這就是彩繭繅絲時(shí)外層離解難度大的原因。

2.2 絲膠含量

表2 繭絲的絲膠含量Tab.2 Sericin content of cocoon fi lament

2.3 單?？壗z特征

考核單粒繭的繅絲落緒特征，以100回為一層進(jìn)行分段，分外、中、內(nèi)層，其落緒特征測(cè)試結(jié)果見表3。

表3 單粒繭分層落緒特征Tab. 3 Layering dropped property of cocoon

從表3可見，普通家蠶繭繅絲時(shí)，外層落緒少、離解容易、單絲韌性好，向中內(nèi)層時(shí)單絲變細(xì)、韌性變差、易斷，不索緒；轉(zhuǎn)基因家蠶繭繅絲時(shí)，外層手感粗糙、絲膠重、易斷頭，向中內(nèi)層絲膠減少，韌性變好，易離解。

2.4 繭絲強(qiáng)力及伸長(zhǎng)

以百回?cái)?shù)進(jìn)行分段，測(cè)試了繭絲的強(qiáng)力和伸長(zhǎng)變化情況，測(cè)試結(jié)果見圖2和圖3。

圖2 繭絲的斷裂強(qiáng)力Fig.2 Breaking strength of cocoon fi lament

從圖2可見，普通家蠶繭絲的強(qiáng)力從外層向內(nèi)層逐漸降低，前3百回降幅較緩，總4百回后急劇下降，平均強(qiáng)力為5.52 N，變異系數(shù)達(dá)49.6 %；轉(zhuǎn)基因彩色家蠶絲的強(qiáng)力由外向內(nèi)，基本呈下降趨勢(shì)，但波動(dòng)不大，平均強(qiáng)力為3.74 N，較普通繭絲低，變異系數(shù)為19.8 %，較普通繭絲好。

從圖3可見，轉(zhuǎn)基因彩色繭絲與普通家蠶繭絲的前5百回?cái)嗔焉扉L(zhǎng)變化趨勢(shì)基本一致，呈緩慢下降，5百回后，轉(zhuǎn)基因彩色繭絲基本不變，普通家蠶繭絲的急劇下降，這也是轉(zhuǎn)基因彩色繭內(nèi)層繅絲性能好的

絲膠含量是考核蠶繭繅絲性能和生絲質(zhì)量的重要指標(biāo)，一般含絲膠量大，繅絲難度加大，質(zhì)量損失率也高，轉(zhuǎn)基因家蠶絲和普通家蠶絲的含絲膠量測(cè)試結(jié)果見表2。

從表2的數(shù)據(jù)分析得出，轉(zhuǎn)基因家蠶絲的絲膠含量比普通家蠶絲的高出了5.47個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到33.58 %，這也是轉(zhuǎn)基因家蠶絲較普通家蠶絲的手感偏硬、交聯(lián)重、強(qiáng)力偏低的原因。原因?？傮w看，轉(zhuǎn)基因彩色繭絲3.72 cm，變異系數(shù)17.1 %，普通家蠶繭絲4.19 cm，變異系數(shù)37.3 %。

圖3 繭絲的斷裂伸長(zhǎng)Fig.3 Extension of cocoon fi lament

2.5 繭絲外觀質(zhì)量

繭絲的外觀質(zhì)量采用黑板法考核繭層的內(nèi)外層絲的疵點(diǎn)狀況，測(cè)試結(jié)果見圖4和圖5。

圖4 繭絲外層外觀疵點(diǎn)Fig.4 Sureface defect of outer cocoon fi lamemt

圖5 繭絲內(nèi)層外觀疵點(diǎn)Fig.5 Sureface defect of inner cocoon fi lament

從圖4外層絲和圖5內(nèi)層絲的疵點(diǎn)情況可以看出，與普通白色家蠶繭相比，轉(zhuǎn)基因彩繭外層存在著絲間分裂，肥大的異狀纖維情況，這些部分正是容易發(fā)生切斷的薄弱點(diǎn)，同時(shí)影響解舒；內(nèi)層絲轉(zhuǎn)基因彩繭與普通白色家蠶繭外觀疵點(diǎn)均較少，差別不大。

2.6 纖度變化

纖度變化是控制繅絲生絲的纖度均勻性的重要指標(biāo)，纖度變化小，繅制的生絲就相對(duì)均勻，利于織造。測(cè)試了一粒內(nèi)的纖度變化情況和粒繭的變化趨勢(shì)，結(jié)果見圖6和圖7。

從圖6看，粒內(nèi)纖度變化，轉(zhuǎn)基因家蠶繭與普通家蠶繭變化趨勢(shì)基本一致，由外層向內(nèi)層逐漸減小，但轉(zhuǎn)基因家蠶繭的纖度變化范圍較大，平均纖度也高于普通家蠶繭0.43 dtex，變異系數(shù)高14.2個(gè)百分點(diǎn)，因此不利于轉(zhuǎn)基因家蠶繭生絲繅制。

從圖7看，粒間纖度變化，2種蠶繭的粒間纖度變化趨勢(shì)一致，轉(zhuǎn)基因家蠶繭纖度較大，平均纖度為3.83 dtex，較普通家蠶繭大0.92 dtex，粒間纖度變異較大。

圖6 粒內(nèi)纖度曲線Fig.6 Size curves of intraparticle cocoon

圖7 粒間纖度曲線Fig.7 Size curves of interparticle cocoon

3 結(jié) 語

通過比較測(cè)試轉(zhuǎn)基因家蠶繭與普通家蠶繭的繅絲基本性能，可以發(fā)現(xiàn)：1)繅絲特征表明：轉(zhuǎn)基因家蠶繭外層較難繅制，落緒較多，但內(nèi)層較普通家蠶繭易繅。2)轉(zhuǎn)基因家蠶繭絲膠含量較高，比普通家蠶絲的高出5.47個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到33.58 %。3)轉(zhuǎn)基因家蠶繭絲強(qiáng)力和伸長(zhǎng)較普通家蠶絲的低，但其變異系數(shù)較小，不易落緒。4)轉(zhuǎn)基因家蠶繭絲外觀疵點(diǎn)，外層較嚴(yán)重，內(nèi)層較好。5)轉(zhuǎn)基因家蠶繭絲纖度和纖度離散均比普通家蠶絲的大。

[1] 劉湛.國內(nèi)首例轉(zhuǎn)基因彩色絲綢在重慶研發(fā)成功[EB/OL].http://news.qq.com/a/20090828/001393.htm.2009-08-28.

[2] FZ/T 40004—2009.蠶絲含膠率試驗(yàn)方法[S].

[3] GB/T 9111—2006.桑蠶干繭試驗(yàn)方法[S].

[4] GB/T 1798—2008.生絲試驗(yàn)方法[S].

Study on the reeling property of transgenic colorful silkworm cocoon

GAO Wei-quan1, CHEN Li-hua2, HE Yong1, WANG Qian1, HUANG Sheng1, ZHANG Ling1
(1. Chongqing Bureau of Fiber Inspection, Chongqing 401121, China; 2. Chongqing Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,Chongqing 400020, China)

For building base for the reeling and product developments, this paper studied the basic performance of transgenic colorful cocoon. Through analysis of transgenic colorful cocoon sericin content, appearance,single particle characteristics, strength and elongation of silk reeling, silk appearance defects and size changes and other indicators, It was found that transgenic colorful pod has small volume, compact surface structure,large sericin content to 33.58%; single layer cable reeling thread is more difficult, changes of strength and elongation are small, defect slants much, and size change is large.

Transgenic silkworm cocoon; Reeling; Property

TS143.22

A

1001-7003(2012)02-0025-03

2011-08-25

高維全(1982－ )，男，工程師，主要從事紡織新材料、新工藝及紡織檢測(cè)技術(shù)的研究。