羊毛羊絨鑒別方法分析

(廣州廣電計(jì)量檢測(cè)股份有限公司 廣東 廣州 510000)

羊絨是山羊身上的一層細(xì)絨毛，纖維細(xì)長(zhǎng)均勻、手感柔軟而有彈性、光滑保暖，被譽(yù)“軟黃金”。世界上羊絨產(chǎn)量稀少，只有羊毛產(chǎn)量的1%，其市售價(jià)格一般能達(dá)到羊毛價(jià)格的20倍左右。為了牟取暴利常有不法分子在山羊絨中摻入綿羊毛、改性綿羊毛或其他動(dòng)物毛等價(jià)值較低纖維，以次充好。因此，對(duì)羊毛羊絨纖維進(jìn)行準(zhǔn)確鑒別是十分緊要的。而羊毛與羊絨同屬蛋白質(zhì)纖維，其化學(xué)物理性質(zhì)相近，是紡織品檢測(cè)領(lǐng)域公認(rèn)鑒別難度很大的項(xiàng)目。鑒于此，本論對(duì)國(guó)內(nèi)外羊毛羊絨的主要鑒別技術(shù)進(jìn)行探討分析。

一、形態(tài)特征分析法

該方法主要是通過(guò)光學(xué)投影顯微鏡、纖維細(xì)度儀、掃描電鏡觀察纖維形態(tài)特征，利用羊毛羊絨纖維直徑、鱗片密度和厚度、鱗片形狀的不同作為檢測(cè)依據(jù)。

通過(guò)纖維細(xì)度儀分析，綿羊毛纖維的鱗片大部分表現(xiàn)為無(wú)規(guī)則的、排列不均勻的環(huán)狀、斜環(huán)狀、大瓦塊狀、龜裂狀；鱗片間距小、密度大；有著較為明顯的邊緣翹起明顯；有許多鱗片交搭。羊絨纖維的鱗片主要呈環(huán)狀和斜環(huán)狀；鱗片間距較大、密度小；沒(méi)有明顯的邊緣翹起；羊絨纖維細(xì)度均勻且有柔和反光。羊毛橫截面呈圓形或近似圓形；羊絨橫截面多為規(guī)則的圓形。該方法對(duì)檢測(cè)人員經(jīng)驗(yàn)要求比較高，人為因素影響較大，且存在耗時(shí)、準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題。

光學(xué)投影顯微鏡法先制成染色切片，再投影到投影臺(tái)面上，放大500倍用楔形尺測(cè)量纖維直徑，結(jié)合鱗片特點(diǎn)對(duì)羊毛羊絨進(jìn)行鑒別，并計(jì)算出羊毛羊絨的數(shù)量。 該方法主觀性比較強(qiáng)，不同機(jī)構(gòu)檢測(cè)出來(lái)結(jié)果差別較大，且難以仔細(xì)觀察清楚鱗片的微細(xì)結(jié)構(gòu)，也沒(méi)辦法測(cè)出鱗片的邊緣高度與厚度，對(duì)于經(jīng)化學(xué)處理的纖維更加難以鑒別，因此檢測(cè)精確低誤差大。

掃描電鏡法放大倍數(shù)高，通?？梢赃_(dá)到幾千至幾十萬(wàn)倍，圖像有較高分辨率高，還有立體效果，可以清楚觀察纖維結(jié)構(gòu)。其原理是通過(guò)高能電子束在纖維表面進(jìn)行有掃描，激發(fā)樣品生成多個(gè)物理信息，通過(guò)這些信息對(duì)纖維表面形貌、結(jié)構(gòu)及組分進(jìn)行分析。鑒別的主要依據(jù)纖維的鱗片厚度，假如鱗片厚度>0.1155μm，則可判定為羊毛，反之則判斷為羊絨。掃描電微鏡法成本高昂，制樣繁瑣，噴鍍不當(dāng)就會(huì)影響纖維鱗片特征；每次檢測(cè)的纖維數(shù)量很少，效率低。此外，當(dāng)前很多不法商家還會(huì)對(duì)羊毛進(jìn)行剝鱗處理，也會(huì)影響該方法的檢測(cè)準(zhǔn)確性。

二、計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別法

計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別法首先是利用掃描電鏡得到清晰度高的的纖維圖像，然后對(duì)纖維圖像進(jìn)行預(yù)處理，再提取纖維的特征參數(shù)如纖維細(xì)度、鱗片高度、厚度、鱗片密度、鱗片徑高比等，最后由計(jì)算機(jī)利用這些參數(shù)進(jìn)行計(jì)算并輸出結(jié)果。該方法的關(guān)鍵因素是保證纖維原始圖像的清晰以及準(zhǔn)確提取纖維特征參數(shù)。該方法能夠排除人為因素誤差，使檢測(cè)結(jié)果更加客觀準(zhǔn)確。

三、光譜分析法

近紅外光譜法(NIR)能夠在樣品不損壞的情況下對(duì)羊毛羊絨進(jìn)行鑒別，不用對(duì)樣品進(jìn)行前處理，檢測(cè)時(shí)間較短。檢測(cè)方法是通過(guò)軟件建立羊毛、羊絨的譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)，運(yùn)用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法建立校正模型；利用標(biāo)準(zhǔn)正規(guī)變差(SNV)、光譜二階導(dǎo)數(shù)處理法、波長(zhǎng)空間最大距離計(jì)算方法，把待測(cè)光譜與試樣光譜進(jìn)行差減，然后算出每個(gè)波長(zhǎng)處的標(biāo)準(zhǔn)差，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差最大值在某個(gè)閾值以內(nèi)時(shí)，即可判斷出羊毛或羊絨。該技術(shù)雖然有較高的準(zhǔn)確性和可靠性，但是需要依賴模型數(shù)據(jù)庫(kù)的代表性，而有代表性的數(shù)據(jù)庫(kù)的建立卻是比較難的[2]。

四、化學(xué)鑒別法

(一)染色法

染色法根據(jù)不同纖維表面性質(zhì)和所含有的物質(zhì)不同，以及羊毛羊絨的鱗片結(jié)構(gòu)不同，使得纖維對(duì)某些染料上染率不同，由此來(lái)鑒別羊毛羊絨。羊毛羊絨雖然染色性能都較好，然而羊絨比起羊毛有更大的比表面積大，并且鱗片比較薄、鱗片密度比較小，所以染料分子比較容易在羊絨纖維里面擴(kuò)散，因此上染率比羊毛較高；另一方面，羊絨與羊毛相比等電點(diǎn)更高，也是上染率高的原因。尤其是在剛?cè)旧A段，羊絨上染率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于羊毛。該方法的鑒別效果不明顯，因此精確度也不高。

(二)伸展液定量分析法

該方法是根據(jù)羊絨和細(xì)羊毛在相同溶液中的卷曲伸展?fàn)顟B(tài)不同進(jìn)行鑒別的。原理是羊毛羊絨皮質(zhì)層細(xì)胞分布不同導(dǎo)致吸濕性不同，從而決定了二者卷曲伸展?fàn)顟B(tài)不同。羊毛的皮質(zhì)層是由正、負(fù)皮質(zhì)細(xì)胞構(gòu)成的，而羊絨則還包含有部分間皮質(zhì)細(xì)胞。再加上羊絨的鱗片比較薄，直徑比較細(xì)，所以溶液更易于滲透進(jìn)其皮質(zhì)層進(jìn)而滲透纖維全部，促進(jìn)了羊絨的卷曲伸展。所以經(jīng)過(guò)相同溶液處理后，羊毛羊絨的卷曲伸展情況不同：羊絨卷曲伸展，纖維卷曲率已經(jīng)很小且較為均勻；羊毛則依然維持原卷曲狀態(tài)不變，且纖維上曲率不均勻。在光學(xué)顯微鏡下即能觀察到二者的伸展并進(jìn)行鑒別。

五、基于DNA的分析方法

DNA是細(xì)胞遺傳信息的載體，由于不同生物或物種的DNA序列不同，因此可以通過(guò)測(cè)試?yán)w維的DNA來(lái)鑒別其是屬于山羊絨還是綿羊毛。脊椎動(dòng)物的線粒體DNA(mtDNA)基因結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定、簡(jiǎn)單，即便是近親緣關(guān)系的動(dòng)物，它們mtDNA結(jié)構(gòu)也有很大不同，因此mtDNA成為重要的分子標(biāo)記物質(zhì)。Subramanian等人通過(guò)提取羊毛羊絨的mtDNA， 利用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)放大擴(kuò)增DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù)，再根據(jù)酶切后片段長(zhǎng)度的單核苷酸多態(tài)性，實(shí)現(xiàn)羊毛羊絨的快速、準(zhǔn)確鑒別。此外，隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展，基因芯片技術(shù)也被應(yīng)用于羊毛羊絨的檢測(cè)中，其原理還是測(cè)量DNA的序列?；贒NA的檢測(cè)方法準(zhǔn)確性很高，結(jié)果更加可靠，然而受到檢測(cè)成本、時(shí)間和技術(shù)成熟度的影響，目前主要還是在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用階段。