羊駝毛含硫氨基酸與纖維參數(shù)相關(guān)性研究

許艷麗，呂雪峰，柴 婷，賽迪古麗，胡 昕，王 樂

(新疆畜牧科學(xué)院畜牧業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究所，新疆 烏魯木齊 830012 )

羊駝原產(chǎn)于南美洲秘魯?shù)雀吆０螄?羊駝的主要經(jīng)濟(jì)價(jià)值在于毛，其毛纖維濃密，柔軟細(xì)長，光澤好，保暖性強(qiáng)[1]。我國自2002年開始引進(jìn)羊駝，發(fā)展時(shí)間較短，與國外相比存在一定的差距[2]，開展羊駝相關(guān)研究存在一定的局限性，研究人員對羊駝多種毛色形成機(jī)制開展了相關(guān)研究[3-7]，對羊駝毛纖維參數(shù)開展了檢測評價(jià)研究[8-10]。羊駝毛的物理性質(zhì)不但決定著羊駝毛與其他纖維的區(qū)別，而且也決定著羊駝毛的工藝價(jià)值，而平均纖維直徑、長度、強(qiáng)力是決定毛絨品質(zhì)及紡紗加工工藝參數(shù)的主要指標(biāo)，不僅決定著紡織產(chǎn)品的質(zhì)量還影響產(chǎn)品的結(jié)實(shí)性[1]。羊駝毛在化學(xué)組成方面，含硫量高是羊駝毛纖維的特點(diǎn)[1]，硫在毛絨中主要以二硫鍵的形式存在于胱氨酸和蛋氨酸中，二硫鍵使毛絨纖維分子具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，含硫氨基酸對絨毛蛋白質(zhì)分子的化學(xué)穩(wěn)定性和網(wǎng)狀空間結(jié)構(gòu)起著重要的作用[11-12]，因此分析羊駝毛纖維含硫氨基酸含量與纖維參數(shù)的相關(guān)性，對鑒別羊駝毛的質(zhì)量和生產(chǎn)高檔羊駝毛產(chǎn)品具有重要的意義，也為羊駝養(yǎng)殖提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)樣品

在新疆阿克蘇羊駝養(yǎng)殖基地對30只(2歲至10歲)不同性別、年齡、被毛顏色的羊駝在3個(gè)不同部位(肩部、側(cè)部、股部)進(jìn)行毛樣采集，詳見表1，采集羊駝不同部位10 cm×10 cm面積毛樣，用于試驗(yàn)。

表1 樣本描述統(tǒng)計(jì)表

1.2 主要儀器與試劑

纖維直徑光學(xué)分析儀、300 mm鋼直尺、單纖維強(qiáng)力測試儀、SYKAM S433D全自動(dòng)氨基酸分析儀、電子天平(0.01 g)、電子天平(0.0001 g)、氮吹儀、真空干燥箱、濃鹽酸(優(yōu)級純)、30%過氧化氫、88%甲酸、48%氫溴酸、茚三酮、維生素C、甲醇溶液、SYKAM19種混合氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品、不同pH和離子強(qiáng)度的洗脫用緩沖液(從SYKAM公司購買)，其中包括緩沖液 A(0.12N,pH3.45)、緩沖液B(0.20N,pH10.85)、再生液(0.5N)，樣品稀釋液(0.12N, pH2.20)。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 平均纖維直徑 按照GB/T 21030-2007《羊毛及其他動(dòng)物纖維平均直徑與分布試驗(yàn)方法纖維直徑光學(xué)分析儀法》[13]進(jìn)行測定。

1.3.2 毛叢自然長度 按照GB 1523-2013 《綿羊毛》[14]中測定毛叢長度方法進(jìn)行測定。

1.3.3 單纖維強(qiáng)力 按照GB/T 4711-84 《羊毛單纖維斷裂強(qiáng)力和伸長試驗(yàn)方法》[15]進(jìn)行測定。

1.3.4 含硫氨基酸含量的測定

1.3.4.1 樣品前處理 準(zhǔn)確稱取20 mg(精確至0.0001 g)羊駝毛樣品，搓成球狀放置20 mL水解管中，用玻璃棒將毛樣貼至水解管底，封管，冰浴30 min，將2 mL冷卻的過甲酸加入樣品中，浸濕樣品，但不要晃動(dòng)，封口，55 ℃水浴放置15 min，加入氧化終止劑48%氫溴酸0.3 mL，振蕩均勻，冰浴放置30 min，加入10 mL 6 mol/L HCL，充氮后封管，110 ℃烘箱水解22 h，取出酸解管冷卻至室溫，用去離子水定容至20 mL，濾紙過濾雜質(zhì)，取1 mL過濾液，旋蒸至干，殘留物加2 mL去離子水復(fù)溶旋蒸至干，重復(fù)2遍，用5 mL樣品稀釋液溶解，0.22 um濾膜過濾，待儀器測定用。

1.3.4.2 定量分析 全自動(dòng)氨基酸分析儀采用交換色譜柱分離，再利用茚三酮柱后衍生來定性和定量分析蛋白質(zhì)水解樣中的氨基酸，采用氧化酸水解的方法進(jìn)行樣品前處理，過甲酸使蛋白質(zhì)中含硫氨基酸充分氧化成單一氧化物，將胱氨酸氧化成磺基丙氨酸，將蛋氨酸氧化成為蛋氨酸砜，氨基酸分析儀將這兩種氧化產(chǎn)物與其他物質(zhì)進(jìn)行分離檢測，以達(dá)到對胱氨酸和蛋氨酸進(jìn)行定量分析的目的，能夠保證含硫氨基酸測定的準(zhǔn)確性。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，以P<0.05為差異顯著性標(biāo)準(zhǔn)，采用相關(guān)性分析含硫氨基酸含量與不同纖維參數(shù)的相關(guān)程度。

2 結(jié)果與分析

2.1 羊駝毛纖維參數(shù)及含硫氨基酸的測定結(jié)果

本試驗(yàn)羊駝毛纖維平均直徑19.96 μm，毛叢自然長度84 mm，單纖維強(qiáng)力6.80 cN，平均胱氨酸含量為8.40%，蛋氨酸含量為0.22%(見表2)。

表2 羊駝毛纖維參數(shù)和含硫氨基酸含量測定結(jié)果

2.2 性別年齡等不同因素的影響分析

由表3可見，不同性別的羊駝在平均纖維直徑、毛叢長度、單纖維強(qiáng)力方面均差異不顯著(P>0.05)，不同年齡的羊駝在平均纖維直徑、毛叢長度、單纖維強(qiáng)力差異顯著(P<0.05)，成年羊駝的平均纖維直徑、單纖維強(qiáng)力明顯大于周歲羊駝，但毛叢長度明顯短于周歲羊駝，可能與剪毛次數(shù)、年齡的增長以及營養(yǎng)水平等因素相關(guān)；不同被毛顏色的羊駝在毛叢長度差異不顯著(P>0.05)，三種不同被毛顏色的羊駝之間平均纖維直徑差異顯著(P<0.05)，其中黑色最粗，棕色次之，白色最細(xì)，在單纖維強(qiáng)力方面，白色羊駝與棕色、黑色羊駝差異顯著(P<0.05)，而棕色與黑色差異不顯著(P>0.05)；不同部位的羊駝毛纖維在平均纖維直徑、毛叢長度、單纖維強(qiáng)力上均差異顯著(P>0.05)。含硫氨基酸含量方面：不同性別、年齡的羊駝毛胱氨酸含量存在顯著性差異，母羊駝毛胱氨酸含量顯著高于公羊駝(P<0.05)，成年羊駝毛胱氨酸含量顯著高于周歲羊駝(P<0.05)；不同被毛顏色、部位的羊駝毛胱氨酸含量差異不顯著(P>0.05)；而不同性別、年齡、被毛顏色、部位的羊駝毛蛋氨酸含量差異不顯著(P>0.05)。

表3 不同因素影響分析結(jié)果

綜上結(jié)果表明，年齡因素對羊駝平均纖維直徑，毛叢長度，單纖維強(qiáng)力均存在影響；被毛顏色因素對平均纖維直徑，單纖維強(qiáng)力存在影響，對毛叢自然長度不存在影響；性別、部位因素對羊駝毛以上3個(gè)纖維參數(shù)均不存在影響；含硫氨基酸含量方面，性別、年齡因素對羊駝毛纖維胱氨酸含量存在影響，被毛顏色、部位因素對羊駝毛纖維胱氨酸含量不存在影響；性別、年齡、被毛顏色、部位因素對羊駝毛蛋氨酸含量均不存在影響。

2.3 羊駝毛含硫氨基酸含量與纖維參數(shù)相關(guān)分析

由表4可見，胱氨酸含量與羊駝毛平均纖維直徑、單纖維強(qiáng)力呈正相關(guān)，與毛叢自然長度呈負(fù)相關(guān)，且相關(guān)均顯著(P<0.05)；而蛋氨酸卻正好相反，且與以上3個(gè)纖維參數(shù)相關(guān)均不顯著(P>0.05)。

表4 羊駝毛含硫氨基酸含量與纖維參數(shù)相關(guān)性分析結(jié)果

3 討 論

本試驗(yàn)檢測的羊駝毛纖維參數(shù)與之前的檢測結(jié)果[10]相比(平均纖維直徑為23.37 μm，毛叢自然長度為106 mm，斷裂強(qiáng)力為8.05 cN)，該批羊駝毛纖維直徑偏細(xì)，偏短，斷裂強(qiáng)力降低，羊駝為國外引進(jìn)物種，該批羊駝群體自2014年由澳大利亞引進(jìn)，在國內(nèi)經(jīng)過幾年的馴養(yǎng)，可能因氣候、飼養(yǎng)環(huán)境、營養(yǎng)水平等方面的因素，使得該羊駝毛纖維品質(zhì)產(chǎn)生了較大的差異變化。

含硫氨基酸對維持絨毛的化學(xué)穩(wěn)定性，抵御外界各種不利因素的侵蝕具有重要的作用[16]。本試驗(yàn)檢測的羊駝毛平均胱氨酸含量為8.40%，蛋氨酸含量為0.22%，羊駝毛含硫氨基酸含量在其他文獻(xiàn)中尚未報(bào)道，與王艷萍等[16]研究的不同品種羊被毛氨基酸含量相對比，羊駝毛的胱氨酸含量接近于粗毛水平，高于藏羚羊粗毛(7.06%)、藏山羊粗毛(7.40%)，低于柴達(dá)木絨山羊粗毛(8.88%)，其它文獻(xiàn)中胱氨酸含量采用常規(guī)酸水解方法獲得，因胱氨酸因易被鹽酸水解破壞，存在一定程度的降解，在這里不進(jìn)行比較分析。

平均纖維直徑是評價(jià)毛絨纖維品質(zhì)和使用價(jià)值的重要指標(biāo)，纖維長度和強(qiáng)力也是評定其可紡性能的重要指標(biāo)。羊駝毛纖維直徑受很多因素的影響，本試驗(yàn)中性別、年齡、被毛顏色對羊駝毛纖維直徑的影響與與Wuliji[17]、Mc Gregor[18]等研究結(jié)果一致，纖維直徑不受性別的影響，但會(huì)隨著年齡的增加纖維直徑會(huì)變粗，被毛顏色淺色的比深色的纖維直徑更細(xì)。毛叢自然長度方面，檢測結(jié)果表明僅年齡因素對其有影響，不同性別、被毛顏色、部位的毛叢自然長度差異不顯著(P>0.05)，性別、被毛顏色因素對毛叢自然長度的影響分析與之前分析結(jié)果不一致[10]，可能與羊駝年齡的增長，飼養(yǎng)管理、營養(yǎng)水平有關(guān)。研究表明，隨著剪毛次數(shù)的增加和年齡的增長，羊駝毛纖維生長速度減慢，產(chǎn)毛性能減弱[1]。本試驗(yàn)中周歲羊駝的毛叢長度明顯長于成年羊駝，可能與成年羊駝剪毛次數(shù)和年齡的增長有關(guān)。

羊駝毛的粗細(xì)，彈性和強(qiáng)度與含硫量相關(guān)，含硫量高是羊駝毛纖維的特點(diǎn)，而硫在羊駝毛中主要已二硫鍵的形式主要存在于胱氨酸中，羅海玲等[19]研究表明，同一類型的毛，細(xì)度越大，含硫量較高。本試驗(yàn)結(jié)果相關(guān)性分析表明，含硫氨基酸含量與羊駝毛纖維參數(shù)相關(guān)，平均纖維直徑越粗、單纖維強(qiáng)力越大，其胱氨酸含量越高。

4 結(jié) 論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，新疆阿克蘇羊駝毛平均纖維直徑19.96 μm，毛叢自然長度84 mm,單纖維強(qiáng)力6.80 cN，平均胱氨酸含量為8.40%，蛋氨酸含量為0.22%；年齡因素對羊駝的平均纖維直徑、毛叢自然長度、單纖維強(qiáng)力數(shù)均存在影響，被毛顏色因素對平均纖維直徑、單纖維強(qiáng)力存在影響，年齡、性別因素對羊駝毛胱氨酸含量存在影響；而胱氨酸含量與羊駝毛以上3個(gè)纖維參數(shù)均表現(xiàn)顯著相關(guān)，而蛋氨酸與其不存在顯著相關(guān)。