山羊絨和綿羊毛的檢驗(yàn)鑒別方法分析

韓燕燕，王桂平，施國(guó)琴，畢永平

（1.浙江恒祥檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司，浙江 紹興 312065；2.杭州英格瑪智能制造技術(shù)服務(wù)外包有限公司，浙江 杭州 311100）

山羊絨是一種珍貴的動(dòng)物纖維，相關(guān)制品的品質(zhì)極高并且具有良好的服用性能和保暖性能，深受廣大人民群眾喜愛(ài)[1]。山羊絨及其制品因具有纖細(xì)、輕柔和保暖等特點(diǎn)，被公認(rèn)為高檔的紡織材料[2]。但是，個(gè)別生產(chǎn)企業(yè)為了追逐利益、降低成本，將綿羊毛混入羊絨中，進(jìn)而出現(xiàn)材料虛假的羊絨制品，破壞了消費(fèi)市場(chǎng)，損害了人民群眾的利益，因此，準(zhǔn)確鑒別山羊絨和綿羊毛極其重要[3]。本研究對(duì)山羊絨和綿羊毛的鑒別方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

1 光學(xué)顯微鏡法

采用光學(xué)顯微鏡法對(duì)山羊絨和綿羊毛進(jìn)行分析和鑒定，主要是針對(duì)纖維的外觀特征，觀察纖維鱗片表面的光潔程度、鱗片密度、鱗片形狀、整齊度及光澤度等并進(jìn)行鑒別[4-5]。在光學(xué)顯微鏡下，山羊絨和綿羊毛纖維呈現(xiàn)出不同的特征。

山羊絨纖維毛干均勻、鱗片較薄，在顯微鏡下光線(xiàn)透過(guò)性能好，透光均勻、無(wú)陰影感、無(wú)突起，鱗片之間的間距較大且密度較小，鱗片少有覆蓋和重疊，緊密包覆毛干，光滑平貼，翹角小。

綿羊毛纖維粗細(xì)不均，單根纖維直徑變化大；毛干不均勻，多扭轉(zhuǎn)，雜亂且存在較大卷曲；鱗片厚，透光不勻，毛干多突起和陰影感，缺少平滑感；鱗片密度較大，通常呈瓦片狀，重疊多；鱗片邊緣粗糙，開(kāi)張角度大且纖維邊緣的光滑度不高。

使用光學(xué)顯微鏡法對(duì)山羊絨和綿羊毛進(jìn)行鑒別存在局限性，雖然山羊絨和綿羊毛纖維的特征存在差別，但在實(shí)際檢驗(yàn)檢測(cè)和分析鑒別中，這些特征區(qū)別很小，經(jīng)驗(yàn)極為豐富的實(shí)驗(yàn)人員也難以準(zhǔn)確識(shí)別。裴燕華等[6]使用光學(xué)顯微鏡對(duì)綿羊毛與山羊絨進(jìn)行分析，全面研究纖維結(jié)構(gòu)形態(tài)和鱗片特征，獲取了很多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。田智芳等[7]使用光學(xué)顯微鏡法分析了山羊羔子絨、綿羊毛、牦牛絨、常規(guī)山羊絨的外觀形貌、鱗片密度、徑高比、鱗片厚度及纖維細(xì)度等指標(biāo)，得到了很多數(shù)據(jù)。

2 掃描電子顯微鏡（SEM）法

掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）法是用極細(xì)的電子束在樣品表面掃描，然后按電視原理放大成像并顯示在電視屏幕上的一種觀察手段，具有分辨率高、立體感強(qiáng)、成像直觀、放大倍數(shù)高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于紡織及皮革制品的鑒別中。如田智芳等[7]使用掃描電子顯微鏡法對(duì)山羊羔子絨、綿羊毛、山羊絨等進(jìn)行了測(cè)試，降低了鑒別過(guò)程中的誤判率。何茜等[8]應(yīng)用掃描電子顯微鏡對(duì)藏羚羊絨、阿勒泰綿羊絨、新疆細(xì)羊毛和新疆山羊絨進(jìn)行了檢測(cè)，獲取了4種纖維的平均直徑。

3 基于圖像處理和計(jì)算機(jī)圖譜方法

隨著科技水平的不斷提高，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于山羊絨和綿羊毛的檢驗(yàn)鑒別中[9]。計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)是將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并處理后，用于測(cè)量纖維直徑等外觀形態(tài)指標(biāo)。通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)纖維的鱗片密度、徑高比、直徑、緣厚度、形狀、可見(jiàn)高度以及毛干角度等指標(biāo)進(jìn)行大量的測(cè)試并獲取數(shù)據(jù)，通過(guò)分析統(tǒng)計(jì)，建立數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)模型，以鑒別山羊絨和綿羊毛纖維[10]。朱耀麟等[11]利用貝葉斯統(tǒng)計(jì)模型并結(jié)合掃描電鏡圖像對(duì)山羊絨和綿羊毛進(jìn)行分析鑒別，針對(duì)采集的纖維特征參數(shù)分布進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，最終選擇鱗片高度、纖維直徑、面積比等6個(gè)參數(shù)建立貝葉斯統(tǒng)計(jì)模型，得到了較高的鑒別精確度。王軍慶等[12]對(duì)山羊絨和綿羊毛鑒別領(lǐng)域中圖像處理技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，并利用數(shù)字圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺(jué)結(jié)合不同的識(shí)別分類(lèi)器進(jìn)行鑒別。陸曉芳等[13]使用支持向量機(jī)模型，采用Python語(yǔ)言等，搭建出一套支持向量機(jī)算法的山羊絨和綿羊毛鑒別系統(tǒng)，通過(guò)劃分記錄下的羊絨羊毛特征數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)山羊絨和綿羊毛的簡(jiǎn)單分類(lèi)，為行業(yè)提供參考。

4 近紅外光譜法

紅外吸收光譜是物質(zhì)的分子吸收紅外輻射后，引起分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷而形成的光譜，因?yàn)槌霈F(xiàn)在紅外區(qū)，所以被稱(chēng)為紅外光譜。利用紅外光譜進(jìn)行定性或定量分析的方法被稱(chēng)為紅外吸收光譜法。780~2 526 nm的區(qū)域被稱(chēng)為近紅外光譜區(qū)，該區(qū)域的光譜吸收帶是由有機(jī)化合物中能量較高的化學(xué)鍵（如—OH、—CH、—NH等）震動(dòng)的倍頻、合頻和差頻疊加而成。在紡織品檢驗(yàn)檢測(cè)領(lǐng)域，可以使用近紅外光譜法對(duì)混紡纖維中某種纖維進(jìn)行定性與定量分析。賽迪古麗·賽買(mǎi)提等[14]利用近紅外光譜對(duì)山羊絨、細(xì)羊毛、粗羊毛和地毯用羊毛4個(gè)種類(lèi)、累計(jì)200個(gè)樣品進(jìn)行分析，建立定性模型并驗(yàn)證，為不同種類(lèi)毛絨的鑒別提供參考。

5 蛋白質(zhì)組學(xué)法

蛋白質(zhì)組是指基因組表達(dá)的所有相應(yīng)蛋白質(zhì)的集合，即細(xì)胞、組織、機(jī)體全部蛋白質(zhì)的存在及其活動(dòng)方式。蛋白質(zhì)組學(xué)是指利用高分辨的蛋白質(zhì)分離技術(shù)和蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)在蛋白質(zhì)水平上整體、動(dòng)態(tài)地以蛋白質(zhì)組為研究對(duì)象，研究細(xì)胞、組織或生物體蛋白質(zhì)組成及其變化規(guī)律的科學(xué)。山羊和綿羊分屬不同種的動(dòng)物，物種間存在基因差別，基因組DNA存在天然差異，而基因序列指導(dǎo)著蛋白質(zhì)的合成。山羊絨和綿羊毛纖維中含有較多蛋白質(zhì)，并且容易提取。通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)的研究，筆者得到山羊絨與綿羊毛的質(zhì)譜圖信息，通過(guò)分析特征譜峰強(qiáng)度、豐度比等信息，得到兩種纖維肽段的氨基酸序列差異，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)山羊絨和綿羊毛的區(qū)分鑒別[15]。龔?等[16]基于蛋白質(zhì)組學(xué)的原理，用特定的方法提取毛絨角蛋白并處理后，用飛行時(shí)間質(zhì)譜進(jìn)行分析和檢測(cè)，提供了有效區(qū)分山羊絨和綿羊毛的方法。

6 DNA檢測(cè)技術(shù)

DNA檢測(cè)技術(shù)包括聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase Chain Reaction，PCR）法、分子雜交技術(shù)、基于DNA結(jié)合蛋白方法、環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)（Loop-MediatedⅠsothermal Amplification，LAMP）等。其中，用于羊絨羊毛定性與定量分析的主要有PCR法和LAMP法。實(shí)時(shí)定量PCR法是被眾多分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室廣泛采用的一種方法，實(shí)驗(yàn)操作難度低、操作周期短、處理工序簡(jiǎn)便且檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、特異性強(qiáng)。

相比PCR技術(shù)，LAMP是在恒溫條件下進(jìn)行的，反應(yīng)時(shí)間較短，不需要昂貴的儀器來(lái)控制反應(yīng)溫度，步驟簡(jiǎn)單，操作便捷[17]。LAMP技術(shù)具有高效、簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。傳統(tǒng)PCR技術(shù)的操作時(shí)間通常需要1.5~2.0 h，而且在反應(yīng)過(guò)程中需要不斷改變溫度，對(duì)所使用儀器要求較高。LAMP技術(shù)的反應(yīng)只需30~60 min即可完成，且僅需要一個(gè)恒溫儀器，操作過(guò)程簡(jiǎn)單、成本相對(duì)較低、檢測(cè)周期短。LAMP具有可靠、靈敏度高、檢測(cè)限低的特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

金美菊等[18]采用基因技術(shù)，利用綿羊與山羊之間特定堿基序列的不同，提取羊絨和羊毛線(xiàn)粒體DNA后進(jìn)行測(cè)序?qū)嶒?yàn)，建立了羊絨和羊毛的DNA鑒別方法。陳國(guó)培等[19]開(kāi)發(fā)了適用于羊絨羊毛制品的DNA提取方法，建立了熒光PCR檢測(cè)方法，特異性較好、檢出限較低，靈敏度優(yōu)于傳統(tǒng)方法。另外，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布了山羊絨和綿羊毛的DNA檢測(cè)方法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，分別是GB/T 40903—2021《紡織品 DNA分析法鑒別某些特種動(dòng)物纖維 山羊絨、綿羊毛、牦牛絨及其混合物》和GB/T 36433—2018《紡織品 山羊絨和綿羊毛的混合物DNA定量分析 熒光PCR法》。

7 結(jié)語(yǔ)

本研究介紹了近年來(lái)檢驗(yàn)檢測(cè)行業(yè)內(nèi)常見(jiàn)的山羊絨和綿羊毛鑒別方法。由于具有操作簡(jiǎn)便、現(xiàn)象直觀、成本低等優(yōu)點(diǎn)，顯微鏡法是目前行業(yè)內(nèi)應(yīng)用較廣泛的一種方法，但對(duì)檢驗(yàn)操作人員的經(jīng)驗(yàn)水平要求較高。近紅外光譜和蛋白質(zhì)組學(xué)法的發(fā)展和應(yīng)用趨勢(shì)較好，但未被行業(yè)普遍接受。DNA檢測(cè)技術(shù)具有設(shè)備先進(jìn)、特異性強(qiáng)、靈敏度高的特點(diǎn)，但成本高、檢驗(yàn)周期長(zhǎng)、操作復(fù)雜，尚不能被行業(yè)廣泛采用。但是，開(kāi)發(fā)和使用DNA檢測(cè)能實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)山羊絨和綿羊毛檢驗(yàn)方法的有效補(bǔ)充，可作為重要輔助和確證手段，有助于提高檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)水平和準(zhǔn)確率。