达氏鳇大型鱼体剥制标本的制作研究

石婷婷,翟奥博,赵文,郭长江,安浩,高欣,石振广

(1.大连海洋大学水产与生命学院,辽宁省水生生物学重点实验室,辽宁大连116023;2.云南阿穆尔鲟鱼集团有限公司,云南昆明650228)

达氏鳇大型鱼体剥制标本的制作研究

石婷婷1,翟奥博1,赵文1,郭长江1,安浩1,高欣1,石振广2

(1.大连海洋大学水产与生命学院,辽宁省水生生物学重点实验室,辽宁大连116023;2.云南阿穆尔鲟鱼集团有限公司,云南昆明650228)

为完善剥制标本技术制作大型鱼类标本的过程,采用剥制标本的方法,以达氏鳇Huso dauricus为研究对象,经过材料选取—指标测定—剥制鱼皮—浸制脱脂—防腐干燥—填充缝合—美化整形—后期保养等一系列工艺流程,将达氏鳇成鱼制作成标本,其中每道工艺流程采用的化学试剂配比均依据材料的组织结构特点而进行了特别的设计。结果表明,本标本制作中,将鞣制、脱脂、防腐和美化的技术加以改进,应用于脂肪层较厚的鳇鱼标本剥制制作上,效果较好。本研究为科学制作大型鱼类标本提供了有益探讨。

达氏鳇;剥制标本;鞣制技术;美化材料

达氏鳇Huso dauricus是一种非常古老的大型淡水鱼,曾与恐龙生活在同一时期[1]。目前,全世界达氏鳇仅分布在黑龙江流域,又名黑龙江鳇,已被自然资源保护联盟IUCN红色目录列为濒危等级,具有较高的研究价值。达氏鳇剥制标本将对其生物多样性研究、博物馆展览、科普教学等具有重要价值。早在两千多年前,生活在中国黑龙江东北部的赫哲族人就开始用鲟鳇鱼、鳡条鱼、大马哈鱼等大鱼的鱼皮制作鱼皮服饰[2-3]。随着几千年民族文化的传承发展,当地原住民族在鱼衣的制作上已形成了一套以熟软、染色为核心技术的工艺流程[4]。如今,国内外的学者通常采用鞣制技术将生皮制作成“熟皮子”,常应用于哺乳类动物剥制标本的制作上[5-7]。标本制作是从国外引入中国的舶来品,传入中国已有120年的历史[8],并受到越来越多的人喜爱。随着新材料的开发和使用,标本制作技术与现代模具假体技术交叉融合,现代标本制作技术日臻成熟。在鱼体标本制作领域经常用到的技术手段是浸制标本、剥制标本和骨骼标本。浸制标本常用于观赏鱼、两栖类和小型哺乳动物肝脏的标本制作[9-11],其操作简便易行,但久泡容易造成标本体色消失、标本肿胀,从而失去自然形态,故该方法的保存技术还有待提高。剥制标本技术常被应用于鸟类和大型哺乳类动物,用其做出的动物标本形态较为逼真自然,可以存放很长时间,但在脱脂和防腐技术方面均需改进[12-13]。鞣制技术的加入使标本制作工艺彻底提升了一个层次[14]。对于脂肪层较厚的大型鱼体,运用鞣制技术是一次新的尝试。本研究中,以达氏鳇大型成鱼为研究对象,使用多种标本制作技术,针对制作过程中遇到的剥制时除肉不干净、脱脂不彻底、防腐剂单一、缝合易破皮、标本伤痕处理等问题进行了探讨和研究。

1 材料

制作标本用达氏鳇为2015年11月从云南阿穆尔养殖基地运来的1尾达氏鳇成鱼,该鱼为自然死亡,背部及胸鳍部皮肤有小部分破裂,背骨板和侧骨板有部分缺失。

主要工具:解剖刀、钢刀、骨剪、手术剪、电子台秤、增氧机、pH计、中草药粉碎机、碳氟复合线、气排钉枪、鱼义眼、热熔胶、皮锤。

主要化学药品:95%酒精、漂白粉、碳酸钠、氢氧化钙、氢氧化钠、硫酸铵、胰蛋白酶、柠檬酸、氯化铝、碳酸氢钠,均为工业试剂;KLM浸灰助剂、脱脂剂、腌渍盐、加脂剂、明矾、硼酸、樟脑、干燥剂、无水乙醇、环氧树脂。

2 标本制作流程

测量各项鱼体指标,拍照记录后开始剥制标本。

达氏鳇剥制前后体全长分别为360、368 cm,剥制前体质量为217 kg,剥制后皮重为35.6 kg,剥制前后头长分别为85、87 cm,剥制前后眼径长无差别,均为1.5 cm。

2.1 剥制标本

达氏鳇标本于2015年11月18日开始剥制。整个剥制过程在铺好防水布的干净地面上进行(图1-A)。达氏鳇属于软骨硬鳞鱼类,无鳞片,身被5行硬骨板,因此,开口位选择在两行腹骨板正中,用手术刀从围心腔绕过生殖孔向臀鳍基部直线剖开,取出内脏,用钢刀插入皮内脂肪层与肌肉的缝隙后开始对皮肉进行分离,躯体部的皮肉分离要剥制彻底,如尾鳍内部的肌肉,各个支鳍骨内部的肌肉等。脑颅部的肌肉剥离较为困难,因为脑颅部由软骨和硬骨组成,除外部的额骨、顶骨、翼耳骨、后颞骨、蝶耳骨等硬骨保留外,其余的软骨组织均要剥离干净。达氏鳇成鱼的吻部脂肪层较厚,吻部小骨片大多退化消失,在除肉以及脱脂过程中,一定要将吻部内的肌肉组织和结缔组织去除彻底。

剥离了大块肌肉后,鱼皮上还会残留少部分肌肉组织,可将腌渍盐均匀涂抹在鱼皮上,高浓度的NaCl会使蛋白质变性,残肉更容易从皮脂层上分离出来。腌渍盐的用量视皮张大小而定,涂抹均匀即可。

2.2 盐水浸泡

将鱼皮在水槽中展平,并向水槽中注入饱和食盐水,以初步析出皮张内的水分,同时减少皮张上的细菌滋生。久泡后皮质纤维层变粗,大量Na+渗入其中使皮张变硬,鲟鳇鱼皮比较适宜的浸泡时间为2～3 d。

2.3 浸水

采取二次浸水法。第一次浸水时加入适量的漂白粉进行杀菌消毒,漂白粉用量应谨慎,以能保持原有皮色的用量为最佳,本次试验水和漂白粉的比例为2000∶1。加入碳酸钠将pH值调节到10,水温为20℃,浸泡1～2 d。

将鱼皮清洗干净后进行第二次浸水,根据鱼皮脂肪层厚度加入皮质量2%～4%的脱脂剂作为浸水助剂;加入一定量的碳酸钠将pH调节到10,用漂白粉杀菌消毒;水温调节至20℃,并在此温度下处理2～3 d。经本次处理后,鱼皮吸水软化,颜色未发生改变。

2.4 乙醇脱脂

采取乙醇梯度浸泡法。将鱼皮平展完全,分别浸入30%、70%、90%的乙醇溶液中,每隔6 h翻动一次鱼皮,使乙醇渗透进鱼皮各组织中,12～24 h换新浓度的乙醇,水温为20℃(图1-B)。

2.5 再脱脂

采用人工脱脂结合皂化乳化法进行再脱脂。人工脱脂要待鱼皮半干时向鱼皮涂抹少量的乙醇溶液,然后用手术刀进行剔除局部残脂残肉,剔除过程中尤其要剔干净支鳍骨附近的肌肉组织和头骨内的脂肪组织,若该部位处理不彻底,将会严重影响后期标本防腐效果。本次人工脱脂后,鱼皮的平均厚度为0.8 cm,脂肪层变薄,初步达到预期目的。

皂化乳化法所用试剂为碳酸钠和脱脂剂,其用量比例为水∶脱脂剂∶碳酸钠=100∶4∶1,将温度控制在25℃,处理8～12 h,重复4次。

2.6 浸灰、闷水与脱灰

采用氢氧化钙与氢氧化钠联合浸灰法进行浸灰。即在碱性条件下,让Ca2+和Na+在浸灰助剂的作用下渗透进鱼皮中,使胶原纤维束结构得到适度的松散,但不能破坏其结构,以降低裸皮的膨胀程度,为鞣质工艺做好准备。试剂比例为水∶熟石灰∶KLM浸灰助剂∶氢氧化钠(NaOH)=3000∶30∶10∶1,浸灰是一个急剧放热的过程,故不需人为对水体升温,水温控制在20℃,浸灰液最适pH为12.5～13.5,浸泡时间控制在24 h内。在浸灰过程中要及时翻检鱼皮,尤其注意检查,在温度较高的碱水中容易被烧坏的后颞骨和躯干的连接部位和鱼鳍鳍条。充分浸灰后的皮张膨胀,与浸泡前相比平均增重5%(图1-C)。

闷水是为了清洗掉皮质纤维层中的Ca2+和Na+,以中止浸灰过程。闷水时将水要升温,但要控制在45℃以下,以40℃为最佳。在此过程中,将皮料充分展开浸泡在水中,每2 h翻动一次鱼皮,当水变得浑浊时立即换水。闷水时间与浸灰时间成正比,通常为24～48 h,以鱼皮上不再附着碱性药品为止。

脱灰是为了消除碱性皮张的膨胀状态,通过硫酸铵与氢氧化钙的中和作用进一步去除纤维间的皮垢。脱灰用药比例为水∶硫酸铵=100∶3,最终要求pH达到8.0,在水温为25℃的条件下浸泡8～12 h。脱灰后的皮质量与浸灰后相比,减轻10%～15%(图1-D)。

2.7 软化与降温

裸皮脱灰后,鱼皮内胶原蛋白会有一定程度的变性或降解,但仍有大部分以皮垢的形式残存在纤维间质中,用胰蛋白酶对鱼皮进行软化降解,可以使其纤维松散。试剂比例为水∶胰蛋白酶=25∶1, pH为8.0,水温为35℃,软化12～18 h,每隔1 h检查鱼皮的软化情况。

软化后立刻水洗逐步降温,停止胰蛋白酶的作用,切勿直接将皮张浸入冷水,防止鱼皮因骤冷而收缩使表面褶皱。

2.8 浸酸与鞣制

浸酸溶液的成分比例为水∶氯化钠∶柠檬酸= 100∶10∶1,浸酸溶液pH值约为2.8,水温为25℃,浸泡3～5 d。浸酸时裸皮如果出现酸性膨胀,应继续加入一定量的氯化钠缓解酸胀(图1-E)。

鞣制液的成分比例为水∶氯化钠∶氯化铝∶硫酸铵=20∶2∶1∶1,水温为24℃,当pH为4.5时检查皮张,将裸皮取出,向内折压,压尽水分,若折处呈现白色绵纸状,则说明鞣制结束(图1-F)。

2.9 中和与加脂

鞣制后的裸皮仍呈酸性,长时间存在于酸性环境会破坏胶原蛋白的肽链结构,使胶原纤维剧烈膨胀,故加入碳酸氢钠进行中和,将水温调节到35℃,当将pH调节到5.0时,即完成中和过程。

加脂也叫加油,标本制作中,此环节需根据裸皮大小和预期效果加入一定量的加脂剂,本研究中,选择水与加脂剂的比例为25∶1。在水温为55℃条件下,浸泡4 h,油脂能充分渗入纤维间质,形成包裹体补充熟裸皮所流失的脂肪,以阻止皮质纤维在干燥时摩擦断裂,同时增强了标本表面的光泽度。

图1 达氏鳇成鱼剥制标本制作工艺流程Fig.1 Technological process of the taxidermy in large-sized KalugaHuso dauricus

2.10 回软

因制作假体或其他原因耽搁一定时间,使鞣制好的裸皮无法及时进行填充,时间久了裸皮会发硬缩水,所以要对其进行回软。实际操作中,用碳酸钠和加脂剂进行皮质回软能获得良好的效果,其中碳酸钠为皮质量的2%,加脂剂为皮质量的10%,逐步升温至30℃,回软时间长短根据皮张具体情况而定。

2.11 防腐与缝合

在进行假体填充前需要对皮张进行阴干、展鳍和防腐。在此期间,将各个鳍的鳍条末端用蒸汽电熨斗熏至柔软,涂抹少许福尔马林溶液,用两块厚玻璃板夹住鳍条,固定48 h(图1-G、H)。做防腐时,将皮张展开平铺,将明矾、硼酸和樟脑按照5∶3∶1的比例研成粉末,再加入一定量的干燥剂混合,均匀地涂抹在皮张内侧(图1-I),硼酸会使皮张发硬缩水,所以应控制好硼酸的用量。

在防腐的同时要仔细检查皮张的完整度,如发现鱼皮破损或残缺,要及时进行缝合和补皮,由于鲟鳇鱼成鱼皮较厚,普通的钩针根本无法穿透,因此,可采用电钻打孔的方法进行操作,再用碳氟复合线进行缝合,本研究中,制作标本时正值北方冬季,气温较低,所以缝合速度要快,以避免在低温下时间过久使鱼皮干硬,待皮张阴干至半干状态开始填充。

2.12 塑型与补色

高密度发泡剂,常用于大型哺乳动物剥制标本的假体制作,材料轻便结实,便于后期修改,但需要标本制作人员具有一定的雕刻功底。本研究中,采用的填充材料为高密度发泡剂,并用脱脂棉配合发泡剂进行细节处的填充塑型,力求每个填充部位保持饱满,再用皮锤将填充部位均匀的夯实。整条标本缝合部位在腹中线部,采用针线缝合结合气排钉的方法缝合,边填充边缝合。鱼体填充缝合完毕后,用70%的酒精将鱼皮通体擦拭一遍,待酒精挥发彻底后用砂纸打磨鱼皮粗糙部分,再涂抹一遍酒精,阴干24～48 h。此时鱼皮变得坚硬结实,用原子灰将缝合针脚处、补丁和破损处覆盖打磨,凹凸处用透明腻子抹平。安装义眼(图1-J),并粘贴人造毛代替嗅毛,用热熔胶棒拉出13～14 cm的假须(图1-K)。

达氏鳇与其他鲟鱼体色有明显区别。大部分达氏鳇头部从眼眶骨至蝶耳骨上区的整个硬骨区为黑色或黑褐色,鳃部及下颌区为乳白色或灰白色;脊背部至侧骨板上沿呈灰褐色;侧骨板下沿至腹骨板部呈乳白色、灰绿色或黄绿色;腹骨板部多为淡黄色或乳白色;胸鳍、腹鳍和背鳍边缘通常为白色。用丙烯油性颜料直接在鱼皮上补色,在补色过程中,应结合达氏鳇生前的真正颜色进行调配。

2.13 后期保养

标本的后期保养十分关键,为此可将制作好的标本喷涂三层防腐清漆,待清漆彻底干后,再刷一层薄薄的环氧树脂。一方面环氧树脂隔绝了空气,最大限度减缓了标本的氧化速度;另一方面,环氧树脂本身的透明度增强了标本皮肤的光泽度,使标本栩栩如生。至此,一条达氏鳇成鱼标本制作完成(图1-L),再经过15～30 d的阴干,可以将其放入标本室进行展览收藏,平时保存在干燥的环境中,温度控制在15℃的恒温下,标本若遇剧烈的温差变化会产生不可逆转的破坏,要避免阳光直射。另外,标本要定期除尘、上油,检查鳃盖部、吻部和鳍部。

3 讨论

3.1 剥制及脱脂的工艺改进

标本制作中,脱脂是否彻底与前期皮肉剥制的程度关系密切。达氏鳇是世界上最大的淡水鱼之一[15],成鱼躯干部的肌肉很容易和鱼皮部剥离,但头颅部的肌肉较难去除干净,同时,由于皮张的脂肪层较厚,简单的机械除肉无法彻底清除皮张内的脂肪,时间久了皮张表面会渗出黄色油脂,严重影响标本的形态和观赏性。因此,本次标本制作遵循“不用有毒试剂,少用易挥发试剂”的原则,在整个工艺流程中,不用砒霜、福尔马林、铬酸钾等有毒试剂,同时,经过鞣制后的皮张由于自身蛋白质结构被破坏,在防腐的过程中应减少对明矾和樟脑等挥发试剂的用量,如此成批量的制作生产,可减少试剂对环境的污染。

在脱脂过程中,大部分学者采用乙醇浸泡脱脂法进行操作[16-18],对脂肪少、易剥制的小型鱼体来说,这种方法可有效脱去皮张内的脂肪,但后期仍需要进行严格的防腐。对于大型哺乳动物和脂肪层较厚的大型鱼类来说,单一的乙醇浸泡脱脂无法达到彻底脱脂的效果,因此,本次制作过程中利用机械除脂法、梯度乙醇浸泡法和皂化乳化法3种方法,根据达氏鳇皮张本身的组织结构特点调整试剂用量配比。比如在二次浸水时加入脱脂剂作为浸水助剂,延长浸水时间,达到了初步脱脂的效果;在乙醇浸泡过程中,采用梯度浓度浸泡,一方面提高了脱脂效率,另一方面使皮张在逐级浸泡的过程中得到缓冲;头颅部分脂肪层比躯干部分厚,脱脂时对头颅和躯干部分分别采取不同浓度和次数的脱脂,达到了比较满意的效果。

在整套标本制作的工艺流程中,从盐渍、浸灰、软化、浸酸到鞣制的每一个环节,均在进行着脱脂。盐渍过程中高浓度的无机盐、浸灰过程中大量的-OH等都会结合油脂分子的烃基,胰蛋白酶参与的软化过程可显著去除皮层里的可溶性蛋白,加快内脂肪的分解和脱落。因此,只有通过多方面、多流程的脱脂,把脱脂的理念贯穿于整个标本制作流程中,才能达到比较满意的除脂效果。

3.2 皮革鞣制技术的应用

对于大型鱼类的剥制标本来说,存在的最大的问题就是在标本陈列展览的过程中出现“冒油”、“脱象”、“发焦”等状况。出现这种状况,一方面是因为剥制时脱脂不到位,另一方面是因为处理过的皮张仍为生皮,生皮的稳定性较差,容易受到保存环境的影响,从而使标本发生形变,失去了标本制作的价值。因此,本次标本制作采用国外最先进的皮张鞣制技术,借鉴了宋小晶[19]对大型布氏鲸皮张和李文靖等[20]对成年哺乳动物皮张的鞣制方法,设计出一套适合达氏鳇成鱼皮张的鞣制技术,鞣制过程中所用的试剂均为工业试剂,价格低廉,有效无毒,降低制作成本的同时保证了标本质量。经过鞣制的皮张为熟皮,皮张的稳定性高,耐高温湿热,皮革丰满有弹性,不易受到外界环境的影响。剥制标本皮张的生熟与否是区别现代与传统皮张处理的标志之一[21]。

常用到的鞣制方法有铝鞣、醛鞣和铬鞣[22],相比较而言,铬鞣制技术较为常用,鞣制出的皮张效果较好,缺点是重铬酸盐毒性较大,目前,无铬鞣制的技术逐渐被应用[23-24]。铝鞣制较为温和,鞣制出的皮张弹性较好,已应用到本次达氏鳇鱼皮鞣制中。在本研究中,鞣制是否成功关键要看浸酸是否充分,浸酸的目的是为了析出皮层纤维中的可溶蛋白,而鞣制的目的则是使鞣酸进入皮层纤维中替代原有蛋白。所以,根据皮张厚度适当延长浸酸时间,调稳pH,可以为鞣制做好准备。本次达氏鳇鱼皮鞣制过程中,由于脑颅内脂肪层较厚,块状脂肪聚积在颊部和鳃盖骨部,浸酸的时间要长于其他部位,柠檬酸与氯化钠的浓度比为5∶1,当发现浸酸后头骨处的皮张略有膨胀时,可继续加入一定量的氯化钠缓解酸胀,鞣制时的关键因素是pH值、温度和时间的协调控制,检查皮张是否达到鞣制的标准是观察pH值是否从2.8上升至4.5,这一过程要控制在2 d之内。中国北方的冬天气温较低,鞣制过程中可将温度维持在24℃,若温度过低,鞣制时间过长,则皮张变硬,影响标本塑型。

3.3 防腐剂的探讨

中国的传统标本制作技术,素来就有“南唐北刘”之说,从20世纪至今,也确实出现了一些标本制作方面的艺术大师[25]。评价一个标本的好坏,一方面要看标本制作师对标本形态匠心独运的设计,另一方面,标本的保存期限也是鉴定一个标本价值高低的因素之一,因此,防腐的工艺就成了整个标本制作一个至关重要的环节。传统的砒霜和砷化物虽然可以长久的保存标本,但因其毒性巨大早已被淘汰,如今每个专业的标本制作师都有一门独特的防腐技术,但几乎从不外传。国际上在20世纪70年代就已经用优兰代替砒霜对皮张进行防腐[26-27],优兰无毒,不会对环境和人体造成危害,保存年限可达30年以上,已广泛被博物馆标本制作人员所采用。本次标本制作,采用的防腐剂为明矾、硼酸和樟脑,与以往的标本制作相比取得了较好的防腐效果[28],由于鞣制技术的加入,防腐剂的用量可相对减少,尤其是硼酸用量。

一件优秀的标本作品除了可以加深公众对物种知识的了解,给人以美的享受,也一定能够唤起人们认知自然、保护自然的欲望,可谓利益深远。目前,中国标本行业蓬勃发展,但相关从业人员及其缺乏,完备的剥制标本工艺流程仍在探索实践,遇到的问题仍需行业专家量体裁衣共同解决。

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Stripped specimen preparation of large Kaluga Huso dauricus

SHI Ting-ting1,ZHAI Ao-bo1,ZHAO Wen1,GUO Chang-jiang1,AN Hao1,GAO Xin1,SHI Zhen-guang2
(1.College of Fisheries and Life Science,Key Laboratory of Hydrobiology in Liaoning Province,Dalian Ocean University,Dalian 116023,China; 2.Yunnan Amur Sturgeon Group Company Limited,Kunming 650228,China)

A specimen has lifelike morphology,bright color,durable,and suitable for both refined and common people,and is often used in museum exhibitions,popular science teaching and scientific research.In this study, large-sized adult Kaluga Huso dauricus were made into specimens through a series of process such as material selection,index determination,stripping of skin,leaching of degreasing,anticorrosive drying filling suture,beautifying plastic,and later stage maintenance processes by means of method of stripping specimen.The ratio of chemical reagents was used in each process flow according to the structure characteristics of the materials to be designed specially.The technology in tanning,degreasing,anticorrosion and beautification were improved,which were applied to the fat layer of thick sturgeons taxidermy with better effect in this study.

Huso dauricus;specimen;tanning technology;beautification material

10.16535/j.cnki.dlhyxb.2017.02.014

2095-1388(2017)02-0205-06

Q95-342

:A

2016-06-17

辽宁省海洋与渔业厅科研项目(200920);横向联合项目“达氏鳇基础生物学研究”(2012-2014)

石婷婷(1990—),女,硕士研究生。E-mail:424780765@qq.com

赵文(1963—),男,教授,博士生导师。E-mail:zhaowen@dlou.edu.cn