鲜茧缫丝现状与展望*

张 青

(家蚕基因组生物学国家重点实验室，农业农村部蚕桑生物学与遗传育种重点实验室，西南大学生物技术学院，重庆 400715；浙江大学材料科学与工程学院，杭州 310000)

缫丝是从蚕茧中顺序离解出若干根茧丝并将它们抱合成丝的工艺过程[1]。古代缫丝是直接将未出蛾的鲜茧加工成丝，由于当时缫丝效率低，致使未经任何处理的鲜茧出现严重的出蛾或霉烂现象。烘茧技术克服了鲜茧不易保存的缺点，从而使干茧缫丝成为主要的缫丝方式。干茧缫丝的主要工艺流程为：鲜茧收购→热风干燥→剥茧→选茧→高温触蒸→真空渗透→煮茧→缫丝→平衡、给湿→平衡、复摇→编丝→绞丝→配色→打包[2]。该工艺过程的能耗高、副产品价值低，随着近年蚕茧、劳动力及煤炭等成本的上涨而面临困境。而鲜茧冷冻贮藏、蚕基因改良及灭活保鲜等技术的发展解决了鲜茧贮藏的技术问题，使鲜茧缫丝在丝绸行业重新得到重视和发展。

与干茧缫丝不同，鲜茧缫丝是将收购到的蚕茧置于冷冻库中杀蛹、储藏而制备缫丝所用茧，具体工艺过程为：鲜茧收购→鲜茧冷藏→混茧、剥茧、选茧→真空渗透→缫丝→复摇整理→打包入库[3]。鲜茧缫丝不需要烘茧与煮茧，可降低能耗，很好地保留蝉蛹的营养价值，有利于提高缫丝企业的经济效益，也更环保。鲜茧缫丝还可有效地避免由于烘茧不当对蚕茧品质造成的不利影响，且所得的鲜茧丝较好地保留了天然生丝独特的风度、丝鸣、弹性、柔软及光泽等特性[4]。近年来广西、山东等地的许多企业已开始使用鲜茧缫丝，但鲜茧丝的品质一直是丝绸行业争论不休的问题之一。因为鲜茧丝的部分性能比干茧丝差，鲜茧丝冒充干茧丝就给丝绸行业和出口贸易造成了混乱和困扰。目前，鲜茧丝基本性能及其与干茧丝鉴别方法、鲜茧丝丝织品产品性能等基础研究是丝绸产业亟待解决的问题。此外由于干茧与鲜茧茧质的不同，使得成熟的干茧缫丝工艺及干茧丝纺织工艺并不完全适用于鲜茧缫丝及鲜茧丝，因此有必要对鲜茧无煮茧缫丝的工艺以及基于鲜茧丝的纺织工艺进一步优化。

本文综述了鲜茧丝基本性能的研究近况，对比分析了干茧丝和鲜茧丝在成分、热学性质、抱合力等方面的差异，希望为干茧丝和鲜茧丝的鉴别提供方法。概述了鲜茧无煮茧缫丝工艺优化的研究进展，探讨了发展鲜茧缫丝所需的配套设施和技术，对鲜茧缫丝行业提出适当的建议，以期为鲜茧缫丝和丝绸行业的健康繁荣发展提供参考。

1 鲜茧丝和干茧丝的性能对比

1.1 成分差异

由于工艺不同，鲜茧丝和干茧丝的成分有一定差异。首先是丝胶含量不同：鲜茧缫丝由于没有煮茧工序，整个过程采用低温工艺，因此比干茧缫丝的丝胶溶失少，制备的鲜茧丝条一般含有更多的丝胶[5-6]。龙辉等[7]比较研究了广西不同庄口蚕茧所得干茧丝和鲜茧丝丝胶含量后得出：同一庄口的蚕茧制得的干茧丝丝胶含量低于鲜茧丝丝胶含量，但不同庄口蚕茧制得的鲜茧丝和干茧丝的含胶量无规可循。蒋小葵等[5]对比研究了来自不同产地、不同厂家、不同庄口、不同品种的干、鲜茧样丝的丝胶含量后认为：当含胶率低于24%时就是干茧丝，当含胶率高于26%时就是鲜茧丝，含胶量在24%～26%之间则不能准确判断其为干茧丝或鲜茧丝。此外高温烘焙会使鲜茧中的热不稳定成分分解、挥发或发生变化，导致干茧丝中仅有酯类含量较高，而鲜茧丝中含有黄酮类、多酚类、酰胺类、饱和烃类、烯烃类、酯类和芳香类等化合物。其中长链酯类1-乙酸二十六烷基酯(C28H56O2)是鲜茧经高温烘焙后由其微量组分发生结构演变产生的，可用于鲜茧丝和干茧丝的鉴别[8]。另外某些庄口蚕茧所制备的鲜茧丝相比干茧丝有更低的氨基酸含量[7]。虽然鲜茧丝和干茧生组成成分上有一定差异，但两者均以无规卷曲和β-折叠的silk II型晶体结构为主[6]。

1.2 热力学性能差异

干茧丝和鲜茧丝在部分热力学性能上也有一定的差异性。两者玻璃化转变温度都在215 ℃左右，热分解温度均在320 ℃左右，经600 ℃热处理后的质量损失率均为65%左右。然而动态热机械性能分析表明，鲜茧丝比干茧丝有更低的储能模量和损耗模量，说明鲜茧丝比干茧丝刚性差、黏性少，但伸缩性更好[6，9]，平均断裂强度和断裂伸长率都更高，且鲜茧生丝纤维的拉伸稳定性也更好[6]。

1.3 抱合力差异

虽然鲜茧丝相比于干茧丝有一定优势，但其抱合力却不如干茧丝。在干茧缫丝过程中，两次分别长达5～6.5 h、温度为90 ℃～110 ℃的烘干工序使干茧丝表面丝胶发生较大变形，提高了结晶度，也使其茧丝抱合力增强[10]。也有研究认为鲜茧缫丝比干茧缫丝工艺温度低，因而丝胶彭润度低，这导致鲜茧生丝抱合力小且不均匀[6]，却也使鲜茧丝的白度优于干茧丝。干茧缫丝的高温烘茧和蒸煮茧过程会造成芳香族氨基酸的氧化而使生丝变黄，蛹油的溢出也会污染茧层，降低了干茧生丝白度[6]。

1.4 用途差异

鲜茧丝由于抱合力不够，不适合做经丝使用。鲜茧丝和干茧丝作为梭织纬线的使用也表现出一定的差异性，即鲜茧丝在络丝、并丝、捻丝等工序的断头率、倒筒过程中的清糙次数和生丝表面的疵点明显高于干茧丝[11]。鲜茧丝织品的面料不如干茧丝织品面料美观，练白平方米质量也更低，且其染色均匀性和牢固性都不如干茧丝绸，不适合做高档面料[7，12]。鲜茧丝织物的折皱回复角、抗弯长度、静态悬垂系数都比干茧丝织物小，因而其抗皱性稍差[2]。不过鲜茧丝织物的手感柔软，光泽度、断裂强度、断裂伸长率和透湿性也比干茧丝织物更理想[2，13]。但也有部分研究表明鲜茧丝断裂伸长率更低[14]。

2 鲜茧缫丝工艺的优化

2.1 冷藏工艺优化

鲜茧缫丝是通过冷藏的方式保存蚕茧，避免其出蛾或霉变。冷藏工艺直接决定了茧质的优劣及后续缫丝工艺的优化。早期研究表明冷藏温度对缫丝成绩略有影响：温度越低，生丝品质越好，且在15 ℃～18 ℃±1 ℃～2 ℃时既能保全茧质还能补正茧质[15]。冷藏工艺对好蛹率的影响显著，冷藏温度为3 ℃，冷藏时间为15 d以下时可获得高的好蛹率[16]。若需要使鲜茧内蛹体长时间保持新鲜，则冷藏温度需要低于-20 ℃[17]。

2.2 脱胶工艺优化

同干茧缫丝一样，为了解舒容易，鲜茧缫丝前也要对蚕茧进行脱胶处理。通常用的脱胶方法有碱脱胶、皂脱胶和酶脱胶等。早期研究表明把鲜茧浸渍于含有N-长链酰氨基酸的溶液里能使解舒容易、产量增进，所缫得生丝手触柔软、色白、光泽好并富有弹性[4]。这种N-长链酰氨基酸解舒剂中酰基的碳链约含8～20个碳原子，是饱和或不饱和的长链酰基，而其氨基酸的种类对解舒率没有影响。陈景浩等[18]研究了木瓜蛋白酶用于鲜茧缫丝脱胶的工艺技术，认为最佳工艺条件为：酶浓度4 g/L、溶液pH值7.0、脱胶温度35 ℃、脱胶时间2 h。该条件下平均脱胶率为23.42%，解舒率平均达82.4%，单根生丝纤维断裂强度平均为12.52 cN，且所得鲜茧丝表面光滑。该木瓜蛋白酶脱胶工艺有望用于鲜茧缫丝。

2.3 缫丝工艺优化

封宝山等[19]研究了索绪汤温度、理绪汤温度和丝鞘长度对解舒率、万米吊糙、缫折、生丝抱合力、生丝清洁成绩和洁净成绩的影响。研究表明解舒率、万米吊糙、缫折和生丝清洁成绩显著受索绪汤温度和理绪汤温度的影响，生丝抱合力显著受丝鞘长度的影响。在他们的实验条件下，最优工艺条件为：索绪汤温度80 ℃、理绪汤温度40 ℃、丝鞘长度10 cm。

鲜茧丝不能用于纺织高档面料主要是由于鲜茧丝的抱合力和抱合稳定性不够[14]。一般而言含胶率高则抱合性好。鲜茧丝含胶率一般高于干茧丝，因而影响鲜茧丝抱合性能的应该是茧丝抱合时丝胶的胶着温度以及受到的挤压力。具体到鲜茧缫丝工艺中，提高缫丝汤温度可提高茧丝丝胶胶着力，而温度太高会使万米吊糙增多，大约40 ℃左右较合适。增加缫丝车速可增加生丝抱合时受到的挤压力，进而提高鲜茧丝的抱合性能，但会降低生丝拉伸性能，使丝条发硬。此外在设置缫丝车速时，还应兼顾蚕茧茧质、茧丝厂条件、茧丝纤度、解舒率和添绪效率等因素。增加丝鞘长度可改善鲜茧丝抱合性能，但会增加缫丝故障、降低解舒率、影响生丝拉伸性能，一般丝鞘长度以10 cm～12 cm为宜[19-20]。此外适当的强化处理也能改善鲜茧丝的抱合性能。微波预处理、湿热处理以及戊二醛处理都能提高鲜茧丝的抱合力和抱合稳定性，三者结合用于鲜茧缫丝能更好地提高鲜茧丝的抱合稳定性。这三种处理方式主要影响了丝胶的结构，并没有对丝素产生影响，有望用于改善鲜茧丝织物绸面起毛、丝条纰裂等缺点，提高鲜茧丝的使用性[21]。

3 建议和展望

3.1 基础研究方面的建议

鉴于鲜茧和干茧本身茧质的区别，鲜茧缫丝本该有其适合的缫丝工艺，但因为干茧缫丝发展历史悠久、工艺成熟，许多企业鲜茧缫丝时仍沿用干茧缫丝的部分工艺条件。但缫得的鲜茧丝综合性能不够优良，不适合作为高档缎面的原料。目前对鲜茧缫丝工艺有一定的研究和改进，但仍未形成系统、规范的鲜茧缫丝工艺体系，不能缫得性能优异、稳定的鲜茧丝。因而研发适合于鲜茧的缫丝工艺体系以获得兼具手感柔软、透湿性好、延伸性好和抱合性能优异的鲜茧丝是鲜茧缫丝亟待解决的基础问题。此外，目前后续的织造、练、染和整工艺也是根据干茧丝的丝质来定的，这些工艺条件的优化也是鲜茧丝纺织行业必须尽快开展的工作。最后研发高效便捷的鉴别鲜茧丝和干茧丝的检验技术也有利于丝绸行业稳定有序地发展。

3.2 配套设施方面的建议

目前大部分缫丝厂都是以干茧缫丝为前提进行设计和建造的，为了适应鲜茧缫丝的发展，部分配套设施也要相应地调整：(1)合理布局蚕茧冷库，鲜茧基地大型茧站的茧库以及丝厂的茧库也要配置适量鲜茧冷藏库；(2)缫丝机等缫丝设备也应根据鲜茧缫丝的需要有所改进，以适应鲜茧缫丝[22]。

3.3 行业方面的建议

在没有系统行业规范的情况下，企业自成一体所生产的鲜茧生丝质量参差不齐。鲜茧丝与干茧丝在抱合力、织物美观及染色性上存在差距。这样的鲜茧丝混入市场会给国内丝绸行业以及对外贸易都带来极大的烦恼、争议和不安。目前，鲜茧丝和干茧丝共存的情况已形成并将长期存在。我们希望在丝绸行业安定有序的基础上发展鲜茧缫丝，提出以下几点建议：(1)尽快建立起鲜茧缫丝的行业规范；(2)鉴于基于鲜茧丝的练、染和整等纺织工艺还没建立起来，目前仍沿用干茧丝纺织的相关工艺，因而建议鲜茧生丝应该按照GB/T11797-2008《生丝》的检验标准进行检验；(3)流入市场的鲜茧丝须明确标注“鲜茧丝”，以便后续生产企业可选择性地用丝，或根据丝的品质调整产品规格设计及生产工艺，以减少企业因不明用丝造成不必要的损失。

4 小结

鲜茧缫丝由于能耗低、副产品价值高等优势逐渐在丝绸行业再次兴起，但制得的鲜茧丝抱合力差、纺织品品质不够高等限制了鲜茧缫丝的发展。鲜茧丝在成分、部分热力学性能、力学和色泽等各方面与干茧丝有一定差异，既折射出鲜茧丝的市场价值，也有助于推动对两者鉴别技术的发展。研究者需要探索并重视鲜茧缫丝在冷藏工艺、脱胶工艺和缫丝工艺上的方案优化以及鲜茧丝纺织工艺的优化——以使鲜茧丝得到最佳利用。今后的改进方向应尽量保证“基础研究、配套设施、行业”三管齐下，全面保证鲜茧缫丝的健康持续发展，并进一步为丝绸行业的稳定、繁荣提供帮助。