羊驼毛含硫氨基酸与纤维参数相关性研究

许艳丽，吕雪峰，柴 婷，赛迪古丽，胡 昕，王 乐

(新疆畜牧科学院畜牧业质量标准研究所，新疆 乌鲁木齐 830012 )

羊驼原产于南美洲秘鲁等高海拔国家,羊驼的主要经济价值在于毛，其毛纤维浓密，柔软细长，光泽好，保暖性强[1]。我国自2002年开始引进羊驼，发展时间较短，与国外相比存在一定的差距[2]，开展羊驼相关研究存在一定的局限性，研究人员对羊驼多种毛色形成机制开展了相关研究[3-7]，对羊驼毛纤维参数开展了检测评价研究[8-10]。羊驼毛的物理性质不但决定着羊驼毛与其他纤维的区别，而且也决定着羊驼毛的工艺价值，而平均纤维直径、长度、强力是决定毛绒品质及纺纱加工工艺参数的主要指标，不仅决定着纺织产品的质量还影响产品的结实性[1]。羊驼毛在化学组成方面，含硫量高是羊驼毛纤维的特点[1]，硫在毛绒中主要以二硫键的形式存在于胱氨酸和蛋氨酸中，二硫键使毛绒纤维分子具有很高的化学稳定性，含硫氨基酸对绒毛蛋白质分子的化学稳定性和网状空间结构起着重要的作用[11-12]，因此分析羊驼毛纤维含硫氨基酸含量与纤维参数的相关性，对鉴别羊驼毛的质量和生产高档羊驼毛产品具有重要的意义，也为羊驼养殖提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验样品

在新疆阿克苏羊驼养殖基地对30只(2岁至10岁)不同性别、年龄、被毛颜色的羊驼在3个不同部位(肩部、侧部、股部)进行毛样采集，详见表1，采集羊驼不同部位10 cm×10 cm面积毛样，用于试验。

表1 样本描述统计表

1.2 主要仪器与试剂

纤维直径光学分析仪、300 mm钢直尺、单纤维强力测试仪、SYKAM S433D全自动氨基酸分析仪、电子天平(0.01 g)、电子天平(0.0001 g)、氮吹仪、真空干燥箱、浓盐酸(优级纯)、30%过氧化氢、88%甲酸、48%氢溴酸、茚三酮、维生素C、甲醇溶液、SYKAM19种混合氨基酸标准品、不同pH和离子强度的洗脱用缓冲液(从SYKAM公司购买)，其中包括缓冲液 A(0.12N,pH3.45)、缓冲液B(0.20N,pH10.85)、再生液(0.5N)，样品稀释液(0.12N, pH2.20)。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 平均纤维直径 按照GB/T 21030-2007《羊毛及其他动物纤维平均直径与分布试验方法纤维直径光学分析仪法》[13]进行测定。

1.3.2 毛丛自然长度 按照GB 1523-2013 《绵羊毛》[14]中测定毛丛长度方法进行测定。

1.3.3 单纤维强力 按照GB/T 4711-84 《羊毛单纤维断裂强力和伸长试验方法》[15]进行测定。

1.3.4 含硫氨基酸含量的测定

1.3.4.1 样品前处理 准确称取20 mg(精确至0.0001 g)羊驼毛样品，搓成球状放置20 mL水解管中，用玻璃棒将毛样贴至水解管底，封管，冰浴30 min，将2 mL冷却的过甲酸加入样品中，浸湿样品，但不要晃动，封口，55 ℃水浴放置15 min，加入氧化终止剂48%氢溴酸0.3 mL，振荡均匀，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，取出酸解管冷却至室温，用去离子水定容至20 mL，滤纸过滤杂质，取1 mL过滤液，旋蒸至干，残留物加2 mL去离子水复溶旋蒸至干，重复2遍，用5 mL样品稀释液溶解，0.22 um滤膜过滤，待仪器测定用。

1.3.4.2 定量分析 全自动氨基酸分析仪采用交换色谱柱分离，再利用茚三酮柱后衍生来定性和定量分析蛋白质水解样中的氨基酸，采用氧化酸水解的方法进行样品前处理，过甲酸使蛋白质中含硫氨基酸充分氧化成单一氧化物，将胱氨酸氧化成磺基丙氨酸，将蛋氨酸氧化成为蛋氨酸砜，氨基酸分析仪将这两种氧化产物与其他物质进行分离检测，以达到对胱氨酸和蛋氨酸进行定量分析的目的，能够保证含硫氨基酸测定的准确性。

1.4 统计分析

试验结果以平均值±标准差表示，采用SPSS19.0统计软件对数据进行单因素方差分析，以P<0.05为差异显著性标准，采用相关性分析含硫氨基酸含量与不同纤维参数的相关程度。

2 结果与分析

2.1 羊驼毛纤维参数及含硫氨基酸的测定结果

本试验羊驼毛纤维平均直径19.96 μm，毛丛自然长度84 mm，单纤维强力6.80 cN，平均胱氨酸含量为8.40%，蛋氨酸含量为0.22%(见表2)。

表2 羊驼毛纤维参数和含硫氨基酸含量测定结果

2.2 性别年龄等不同因素的影响分析

由表3可见，不同性别的羊驼在平均纤维直径、毛丛长度、单纤维强力方面均差异不显著(P>0.05)，不同年龄的羊驼在平均纤维直径、毛丛长度、单纤维强力差异显著(P<0.05)，成年羊驼的平均纤维直径、单纤维强力明显大于周岁羊驼，但毛丛长度明显短于周岁羊驼，可能与剪毛次数、年龄的增长以及营养水平等因素相关；不同被毛颜色的羊驼在毛丛长度差异不显著(P>0.05)，三种不同被毛颜色的羊驼之间平均纤维直径差异显著(P<0.05)，其中黑色最粗，棕色次之，白色最细，在单纤维强力方面，白色羊驼与棕色、黑色羊驼差异显著(P<0.05)，而棕色与黑色差异不显著(P>0.05)；不同部位的羊驼毛纤维在平均纤维直径、毛丛长度、单纤维强力上均差异显著(P>0.05)。含硫氨基酸含量方面：不同性别、年龄的羊驼毛胱氨酸含量存在显著性差异，母羊驼毛胱氨酸含量显著高于公羊驼(P<0.05)，成年羊驼毛胱氨酸含量显著高于周岁羊驼(P<0.05)；不同被毛颜色、部位的羊驼毛胱氨酸含量差异不显著(P>0.05)；而不同性别、年龄、被毛颜色、部位的羊驼毛蛋氨酸含量差异不显著(P>0.05)。

表3 不同因素影响分析结果

综上结果表明，年龄因素对羊驼平均纤维直径，毛丛长度，单纤维强力均存在影响；被毛颜色因素对平均纤维直径，单纤维强力存在影响，对毛丛自然长度不存在影响；性别、部位因素对羊驼毛以上3个纤维参数均不存在影响；含硫氨基酸含量方面，性别、年龄因素对羊驼毛纤维胱氨酸含量存在影响，被毛颜色、部位因素对羊驼毛纤维胱氨酸含量不存在影响；性别、年龄、被毛颜色、部位因素对羊驼毛蛋氨酸含量均不存在影响。

2.3 羊驼毛含硫氨基酸含量与纤维参数相关分析

由表4可见，胱氨酸含量与羊驼毛平均纤维直径、单纤维强力呈正相关，与毛丛自然长度呈负相关，且相关均显著(P<0.05)；而蛋氨酸却正好相反，且与以上3个纤维参数相关均不显著(P>0.05)。

表4 羊驼毛含硫氨基酸含量与纤维参数相关性分析结果

3 讨 论

本试验检测的羊驼毛纤维参数与之前的检测结果[10]相比(平均纤维直径为23.37 μm，毛丛自然长度为106 mm，断裂强力为8.05 cN)，该批羊驼毛纤维直径偏细，偏短，断裂强力降低，羊驼为国外引进物种，该批羊驼群体自2014年由澳大利亚引进，在国内经过几年的驯养，可能因气候、饲养环境、营养水平等方面的因素，使得该羊驼毛纤维品质产生了较大的差异变化。

含硫氨基酸对维持绒毛的化学稳定性，抵御外界各种不利因素的侵蚀具有重要的作用[16]。本试验检测的羊驼毛平均胱氨酸含量为8.40%，蛋氨酸含量为0.22%，羊驼毛含硫氨基酸含量在其他文献中尚未报道，与王艳萍等[16]研究的不同品种羊被毛氨基酸含量相对比，羊驼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%)，低于柴达木绒山羊粗毛(8.88%)，其它文献中胱氨酸含量采用常规酸水解方法获得，因胱氨酸因易被盐酸水解破坏，存在一定程度的降解，在这里不进行比较分析。

平均纤维直径是评价毛绒纤维品质和使用价值的重要指标，纤维长度和强力也是评定其可纺性能的重要指标。羊驼毛纤维直径受很多因素的影响，本试验中性别、年龄、被毛颜色对羊驼毛纤维直径的影响与与Wuliji[17]、Mc Gregor[18]等研究结果一致，纤维直径不受性别的影响，但会随着年龄的增加纤维直径会变粗，被毛颜色浅色的比深色的纤维直径更细。毛丛自然长度方面，检测结果表明仅年龄因素对其有影响，不同性别、被毛颜色、部位的毛丛自然长度差异不显著(P>0.05)，性别、被毛颜色因素对毛丛自然长度的影响分析与之前分析结果不一致[10]，可能与羊驼年龄的增长，饲养管理、营养水平有关。研究表明，随着剪毛次数的增加和年龄的增长，羊驼毛纤维生长速度减慢，产毛性能减弱[1]。本试验中周岁羊驼的毛丛长度明显长于成年羊驼，可能与成年羊驼剪毛次数和年龄的增长有关。

羊驼毛的粗细，弹性和强度与含硫量相关，含硫量高是羊驼毛纤维的特点，而硫在羊驼毛中主要已二硫键的形式主要存在于胱氨酸中，罗海玲等[19]研究表明，同一类型的毛，细度越大，含硫量较高。本试验结果相关性分析表明，含硫氨基酸含量与羊驼毛纤维参数相关，平均纤维直径越粗、单纤维强力越大，其胱氨酸含量越高。

4 结 论

本试验结果表明，新疆阿克苏羊驼毛平均纤维直径19.96 μm，毛丛自然长度84 mm,单纤维强力6.80 cN，平均胱氨酸含量为8.40%，蛋氨酸含量为0.22%；年龄因素对羊驼的平均纤维直径、毛丛自然长度、单纤维强力数均存在影响，被毛颜色因素对平均纤维直径、单纤维强力存在影响，年龄、性别因素对羊驼毛胱氨酸含量存在影响；而胱氨酸含量与羊驼毛以上3个纤维参数均表现显著相关，而蛋氨酸与其不存在显著相关。