(廣州廣電計(jì)量檢測(cè)股份有限公司 廣東 廣州 510000)
羊絨是山羊身上的一層細(xì)絨毛,纖維細(xì)長(zhǎng)均勻、手感柔軟而有彈性、光滑保暖,被譽(yù)“軟黃金”。世界上羊絨產(chǎn)量稀少,只有羊毛產(chǎn)量的1%,其市售價(jià)格一般能達(dá)到羊毛價(jià)格的20倍左右。為了牟取暴利常有不法分子在山羊絨中摻入綿羊毛、改性綿羊毛或其他動(dòng)物毛等價(jià)值較低纖維,以次充好。因此,對(duì)羊毛羊絨纖維進(jìn)行準(zhǔn)確鑒別是十分緊要的。而羊毛與羊絨同屬蛋白質(zhì)纖維,其化學(xué)物理性質(zhì)相近,是紡織品檢測(cè)領(lǐng)域公認(rèn)鑒別難度很大的項(xiàng)目。鑒于此,本論對(duì)國(guó)內(nèi)外羊毛羊絨的主要鑒別技術(shù)進(jìn)行探討分析。
該方法主要是通過光學(xué)投影顯微鏡、纖維細(xì)度儀、掃描電鏡觀察纖維形態(tài)特征,利用羊毛羊絨纖維直徑、鱗片密度和厚度、鱗片形狀的不同作為檢測(cè)依據(jù)。
通過纖維細(xì)度儀分析,綿羊毛纖維的鱗片大部分表現(xiàn)為無規(guī)則的、排列不均勻的環(huán)狀、斜環(huán)狀、大瓦塊狀、龜裂狀;鱗片間距小、密度大;有著較為明顯的邊緣翹起明顯;有許多鱗片交搭。羊絨纖維的鱗片主要呈環(huán)狀和斜環(huán)狀;鱗片間距較大、密度??;沒有明顯的邊緣翹起;羊絨纖維細(xì)度均勻且有柔和反光。羊毛橫截面呈圓形或近似圓形;羊絨橫截面多為規(guī)則的圓形。該方法對(duì)檢測(cè)人員經(jīng)驗(yàn)要求比較高,人為因素影響較大,且存在耗時(shí)、準(zhǔn)確度不高的問題。
光學(xué)投影顯微鏡法先制成染色切片,再投影到投影臺(tái)面上,放大500倍用楔形尺測(cè)量纖維直徑,結(jié)合鱗片特點(diǎn)對(duì)羊毛羊絨進(jìn)行鑒別,并計(jì)算出羊毛羊絨的數(shù)量。 該方法主觀性比較強(qiáng),不同機(jī)構(gòu)檢測(cè)出來結(jié)果差別較大,且難以仔細(xì)觀察清楚鱗片的微細(xì)結(jié)構(gòu),也沒辦法測(cè)出鱗片的邊緣高度與厚度,對(duì)于經(jīng)化學(xué)處理的纖維更加難以鑒別,因此檢測(cè)精確低誤差大。
掃描電鏡法放大倍數(shù)高,通??梢赃_(dá)到幾千至幾十萬倍,圖像有較高分辨率高,還有立體效果,可以清楚觀察纖維結(jié)構(gòu)。其原理是通過高能電子束在纖維表面進(jìn)行有掃描,激發(fā)樣品生成多個(gè)物理信息,通過這些信息對(duì)纖維表面形貌、結(jié)構(gòu)及組分進(jìn)行分析。鑒別的主要依據(jù)纖維的鱗片厚度,假如鱗片厚度>0.1155μm,則可判定為羊毛,反之則判斷為羊絨。掃描電微鏡法成本高昂,制樣繁瑣,噴鍍不當(dāng)就會(huì)影響纖維鱗片特征;每次檢測(cè)的纖維數(shù)量很少,效率低。此外,當(dāng)前很多不法商家還會(huì)對(duì)羊毛進(jìn)行剝鱗處理,也會(huì)影響該方法的檢測(cè)準(zhǔn)確性。
計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別法首先是利用掃描電鏡得到清晰度高的的纖維圖像,然后對(duì)纖維圖像進(jìn)行預(yù)處理,再提取纖維的特征參數(shù)如纖維細(xì)度、鱗片高度、厚度、鱗片密度、鱗片徑高比等,最后由計(jì)算機(jī)利用這些參數(shù)進(jìn)行計(jì)算并輸出結(jié)果。該方法的關(guān)鍵因素是保證纖維原始圖像的清晰以及準(zhǔn)確提取纖維特征參數(shù)。該方法能夠排除人為因素誤差,使檢測(cè)結(jié)果更加客觀準(zhǔn)確。
近紅外光譜法(NIR)能夠在樣品不損壞的情況下對(duì)羊毛羊絨進(jìn)行鑒別,不用對(duì)樣品進(jìn)行前處理,檢測(cè)時(shí)間較短。檢測(cè)方法是通過軟件建立羊毛、羊絨的譜圖數(shù)據(jù)庫,運(yùn)用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法建立校正模型;利用標(biāo)準(zhǔn)正規(guī)變差(SNV)、光譜二階導(dǎo)數(shù)處理法、波長(zhǎng)空間最大距離計(jì)算方法,把待測(cè)光譜與試樣光譜進(jìn)行差減,然后算出每個(gè)波長(zhǎng)處的標(biāo)準(zhǔn)差,當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差最大值在某個(gè)閾值以內(nèi)時(shí),即可判斷出羊毛或羊絨。該技術(shù)雖然有較高的準(zhǔn)確性和可靠性,但是需要依賴模型數(shù)據(jù)庫的代表性,而有代表性的數(shù)據(jù)庫的建立卻是比較難的[2]。
染色法根據(jù)不同纖維表面性質(zhì)和所含有的物質(zhì)不同,以及羊毛羊絨的鱗片結(jié)構(gòu)不同,使得纖維對(duì)某些染料上染率不同,由此來鑒別羊毛羊絨。羊毛羊絨雖然染色性能都較好,然而羊絨比起羊毛有更大的比表面積大,并且鱗片比較薄、鱗片密度比較小,所以染料分子比較容易在羊絨纖維里面擴(kuò)散,因此上染率比羊毛較高;另一方面,羊絨與羊毛相比等電點(diǎn)更高,也是上染率高的原因。尤其是在剛?cè)旧A段,羊絨上染率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于羊毛。該方法的鑒別效果不明顯,因此精確度也不高。
該方法是根據(jù)羊絨和細(xì)羊毛在相同溶液中的卷曲伸展?fàn)顟B(tài)不同進(jìn)行鑒別的。原理是羊毛羊絨皮質(zhì)層細(xì)胞分布不同導(dǎo)致吸濕性不同,從而決定了二者卷曲伸展?fàn)顟B(tài)不同。羊毛的皮質(zhì)層是由正、負(fù)皮質(zhì)細(xì)胞構(gòu)成的,而羊絨則還包含有部分間皮質(zhì)細(xì)胞。再加上羊絨的鱗片比較薄,直徑比較細(xì),所以溶液更易于滲透進(jìn)其皮質(zhì)層進(jìn)而滲透纖維全部,促進(jìn)了羊絨的卷曲伸展。所以經(jīng)過相同溶液處理后,羊毛羊絨的卷曲伸展情況不同:羊絨卷曲伸展,纖維卷曲率已經(jīng)很小且較為均勻;羊毛則依然維持原卷曲狀態(tài)不變,且纖維上曲率不均勻。在光學(xué)顯微鏡下即能觀察到二者的伸展并進(jìn)行鑒別。
DNA是細(xì)胞遺傳信息的載體,由于不同生物或物種的DNA序列不同,因此可以通過測(cè)試?yán)w維的DNA來鑒別其是屬于山羊絨還是綿羊毛。脊椎動(dòng)物的線粒體DNA(mtDNA)基因結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定、簡(jiǎn)單,即便是近親緣關(guān)系的動(dòng)物,它們mtDNA結(jié)構(gòu)也有很大不同,因此mtDNA成為重要的分子標(biāo)記物質(zhì)。Subramanian等人通過提取羊毛羊絨的mtDNA, 利用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)放大擴(kuò)增DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù),再根據(jù)酶切后片段長(zhǎng)度的單核苷酸多態(tài)性,實(shí)現(xiàn)羊毛羊絨的快速、準(zhǔn)確鑒別。此外,隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展,基因芯片技術(shù)也被應(yīng)用于羊毛羊絨的檢測(cè)中,其原理還是測(cè)量DNA的序列?;贒NA的檢測(cè)方法準(zhǔn)確性很高,結(jié)果更加可靠,然而受到檢測(cè)成本、時(shí)間和技術(shù)成熟度的影響,目前主要還是在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用階段。