徐航　馬明波　葉飛　楊亞娟　周文龍

摘要： 利用高效液相色譜，獲取不同來(lái)源鮮繭和干繭生絲的高效液相色譜圖，然后通過(guò)特征組分信息的提取，文章分別建立鮮繭/干繭生絲各自的HPLC（高效液相色譜法）指紋圖譜，并利用指紋圖譜對(duì)生絲樣品進(jìn)行相似度評(píng)價(jià)和系統(tǒng)聚類分析，來(lái)驗(yàn)證其對(duì)生絲的區(qū)分效果。結(jié)果表明：鮮繭生絲樣品之間相似度大于0.919，干繭生絲樣品之間相似度大于0.945，同類生絲的一致性良好。但鮮繭、干繭生絲的指紋譜圖存在明顯差別，說(shuō)明兩類生絲的特征組分不同。根據(jù)兩類生絲的特征差異進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，可以完成對(duì)兩類生絲的準(zhǔn)確區(qū)分。經(jīng)方法學(xué)驗(yàn)證，指紋圖譜用于鮮繭、干繭生絲定性時(shí)具有良好的可靠性和可重復(fù)性。鮮繭/干繭生絲HPLC指紋圖譜能反映出兩類生絲的組分差異，可以作為鮮繭/干繭生絲的區(qū)分依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 鮮繭生絲;干繭生絲;高效液相色譜;指紋圖譜;相似度評(píng)價(jià)法;聚類分析

中圖分類號(hào)： TS102.33 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： ?A

文章編號(hào)： 10017003（2023）080021－07

引用頁(yè)碼： 081103 DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2023.08.003

在生絲的生產(chǎn)中，蠶繭不進(jìn)行烘繭，直接在真空滲透后進(jìn)行繅制稱為鮮繭生絲;而經(jīng)過(guò)烘繭、煮繭工序繅制的生絲，則被稱為干繭生絲。中國(guó)的絲綢企業(yè)一般采用干繭生絲為主要生產(chǎn)原料，但因?yàn)轷r繭生絲工序較少，大幅降低了繅絲過(guò)程中的能源消耗，同時(shí)還產(chǎn)生了額外的副產(chǎn)品效益，因此在近年來(lái)得到了快速推廣［1］。但蠶絲由多種蛋白質(zhì)構(gòu)成，還含有酰胺類、多酚類、酯類等微量組分。當(dāng)采用不同的繅絲工藝時(shí)，構(gòu)成生絲的蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生物理或化學(xué)變性［2］，微量組分也會(huì)不同程度地?fù)]發(fā)、降解及溶失。這些差別使鮮繭/干繭生絲的抱合、拉伸、潔凈等性能出現(xiàn)了明顯差異［3］，不利于生絲市場(chǎng)交易的規(guī)范和生絲產(chǎn)品質(zhì)量的控制。因此，需要對(duì)鮮繭/干繭生絲的差異進(jìn)行研究，以更好區(qū)分兩類生絲產(chǎn)品。

目前，已存在一些鮮繭/干繭生絲的鑒別方法。李冰等［4］通過(guò)測(cè)定并比較生絲束在十二烷基苯磺酸鈉水溶液中的沉降速度，來(lái)對(duì)鮮繭/干繭生絲進(jìn)行鑒別。喬鐵軍等［5］對(duì)兩類生絲進(jìn)行抱合力項(xiàng)目檢測(cè)，通過(guò)干繭生絲抱合力顯著優(yōu)于鮮繭生絲對(duì)兩者進(jìn)行了區(qū)分。蓋國(guó)平等［6］利用掃描電鏡觀察纖維表面，通過(guò)微觀形貌差異來(lái)區(qū)分出鮮繭生絲和干繭生絲。此外，目前還有基于紅外光譜、X射線衍射［3］、高效液相色譜［7］等檢

測(cè)技術(shù)對(duì)鮮繭/干繭生絲進(jìn)行鑒別的方法。但由于生絲的內(nèi)部組成成分復(fù)雜，其中的附生物還會(huì)受到地域、季節(jié)、蠶種等因素的影響［8］。因此，對(duì)于市場(chǎng)上來(lái)源復(fù)雜的生絲產(chǎn)品，目前的鑒別方法難以達(dá)到穩(wěn)定、精確的鑒別效果。

指紋圖譜法在綜合反映樣品組分差異的同時(shí)還能系統(tǒng)地展現(xiàn)出樣品特征，能為不同種類樣品的鑒別提供可靠依據(jù)，已被廣泛應(yīng)用于食品的品種判別［9］、中醫(yī)藥材［10］的鑒定等領(lǐng)域中。本文在充分考慮鮮繭、干繭生絲來(lái)源的復(fù)雜性，獲取具有代表性的、不同來(lái)源的鮮繭和干繭生絲的高效液相色譜圖。在高效液相色譜的基礎(chǔ)上提取共性組分色譜數(shù)據(jù)，構(gòu)建了鮮繭和干繭生絲樣品的共有模式指紋圖譜，并通過(guò)相似度評(píng)價(jià)和聚類分析，對(duì)不同種類的生絲樣品進(jìn)行歸類和鑒別。以期在面對(duì)來(lái)源復(fù)雜的生絲產(chǎn)品時(shí)，提高鮮繭/干繭生絲區(qū)分結(jié)果的準(zhǔn)確性，為生絲市場(chǎng)的交易規(guī)范和織綢企業(yè)的原料選購(gòu)提供依據(jù)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料與儀器

1.1.1 材 料

去離子水（實(shí)驗(yàn)室自備），分析純甲醇、醋酸（杭州高晶精細(xì)化工有限公司）。實(shí)驗(yàn)所用蠶繭樣品于2022年5月—2022年11月采購(gòu)自浙江、江蘇、廣西等傳統(tǒng)蠶繭主產(chǎn)區(qū)的農(nóng)戶和莊口，均為活蛹蠶繭。選擇12個(gè)不同批次的蠶繭制備為鮮繭生絲樣品（編號(hào)為S1～S12）和12個(gè)不同批次的蠶繭制備為干繭生絲樣品（編號(hào)為R1～R12），各樣品的產(chǎn)地、蠶種及繭期信息如表1所示。

1.1.2 儀 器

AR124CN電子分析天平（美國(guó)奧豪斯儀器上海有限公司），GZX-9140 MBE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱（上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠），HH-12468數(shù)顯恒溫水浴箱（常州鴻澤實(shí)驗(yàn)科技有限公司），R201D旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠），JP-100S型超聲波清洗機(jī)（深圳潔盟超聲清洗機(jī)有限公司），DHG-9055A鼓風(fēng)干燥箱（上海瑞穩(wěn)儀器設(shè)備廠），LC-100高效液相色譜儀（上海伍豐色譜儀器有限公司）。

1.2 方 法

1.2.1 繅絲工藝

干繭繅絲工藝：經(jīng)過(guò)剝選后的蠶繭放入烘箱，采用熱風(fēng)循環(huán)干燥法進(jìn)行烘繭。頭沖溫度110 ℃，烘繭時(shí)間2 h，二沖溫度設(shè)定為80 ℃，烘繭時(shí)間4 h。將烘干后的蠶繭完全浸入60 ℃的水中，浸漬處理3 min。浸漬完成后進(jìn)行真空滲透，真空滲透度設(shè)定為0.1 MPa，在40 ℃的溫水中滲透10 min。待蠶繭滲透充分后取出，放入煮繭湯鍋，設(shè)置100 ℃的水溫進(jìn)行煮繭2 min。加冷水調(diào)整水溫至80 ℃，壓煮、浮煮3 min，并進(jìn)行索緒。煮繭完成后調(diào)整湯溫至40 ℃。理緒后通過(guò)手搖式繅絲機(jī)進(jìn)行繅絲，將繅制的生絲置于室內(nèi)通風(fēng)場(chǎng)所自然干燥24 h至完全干燥。

鮮繭繅絲工藝：將經(jīng)過(guò)剝選的蠶繭完全浸入60 ℃的水中，浸漬處理3 min，然后進(jìn)行真空滲透，設(shè)置真空滲透度為0.1 MPa，滲透水溫40 ℃，滲透時(shí)間10 min。滲透完成后繼續(xù)保持水溫40 ℃不變，進(jìn)行索緒、理緒，然后利用手搖式繅絲機(jī)進(jìn)行繅絲，并將得到的生絲置于室內(nèi)通風(fēng)場(chǎng)所自然干燥24 h至完全干燥。

以上繅絲過(guò)程均在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。

1.2.2 生絲提取液的制備

將干燥后的生絲均勻剪碎至1 mm，用AR124CN電子分析天平稱取剪碎的生絲放入燒杯并加入去離子水（浴比為1︰25），攪拌至繭絲完全浸潤(rùn)。然后將裝有繭絲的燒杯放入JP-100S型超聲波清洗機(jī)，輔助提取90 min（40 ℃、300 W），之后進(jìn)行抽濾。將濾液轉(zhuǎn)移至R201D旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，設(shè)置真空度為0.1 MPa，溫度為50 ℃。待濾液徹底蒸干后，加入1 mL去離子水重新溶解生絲提取物。充分溶解后，用0.22 μm過(guò)濾膜對(duì)溶液再次過(guò)濾，然后轉(zhuǎn)移到HPLC樣品瓶中等待測(cè)試。

1.2.3 HPLC測(cè)試

采用LC-100高效液相色譜儀對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)。色譜柱為Sharpsil-U C18（4.6 nm×250 nm，5 μm），流動(dòng)相A選擇甲醇，流動(dòng)相B選擇體積分?jǐn)?shù)0.3%的乙酸水溶液。洗脫方法選擇梯度洗脫方法，洗脫程序?yàn)?～15 min，10%～50% A;15～18 min，50%～100% A;18～21 min，100%～10% A;流速設(shè)置為1.0 mL/min，進(jìn)樣量20 μL;檢測(cè)波段選擇280 nm波段，柱溫設(shè)置在30 ℃。

1.2.4 方法學(xué)考察

精密度測(cè)試方法：取同一份生絲樣品，按1.2.2操作方法提取待測(cè)溶液，按1.2.3色譜條件進(jìn)行測(cè)試操作，連續(xù)進(jìn)樣6次。

重復(fù)性測(cè)試方法：取同種生絲樣品6份，按1.2.2操作方法提取待測(cè)溶液，制備6份供試樣品溶液，并以相同條件進(jìn)行測(cè)試。

穩(wěn)定性測(cè)試方法：取同種生絲樣品，根據(jù)1.2.2操作方法提取待測(cè)溶液，并按1.2.3色譜條件分別于0、2、4、8、12、24 h進(jìn)行測(cè)定。記錄各色譜峰保留時(shí)間，通過(guò)參照峰的設(shè)定計(jì)算相對(duì)峰面積，最后根據(jù)兩者的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行考察。

1.2.5 HPLC指紋圖譜的構(gòu)建

將鮮繭和干繭生絲樣品按1.2.2方法進(jìn)行高效液相色譜測(cè)試，記錄HPLC圖譜并按照生絲的種類進(jìn)行分類。將完成分類的鮮繭/干繭生絲指紋圖譜分別導(dǎo)入相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)，選定參照?qǐng)D譜，設(shè)置0.1 min為時(shí)間寬度。對(duì)色譜峰多點(diǎn)校正，然后進(jìn)行色譜峰的自動(dòng)匹配，記錄各特征峰的保留時(shí)間和峰面積對(duì)色譜信息完成標(biāo)定。選擇分離度好、峰強(qiáng)高且為同組樣品共同具備的特征峰作為參照峰，將參照峰的峰面積記為1，計(jì)算其余色譜峰的相對(duì)峰面積。并通過(guò)相對(duì)峰面積和保留時(shí)間的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果對(duì)各樣品中組分的差異情況進(jìn)行分析。最后，選擇平均數(shù)法擬定生成鮮繭和干繭生絲各自的HPLC共有模式譜圖，從而完成指紋圖譜的構(gòu)建。

相對(duì)峰面積計(jì)算公式為：

式中：ai為目標(biāo)峰面積，as為參照峰面積。

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）計(jì)算公式為：

式中：xi為目標(biāo)峰參數(shù)，x為同組參數(shù)平均值，n為色譜峰個(gè)數(shù)。

1.2.6 相似度評(píng)價(jià)

相似度評(píng)價(jià)指將復(fù)雜的圖譜數(shù)據(jù)先轉(zhuǎn)化為多維向量，然后進(jìn)行相似度值計(jì)算來(lái)完成對(duì)數(shù)據(jù)的量化描述，能夠直觀且定量地描述出各圖譜間的相似性。因?yàn)閵A角余弦測(cè)度能夠有效地反映出指紋圖譜間譜峰的比例關(guān)系［11］，所以本文選擇各組繭絲的共有指紋圖譜為參照?qǐng)D譜，通過(guò)夾角余弦公式完成各圖譜的相似度計(jì)算，以此來(lái)對(duì)測(cè)試所得的鮮繭/干繭生絲HPLC圖譜進(jìn)行相似度評(píng)價(jià)。夾角余弦法計(jì)算公式為：

式中：n為共有峰總數(shù)，aik是指第i個(gè)樣品HPLC圖譜中第k個(gè)特征峰的峰面積，bk為參照?qǐng)D譜中第k個(gè)特征峰的峰面積。

1.2.7 系統(tǒng)聚類分析

聚類分析可依據(jù)圖譜數(shù)據(jù)的特征，將相似度大的樣品逐步歸聚為一類，以此對(duì)不同種類的樣品完成區(qū)分。由于聚類分析法能直觀體現(xiàn)出樣品間的關(guān)系，故對(duì)鮮繭/干繭生絲進(jìn)行聚類分析以達(dá)到鑒別的目的。將兩種不同類型的生絲樣品的HPLC圖譜數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS 26.0，并完成標(biāo)準(zhǔn)化處理。選擇變量作為聚類對(duì)象，以組間聯(lián)結(jié)法為聚類方法，Squared Euclidean Distance為度量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析。最后依據(jù)聚類分析結(jié)果，考量聚類分析法對(duì)生絲樣品的區(qū)分效果。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法學(xué)考查

2.1.1 精密度

從精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得出，各色譜主要特征峰的保留時(shí)間RSD在0.09%～0.99%內(nèi)，相對(duì)峰面積的RSD在1.02%～2.76%內(nèi)。結(jié)果說(shuō)明，實(shí)驗(yàn)所用儀器精密度良好。

2.1.2 重復(fù)性

從重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得出，各色譜主要特征峰的保留時(shí)間RSD在0.35%～0.64%內(nèi)，相對(duì)峰面積的RSD在0.44%～1.93%內(nèi)。結(jié)果說(shuō)明，實(shí)驗(yàn)方法的可重復(fù)性良好，能適用于生絲的HPLC指紋圖譜檢測(cè)。

2.1.3 穩(wěn)定性

從穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得出，各色譜主要特征峰的保留時(shí)間RSD在0.38%～0.87%內(nèi)，相對(duì)峰面積的RSD在1.09%～2.58%內(nèi)。結(jié)果說(shuō)明，生絲提取溶液樣品在24 h內(nèi)穩(wěn)定。

2.2 指紋圖譜的構(gòu)建

按1.2.1的繅絲工藝分別進(jìn)行鮮繭/干繭生絲樣品的制備，將各樣品通過(guò)1.2.2方法提取待測(cè)溶液，再將提取液按1.2.3色譜條件進(jìn)行測(cè)試。由于色譜峰主要集中于保留時(shí)間前18 min的部分，且分離度較好。而保留時(shí)間18～20 min的部分色譜峰較大且難以分離，故將后2 min的色譜峰舍棄，選擇前18 min的色譜峰進(jìn)行HPLC指紋圖譜的構(gòu)建，最終得到鮮繭和干繭生絲的液相色譜圖，如圖1、圖2所示。

對(duì)鮮繭生絲樣品的指紋圖譜進(jìn)行分析，由于保留時(shí)間1.71 min的色譜峰強(qiáng)度高、分離度好，因此設(shè)定其為參照峰。按照1.2.5中的方法得出各峰的相對(duì)峰面積和平均保留時(shí)間，并進(jìn)一步計(jì)算出兩者的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果如表2所示。以相同的方法對(duì)干繭生絲樣品的指紋圖譜進(jìn)行分析計(jì)算，參照峰選擇保留時(shí)間1.70 min的色譜峰，最終計(jì)算結(jié)果如表3所示。

從分析結(jié)果可知，鮮繭生絲樣品的保留時(shí)間RSD在0.21%～1.17%，各成分具有較好的保留重現(xiàn)性，相對(duì)峰面積的RSD在20.42%～107.27%，說(shuō)明各主要特征組分的含量存在較大的差異，不同產(chǎn)地、不同蠶種和不同結(jié)繭時(shí)間的繭絲的指紋圖譜具有一定的差別。干繭生絲樣品的保留時(shí)間RSD在0.01%～1.36%，相對(duì)峰面積的RSD在4.72%～88.15%，結(jié)果表明干繭生絲同樣具有較好的保留重現(xiàn)性，各主要特征組分的含量也存在著一些差異，但整體差異的大小要明顯小于鮮繭生絲。分析認(rèn)為是由于干繭生絲在繅絲過(guò)程中經(jīng)過(guò)高溫烘繭、煮繭等工藝使得生絲內(nèi)部的共有可揮發(fā)熱敏感組分發(fā)生揮發(fā)、降解及溶失，從而使得干繭生絲在主要特征組分含量上與鮮繭生絲產(chǎn)生差別。

2.3 共有模式圖譜的擬定及相似度評(píng)價(jià)

2.3.1 共有模式譜圖的擬定

將鮮繭生絲樣品（S1～S12）的指紋譜圖導(dǎo)入相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)，設(shè)定S1號(hào)圖譜為參照?qǐng)D譜，按1.2.5中的操作流程生成并導(dǎo)出鮮繭生絲指紋圖譜的共有模式圖譜，如圖3（a）所示。將干繭生絲樣品（R1～R12）按照上述相同步驟得到干繭生絲指紋圖譜的共有模式圖譜，如圖3（b）所示。

由圖3可知，鮮繭生絲樣品的HPLC共有圖譜在保留時(shí)間1.71 min處有分離度良好的強(qiáng)峰出現(xiàn)，在保留時(shí)間2.02、5.87、8.69 min和10.34 min處出現(xiàn)了中等強(qiáng)度色譜峰，同時(shí)保留時(shí)間14.59 min之后還存在許多信號(hào)較弱的色譜峰。干繭生絲樣品的HPLC共有圖譜顯示在保留時(shí)間1.70 min處有分離度良好的強(qiáng)峰出現(xiàn)，但是僅在保留時(shí)間2.02、5.64 min處出現(xiàn)了中等強(qiáng)度色譜峰，保留時(shí)間6.50 min之后峰形較為平緩，只出現(xiàn)少量輕微的信號(hào)波動(dòng)。根據(jù)文獻(xiàn)［7］可知，保留時(shí)間6.50 min之后色譜峰代表的主要組分是附著于絲膠表面的多酚類化合物，而其在干繭繅絲過(guò)程中經(jīng)過(guò)烘繭、煮繭工序時(shí)，容易發(fā)生熱解和溶失。正是由于鮮繭生絲和干繭生絲中多酚類化合物成分和含量的不同，使得兩類繭絲的共有模式圖譜在特征色譜峰數(shù)量和峰形上產(chǎn)生了明顯差別。因此，利用這些生絲特征組分上的差異，可對(duì)鮮繭/干繭生絲進(jìn)行鑒別區(qū)分。

2.3.2 相似度評(píng)價(jià)

在得出鮮繭/干繭生絲樣品的HPLC共有指紋圖譜后，按1.2.6中的方法對(duì)其進(jìn)行相似度評(píng)價(jià)，最終相似度結(jié)果如表4所示。相似度結(jié)果顯示，鮮繭生絲樣品的夾角余弦系數(shù)在0.919以上，干繭生絲樣品的夾角余弦系數(shù)在0.945以上。結(jié)果表明，在同類型的生絲之間，生絲提取物色譜峰的一致性較高，兩類生絲樣品的共有模式圖譜能夠較為準(zhǔn)確地反映出各自的圖譜信息，并且干繭生絲之間的相似性要高于鮮繭生絲。因此，可以利用相似度評(píng)價(jià)結(jié)果作為判定閾值，通過(guò)和樣品的相似度值進(jìn)行比較，對(duì)兩種類型的生絲進(jìn)行初步區(qū)分。

2.3.3 系統(tǒng)聚類分析

選擇鮮繭生絲樣品（S1～S12）和干繭生絲樣品（R1～R12）的HPLC圖譜數(shù)據(jù)，按1.2.7中的方法完成系統(tǒng)聚類分析，如圖4所示。結(jié)果表明，當(dāng)聚類重新標(biāo)度距離為2時(shí)，所有樣品被聚為三類，即S1～R4、S9～R12號(hào)鮮繭生絲聚為一類，S4～S8號(hào)鮮繭生絲聚為一類，R1～R12號(hào)干繭生絲全部被聚為一類，已可對(duì)鮮繭/干繭生絲進(jìn)行初步的區(qū)分。當(dāng)聚類重新標(biāo)度距離大于3時(shí)，全部的24個(gè)生絲樣品聚為兩類，即S1～S12號(hào)鮮繭生絲聚為一類，R1～R12號(hào)干繭生絲聚為一類，兩類繭絲此時(shí)能被完全區(qū)分開(kāi)來(lái)。綜上表明，通過(guò)系統(tǒng)聚類分析的方法可以對(duì)不同類型的生絲做出準(zhǔn)確區(qū)分。

3 結(jié) 論

本文通過(guò)建立鮮繭/干繭生絲各自的HPLC指紋圖譜，實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩類生絲的有效區(qū)分。

1） 通過(guò)對(duì)鮮繭和干繭生絲HPLC指紋圖譜進(jìn)行方法學(xué)考察，驗(yàn)證了該方法用于鮮繭/干繭生絲檢測(cè)時(shí)準(zhǔn)確性、可重復(fù)性和穩(wěn)定性良好，所建立的鮮繭/干繭生絲HPLC指紋圖譜可靠性高。

2） 鮮繭/干繭生絲樣品HPLC指紋圖譜的保留時(shí)間RSD均小于1.36%，說(shuō)明兩類生絲的特征組分種類相似;鮮繭生絲的相對(duì)峰面積RSD為20.42%～107.27%，干繭生絲的相對(duì)峰面積RSD為4.72%～88.15%。表明不同生絲的組分會(huì)因各自產(chǎn)地、蠶種及繭期的變化而產(chǎn)生差異。

3） 擬定出鮮繭、干繭生絲各自的HPLC共有模式指紋圖譜，兩者之間在峰形和峰面積上具有明顯差異。以共有模式圖譜為參照對(duì)樣品進(jìn)行相似度評(píng)價(jià)，鮮繭生絲樣品的相似度均大于0.919，干繭生絲樣品相似度均大于0.945，同種繭絲之間的差異性較小。

4） 通過(guò)系統(tǒng)聚類分析法對(duì)鮮繭/干繭生絲樣品進(jìn)行歸類，當(dāng)聚類重新標(biāo)度距離超過(guò)3時(shí)，可以將兩種類型的生絲樣品完全區(qū)分開(kāi)來(lái)。說(shuō)明通過(guò)聚類分析能夠準(zhǔn)確區(qū)分出生絲的種類，達(dá)到了區(qū)分鮮繭/干繭生絲的目的。

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Study on the construction of HPLC fingerprint of fresh/dried cocoon raw silk

ZHANG Chi， WANG Xiangrong

XU Hang1， MA Mingbo1， YE Fei2， YANG Yajuan2， ZHOU Wenlong1，3

（1.College of Textile Science and Engineering （International Institute of Silk）， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China;2.Huzhou Institute of Quality and Technical Supervision and Inspection （Huzhou Fiber Quality Monitoring Center），Huzhou 313099， China; 3.Wenzhou University of Technology， Wenzhou 325035， China）

Abstract： Silk has a long history as a textile raw material in China. People usually divide silk into two categories according to the different ways of reeling. The raw silk prepared by cocoon drying and cocoon cooking is called dry cocoon raw silk， and the raw silk obtained by direct reeling only through infiltration is called fresh cocoon raw silk. Due to the different reeling processes， the components of the two kinds of raw silk are different， which makes the cohesion and tensile properties of raw silk different. These differences in the performance of raw silk affect the quality of the final woven silk fabric， so it is necessary to distinguish the two kinds of raw silk. However， since the components of fresh cocoon/dry cocoon raw silk are easily affected by factors such as origin and silkworm eggs， it is difficult to ensure the accuracy of identification. Therefore， in this paper， the HPLC fingerprint of fresh cocoon and dry cocoon raw silk was constructed to realize the accurate distinction between the two kinds of raw silk.

In this study， representative raw silk samples from different sources on the market were selected to prepare raw silk extract and perform HPLC detection. The obtained spectrum was imported into the similarity evaluation system for spectrum correction and automatic matching， and the retention time and peak area values of each chromatographic peak were obtained. The average retention time and relative peak area were calculated to complete the calibration of the characteristic peaks. The common pattern fingerprints of the two types of cocoon filaments were determined by the average method， and the similarity value of each raw silk sample was calculated by the cosine value of the angle. By counting the similarity values of similar cocoon filaments， the similarity threshold of similar cocoon filaments is set as the basis for preliminary determination. After that， the fresh cocoon/dry cocoon raw silk samples were subjected to cluster analysis. The inter-group association method was used as the cluster analysis method. The average Euclidean distance was selected as the measurement standard， and the two types of raw silk were distinguished by cluster analysis.

According to the experimental results， the RSD of retention time of fresh cocoon raw silk samples is less than 1.17%， and the RSD of relative peak area is in the 20.42%-107.27% range. The RSD of retention time of dried cocoon raw silk is less than 1.36%， and the RSD of relative peak area is in the 4.72%-88.15% range. The components of each raw silk sample are similar， but the content of each component is quite different. The common fingerprint of fresh cocoon and dry cocoon raw silk shows that the fresh cocoon raw silk has a strong peak at the retention time of 1.71 min， a moderate peak at the retention time of 2.02 min， 5.87 min， 8.69 min and 10.34 min， and there are some weak peaks between the retention time of 14.50 min and 16.50 min. The dry cocoon raw silk shows a strong peak at the retention time of 1.70 min， and there are only two moderate peaks at the retention time of 2.02 min and 5.64 min. The common fingerprints of fresh and dry cocoons are significantly different. The similarity evaluation results show that the similarity threshold of fresh cocoon raw silk is 0.919， and the similarity threshold of dried cocoon raw silk is 0.945. The similarity between the same kind of raw silk is good， and the similarity between dry cocoon raw silk is better than that of fresh cocoon raw silk， which is consistent with the RSD results of relative peak area. The results of cluster analysis show that the two types of raw silk samples could be accurately distinguished when the clustering rescaling distance is 3. The results show that the HPLC fingerprint can show the component information of raw silk more comprehensively and meet the identification requirements of fresh/dry cocoon raw silk. The fresh/dried cocoon raw silk can be identified by HPLC fingerprint.

Key words： fresh cocoon raw silk; dried cocoon raw silk; high performance liquid chromatography; fingerprint; similarity evaluation method; cluster analysis

收稿日期： 20230222;

修回日期： 20230619

基金項(xiàng)目： 湖州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2022GZ11）

作者簡(jiǎn)介： 徐航（1997），男，碩士研究生，研究方向?yàn)榫G色天然紡織材料。通信作者：周文龍，教授，wzhou@zstu.edu.cn。