羊绒、羊毛纤维鉴别检测方法综述

羊绒、羊毛纤维鉴别检测方法综述作者：李艳红麻岩李亚乔来源：《中国纤检》2012年第11期摘要：综述了国内外现有的几种羊绒与羊毛的鉴别方法及其原理，并将各种鉴别方法的优劣进行了简要的比较，从而对羊绒与羊毛的鉴别方法有个全面的认识，为羊绒与羊毛的鉴别检验工作服务。

关键词：羊绒；羊毛；鉴别方法羊绒，是名贵的特种动物纤维之一，在当今国际市场上统称为“开司米”（Cashmere），取自山羊身上的底层细绒毛。

其纤维细、强度大、光泽好，是目前世界纺织原料中品质最好、价格最高的原料之一，因此，羊绒被人们誉为“软黄金”、“纤维中的宝石”。

由于羊绒纺织性能优异、产量稀少、价格较高，为降低成本，增加数量，或性能互补满足需求，或方便加工、回避制造困难，生产商常采用山羊绒与其他纤维（主要是细羊毛）的混纺加工，导致山羊绒掺伪现象不断。

结果是，“消费者身上所穿的羊绒衫并非真正的‘软黄金’。

”在北京举行的“2010中国国际羊绒交易会”新闻发布会上，中国食品土畜进出口商会畜产部主任田鸿道出了行业的“真相”。

可见，为了更好地维护消费者的利益，准确鉴别区分羊绒与羊毛纤维是十分必要的。

本文列出了羊绒与羊毛的几种不同鉴别方法，希望能对从事检测的人员有所帮助。

1 物理鉴别法1.1 感官鉴别法该方法既直接又简单，不需要用任何物品或仪器设备，即通过眼睛观察织物的外观光泽，用手摸、拧等来感觉织物的柔软性、弹性和光滑程度，再根据织物的手感和绒面来鉴别，是物理鉴别方法中经常使用的一种方法。

直观上讲，羊毛产品比较柔软，而且富有弹性，比重大，色泽柔和。

羊绒纤维比羊毛细很多，外层鳞片也比羊毛细密、光滑，故重量轻、柔软、韧性好，贴身穿着时，轻、软、柔、滑，非常舒适，是任何纤维都无法比拟的[1]。

1.2 光学显微镜法用光学显微镜鉴别羊毛和羊绒纤维，主要是通过对纤维的外观特征加以判断鉴别，通过观察纤维鳞片形状及整齐度、鳞片表面的光洁程度、鳞片密度、纤维轴向粗细均匀程度及光泽来鉴别。

以下是羊绒、羊毛纤维在显微镜下存在的一些特征区别：（1）羊绒鳞片比羊毛薄，在显微镜下光线的透过性能好，透光均匀，纤维亮度均匀，无阴影感，无突起；而羊毛纤维的鳞片厚，透光不均匀，毛干多阴影感和突起。

（2）羊绒鳞片包覆毛干紧密，翘角很小，比较光滑平贴；而羊毛由于鳞片比较厚导致翘角大，表面突起较多，缺少平滑感。

（3）羊绒鳞片长度较长，间距大，排列密度比羊毛小。

（4）羊绒纤维毛干均匀，很少扭转，变形；而羊毛纤维毛干不均匀，扭转较多[1]。

根据本人的长期实验室工作经验，极力推荐此方法。

此方法也是目前国内各大检验机构普遍使用的鉴别羊绒羊毛的方法。

该方法操作简单，要求时间短，价格适中，虽说准确率在一定程度上依赖检验员的经验操作，但是经过一段时间的培训，同时结合燃烧法，准确率还是基本符合检验需求的。

1.3 扫描电子显微镜法扫描电子显微镜法的测试原理是利用细聚焦电子束在固体样品表面逐点扫描，激发出二次电子、背散射电子、X射线等信号，经过放大后在阴极射线管上产生反映样品表面形貌的图像。

从待测样品中取得的短纤维片段，经镀金膜后放入扫描电子显微镜中，在约1000倍的放大倍数下，通过SEM的监控器结合动物纤维鳞片结构与其他特征，利用图像判断纤维片段的类型，即可得到每个类型纤维的数量。

其依据就是纤维表面的鳞片厚度之间的差异，如果一种纤维的鳞片厚度大于0.1155μm，则应认定为羊毛，而羊绒的鳞片厚度应该小于0.1155μm[2]。

此方法较麻烦，完全不适合现代社会快速准确的检测节奏，并且价格十分昂贵，进行一次常规的检测项目，耗时耗钱，从送样客户的角度讲，难以接受。

可在各大研究机构领域发挥其自身独特的作用。

1.4 计算机图像识别法计算机图像处理技术在纺织业的应用越来越多，它是将图像信号转换成数字信号，并利用计算机对其进行处理，包括数字图像变形、形状描述、形态分析、图像压缩编码、彩色图像处理和图像分割、特征值提取等。

获得扫描电镜的微观结构图像后通过图像采集卡输入计算机图像库进行处理，图像处理是为了突出图像中重要的、有用的信息，淡化不必要的部分，以利于以后的分析和理解，对图像处理过程包括灰度变换、滤波、锐化处理，抑制低频分量，增强高频分量，去除大量噪声使纤维鳞片线条变得清楚。

而图像分割直接影响到对纤维进行分析识别的有效性，通过阈值定义不同部位的区域归属，实现目标纤维图像和背景的分离，力求达到对图像实施准确而有效的分割。

根据对纤维直径、鳞片密度、可见高度、鳞片径高比、边缘厚度、形状、周长、面积、覆盖指数及鳞片与纤维毛干的角度等大量测试数据的统计分析，建立了相应的统计模型，从中提取所需的表面形态特征参数，利用模式识别来自动鉴别各种动物纤维，得到最后的分析结果[3]。

1.5 近红外光谱技术法近红外光谱法(Near Infrared Spectroscopy—NIRS)，是20世纪90年代以来发展最快、最引人注目的光谱分析技术。

与其他分析技术不同的是，它是一种间接分析技术。

近红外光谱(NIR)是指波长为700nm～2500nm的光谱，它主要测定的是样品中X—H键（这里X代表C、N、O、S等)在中红外区基频振动的谐波和组合谐波吸收。

首先需要利用常规分析手段获得所选校正集样品组分或性质的基本数据，再运用化学计量学方法建立校正模型，最终实现对未知样本的定性或定量分析[4]。

已有研究人员应用可见-近红外光谱鉴别山羊绒与细支绵羊毛[5]，鉴别结果与实际相符，证明该方法可行。

1.6 纤维内部结晶分析法侯秀良等人运用广角X-射线衍射法(WAXD)和差示扫描量热法(DSC)对山羊绒和羊毛纤维结晶结构做了研究。

他们通过对山羊绒、羊毛纤维衍射峰强度及熔融焓的比较分析，得到一个结论：山羊绒纤维的结晶度、α—结晶度高于羊毛纤维，大分子排列规整性好；羊毛纤维的结晶度、α—结晶度分别为山羊绒纤维的81.2 %和75.8 %。

试验证实通过测定纤维中大分子的结晶度来鉴别羊绒和羊毛纤维具有可行性[6]。

1.7 溶液法溶液法是根据同一鉴别溶液中纤维卷曲伸展状态的不同来鉴别细羊毛和羊绒纤维。

羊毛的皮质层主要组成成分是正皮质和偏皮质细胞，而羊绒的皮质层主要组成成分是正皮质和间皮质细胞。

另一方面，羊绒的鳞片层较细羊毛薄，溶液容易渗透到纤维皮质层，加之纤维细度较细，溶液能够渗透整根纤维。

故经同一鉴别液处理后，两种纤维的卷曲变化发生不同：羊绒卷曲伸展，沿整根纤维方向曲率变得很小且均匀；而羊毛仍几乎保持原卷曲形态，且曲率不均匀。

借助光学显微镜可观察到此伸展差异[7]。

1.8 贝叶斯方法石先军等人根据细羊毛与山羊绒的鳞片形状与结构特征的不同，提出智能识别两类纤维的方法。

通过CCD 系统获取两类纤维的灰度图像，采用图像技术将灰度图像处理成单像素宽度的二值图，从二值图中提取描述两类纤维鳞片形状特征的四个比对指标及细度、鳞片高度或密度、鳞片边界周长和鳞片显示面积。

在样本数据库上基于四个比对指标的统计假设建立辨识细羊毛与山羊绒纤维的贝叶斯分类模型。

仿真结果表明：该模型具有较好的纤维鉴别能力，对山羊绒纤维的识别准确度达到83%，对细羊毛则达到90%，并且随着参数的增加模型有进一步提高鉴别精度的可能[8]。

2 化学鉴别法2.1 燃烧法羊毛含有大量蛋白质，燃烧时，一边冒烟起泡一边燃烧，伴有烧焦毛发的气味，灰烬多，有光泽的黑色松脆块状。

而羊绒燃烧时，情况与羊毛相似，略有不同的是，羊绒能够迅速燃烧，呈松脆状，一压就碎。

笔者认为此方法操作简单，主观性较强，对羊绒羊毛的鉴别完全依靠技术人员的检测经验，准确率难以达到较高程度。

2.2 染色法染色法利用了羊毛和羊绒纤维染色性能的差异。

羊毛和羊绒都具有较好的染色性能，由于羊绒比表面积大，鳞片较薄，且排列较稀，染料分子易向内部扩散，故羊绒纤维比羊毛纤维的上染率高。

且羊绒纤维的等电点要高于羊毛纤维，导致上染率差异：在染色开始阶段，羊绒吸附染料量远大于羊毛，上染率差异最大。

根据其染色性能的差异，选用相同的染料和处方，根据得色及上染率的不同来鉴别细羊毛和羊绒[9]。

3 生物检测方法3.1 SNP 在羊绒和羊毛纤维鉴别中的应用SNP是一种利用多态性技术(SNP)，通过聚合链式反应(PCR)的基因扩增和限制性片段长度多态性(RFLP)技术的酶切，根据各种纤维的线粒体DNA经扩增酶切后基因序列的不同，来鉴定羊绒与羊毛的新技术。

单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms , SNP)主要是指在基因组水平上由于单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。

SNP是同一物种不同个体间染色体上遗传密码单个碱基的变化，主要表现为基因组核苷酸水平上的变异引起的DNA序列多态性，包括单碱基的转换或颠换以及单碱基的插入或缺失等。

它是动物可遗传变异中最常见的一种，占已知多态性的90%以上，是继限制性片段长度多态性和微卫星标记之后的又一种新的分子标记。

SNP通常具有双等位基因多态性，其突变率相当低，比之前的分子标记更为有用。

SNP作为第三代分子遗传标记，因其密度高、可代表性、遗传稳定性、易测定性等方面的特点和多种检测方法，已被广泛应用于动物的种别鉴定，在羊绒与羊毛的定性定量鉴定中也得到了较多的应用。

由于不同种别的纤维都有本身特征的SNP标记，因此提取其毛发中的线粒体DNA经PCR扩增后就可以鉴别其种别。

基于此，Subramanian[10]利用PCR-RFLP 技术，对羊绒和羊毛中的线粒体DNA进行PCR扩增，并成功开发设计出用于鉴别羊绒羊毛纤维的SNP 方法。

SNP技术是一种可靠的羊绒羊毛识别技术，随着各种鉴别羊绒羊毛纤维SNP基因研究的不断完善，相信SNP技术将在羊绒羊毛的鉴别检测中得到有效的应用，并发挥其独特的作用[1]。

3.2 生物芯片法美国Affymetrix公司和国立阿贡实验室开发出一种生物芯片，这种生物芯片中含有有机物，因为不同的有机物对不同的物质具有敏感性，所以通过记录这些有机物产生的反应，并转换成一定的信号，就可以达到鉴别的目的。

这种生物芯片采用微凝胶技术，在一块大小如显微镜用载物玻璃片的玻璃表面上，设计了多达一万个作用如同微型测试管的微机构。

在测试时每个微凝胶结构中的化学物质与被测生物对象发生反应，便可测出DNA的序列、基因变异、蛋白质相互作用和免疫反应等。

生物芯片在数秒之内就能进行数千次破译基因密码等生物反应。

由于羊绒和羊毛在DNA 链段上有着不同的结构特征，因此可利用DNA 特性来鉴别羊绒和羊毛。

人们对此法的期望值很高，尽管在这方面已取得一些成功，但是这种高费用的技术显然不是很容易就能得到推广的。

总之，研究开发一种对羊绒羊毛纤维具有生物反应的DNA芯片来快速准确鉴别羊绒羊毛的方法是商业界、学术界必须关注的最前沿研究课题，这种DNA芯片鉴别方法将具有十分广阔的发展前景[11]。