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单词 蚕丝
释义

【蚕丝】
 

拼译:silk
 

蚕体成熟将营茧时,蚕体内的绢丝腺也成熟,分泌丝素和丝胶,并由头部吐丝口排离蚕体,凝固成的连续长纤维就是蚕丝,也常被称作“天然丝”。是人类利用最早的一种动物纤维。

蚕的品种很多,有桑蚕、柞蚕、蓖麻蚕、木薯蚕、樟蚕、柳蚕和天蚕等。桑蚕是目前饲养量最多的一种蚕,桑蚕茧茧衣较少,茧层结构较为紧密,茧呈椭圆形,表面有皱缩。主要产地为浙江、江苏、四川、广东等省。桑蚕茧缫得的为桑蚕丝,是蚕丝纤维中应用最广的一种。柞蚕是生长在野外柞树(即栎树)上,食柞叶而得名,原为野生,现是人工放养,柞蚕茧为椭圆形,上部稍尖,茧衣较桑蚕茧多,带有长短不等的茧柄。柞蚕茧茧层较紧,皱缩也较密,呈淡黄褐色。主要产地为辽宁、山东、吉林和黑龙江等省。柞蚕茧缫得的蚕丝称柞蚕丝,产量次于桑蚕丝。蓖麻蚕食蓖麻叶,也食木薯叶、鹤木叶、臭椿叶、马桑和山乌桕叶,是一种适应性很强的多食性蚕。蚕和蚕茧按所食叶类命名,例如食木薯叶的同一种蚕,则称为木薯蚕。蓖麻蚕可以由人工野外放养,也可以在室内人工喂养,蓖麻蚕茧两端尖细,形如枣核,尾部封闭,头部有一小孔,其茧衣较厚,茧层松软,一般不能缫丝,只能作绢纺厂的原料。天蚕为最近几年培育起来的蚕种,其茧呈绿色,所缫得丝也呈天然的嫩绿色,但产量较低。

蚕丝是从蚕茧上抽得,从单个蚕茧上抽得的丝条称为茧丝。茧丝由两根丝素外面色覆丝胶而成。单根茧丝太细,强力也太低,承受不了织造加工,所以一般不直接使用茧丝。织造上使用的是由多个蚕茧一起抽出茧丝、靠丝胶粘合而成较粗的、强力能符合织造加工的丝条——“生丝”,通常所指的天然丝,即指生丝。

中国是世界上最早利用蚕丝的国家,素有“丝绸之国”之称。从古代丝织物和丝带的分析可知,蚕茧很早即属家养蚕所营。在公元前1700年左右到公元前476年中国已能人工载培桑树、饲养家蚕,出现选茧、剥茧、缫丝工序。

中国丝绸技术很早就向外传播,丝织品则更早地流传世界。公元前6世纪时,丝织物已传入欧洲。约在公元200年前中国的丝绸技术经朝鲜,传向日本,经过400多年日本才开始了其本国的丝绸生产,到公元710~794年时(日本的奈良时代),日本的养蚕和丝绸业逐渐茂盛。

1957年F.Lucas等发表的文章给出了蚕体内二条绢丝腺的模型,进一步说明1根茧丝内2根丝素的原因。丝素截面为三角形或近似于半椭圆形。1979年皆川基发表文章指出了丝素分子的取向度较高,结晶度也较高,并给出了X衍射图。

20世纪30年代初,对丝胶的物理化学性能进行了研究,出现了“A、B丝胶论”,金子英雄用盐析方法分离得到A、B丝胶。H.H.Mosher根据等电点不同,也获得了两种丝胶。当时还有人用其它方法也把丝胶分为易溶于水的“A”丝胶和难溶于水“B”丝胶。随着科学技术的发展,“A、B丝胶论”出现了不少矛盾,也难于用实验证实,所以“A、B丝胶论”的观点逐渐动摇。1941年清水正德提出了3层丝胶理论,把茧层加水煮沸10min就溶解的“易溶丝胶Ⅰ”,约占丝胶总量的40%左右。再煮沸2~6h溶解下来的40%~50%的是“比较难溶的丝胶Ⅱ”。须经5~6h才能溶解的是10%~20%的“最难溶解的丝胶Ⅲ”。后来又从X射线衍射图得知丝胶Ⅰ为非结晶物质,丝胶Ⅱ、丝胶Ⅱ是结晶物质,丝胶Ⅱ和丝胶Ⅲ则为有不同结晶结构的二种物质。在茧丝中的位置,“丝胶Ⅰ”在最外层,“丝胶Ⅲ”最靠近丝素,居中的是“丝胶Ⅲ”。3层按层状分布。随着检测手段的发展,1975年小松计一在清水正德的工作基础上,应用紫外吸收光谱法,希望能进一步证实清水正德的观点。但在他的丝胶溶解量随时间变化的溶解曲线上却出现了3个转折点,表明丝胶中存在着4种溶解度不同的物质,从而提出了“4种丝胶”的观点。他认为这4种丝胶是按层分布,按其在茧丝中的位置,从外到内其溶解度也逐渐降低。丝胶Ⅰ溶解度最高,丝胶Ⅳ的溶解度最低。

小松计一还对这4种丝胶的氨基酸组成进行分析,获得了丝胶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的氨基酸组成的比例。从中发现了愈是容易溶解的丝胶的侧基中含有极性亲水性基团的氨基酸的比例愈高。此后,又用物理方法研究,结果表明:丝胶Ⅰ分子的主要存在形态为不规划的卷曲状,分子间的排列的规整度也很差,结晶度也极低。随着丝胶Ⅰ到丝胶Ⅳ的次序,丝胶分子的肽链逐渐变直。肽链间的排列也逐渐趋向规则、整齐,结晶度和取向度逐渐提高。丝胶Ⅳ的分子形态主要是伸直的肽链,结晶度和取向度都相当高,溶解度则相当小。70年代以来,石川博等人采用热化学方法(是一种研究物理化学过程中热效应的方法),对丝胶结构和热性能也进行了一系列的研究。他们的研究结果表明,丝胶是一种单一的蛋白质,这种蛋白质很易变性,从湿润到干燥处理,分子的聚集状态发生了变化,结晶度提高,水溶性降低了。在他的研究中,还对丝胶样品进行X衍射分析,发现衍射线的位置并未改变,这说明丝胶只是产生溶解性能的变化,从易溶型转变为难溶型,但丝胶却未因湿润干燥处理而变,仍为此种丝胶。有人作了如下实验:把蚕体内液状丝胶在不同条件下风干,发现相对湿度小时风干的丝胶,在水中膨润大,溶解性大,呈非结晶状态;而在相对湿度大的条件下风干的丝胶,结晶多,在水中膨润溶解小。这说明丝胶物理状态不同,会具有不同的分子排列和不同的水溶性。

尽管如此,人们对丝胶的认识仍处在不断完善和深化过程中。但丝胶究竟只存在一种,还是有几种,目前还是一个争论焦点。在这方面的研究工作还十分活跃,它对人们更深入了解丝胶的组成、结构和性能的关系有十分重要的意义,对于指导制丝生产也有重要意义。

【参考文献】:

1 金子英雄.日本农化,1931,7:104

2 清水正德.日本蚕系试验场报告,1941,10:475

3 Lwcas F,et al.Biochem.J,1957,66:468

4 小松计一.日本蚕系试验场报告,1975,26:135~256

5 皆川基.衣生活研究,1979,6:3~4

6 米新予.中国丝绸史.北京:纺织工业出版社,1992.13~21

(浙江丝绸工学院张怀珠副教授撰)

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