羊駝毛含硫氨基酸與纖維參數相關性研究

許艷麗，呂雪峰，柴 婷，賽迪古麗，胡 昕，王 樂

(新疆畜牧科學院畜牧業質量標準研究所，新疆 烏魯木齊 830012 )

羊駝原產于南美洲秘魯等高海拔國家,羊駝的主要經濟價值在于毛，其毛纖維濃密，柔軟細長，光澤好，保暖性強[1]。我國自2002年開始引進羊駝，發展時間較短，與國外相比存在一定的差距[2]，開展羊駝相關研究存在一定的局限性，研究人員對羊駝多種毛色形成機制開展了相關研究[3-7]，對羊駝毛纖維參數開展了檢測評價研究[8-10]。羊駝毛的物理性質不但決定著羊駝毛與其他纖維的區別，而且也決定著羊駝毛的工藝價值，而平均纖維直徑、長度、強力是決定毛絨品質及紡紗加工工藝參數的主要指標，不僅決定著紡織產品的質量還影響產品的結實性[1]。羊駝毛在化學組成方面，含硫量高是羊駝毛纖維的特點[1]，硫在毛絨中主要以二硫鍵的形式存在于胱氨酸和蛋氨酸中，二硫鍵使毛絨纖維分子具有很高的化學穩定性，含硫氨基酸對絨毛蛋白質分子的化學穩定性和網狀空間結構起著重要的作用[11-12]，因此分析羊駝毛纖維含硫氨基酸含量與纖維參數的相關性，對鑒別羊駝毛的質量和生產高檔羊駝毛產品具有重要的意義，也為羊駝養殖提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗樣品

在新疆阿克蘇羊駝養殖基地對30只(2歲至10歲)不同性別、年齡、被毛顏色的羊駝在3個不同部位(肩部、側部、股部)進行毛樣采集，詳見表1，采集羊駝不同部位10 cm×10 cm面積毛樣，用于試驗。

表1 樣本描述統計表

1.2 主要儀器與試劑

纖維直徑光學分析儀、300 mm鋼直尺、單纖維強力測試儀、SYKAM S433D全自動氨基酸分析儀、電子天平(0.01 g)、電子天平(0.0001 g)、氮吹儀、真空干燥箱、濃鹽酸(優級純)、30%過氧化氫、88%甲酸、48%氫溴酸、茚三酮、維生素C、甲醇溶液、SYKAM19種混合氨基酸標準品、不同pH和離子強度的洗脫用緩沖液(從SYKAM公司購買)，其中包括緩沖液 A(0.12N,pH3.45)、緩沖液B(0.20N,pH10.85)、再生液(0.5N)，樣品稀釋液(0.12N, pH2.20)。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 平均纖維直徑 按照GB/T 21030-2007《羊毛及其他動物纖維平均直徑與分布試驗方法纖維直徑光學分析儀法》[13]進行測定。

1.3.2 毛叢自然長度 按照GB 1523-2013 《綿羊毛》[14]中測定毛叢長度方法進行測定。

1.3.3 單纖維強力 按照GB/T 4711-84 《羊毛單纖維斷裂強力和伸長試驗方法》[15]進行測定。

1.3.4 含硫氨基酸含量的測定

1.3.4.1 樣品前處理 準確稱取20 mg(精確至0.0001 g)羊駝毛樣品，搓成球狀放置20 mL水解管中，用玻璃棒將毛樣貼至水解管底，封管，冰浴30 min，將2 mL冷卻的過甲酸加入樣品中，浸濕樣品，但不要晃動，封口，55 ℃水浴放置15 min，加入氧化終止劑48%氫溴酸0.3 mL，振蕩均勻，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，取出酸解管冷卻至室溫，用去離子水定容至20 mL，濾紙過濾雜質，取1 mL過濾液，旋蒸至干，殘留物加2 mL去離子水復溶旋蒸至干，重復2遍，用5 mL樣品稀釋液溶解，0.22 um濾膜過濾，待儀器測定用。

1.3.4.2 定量分析 全自動氨基酸分析儀采用交換色譜柱分離，再利用茚三酮柱后衍生來定性和定量分析蛋白質水解樣中的氨基酸，采用氧化酸水解的方法進行樣品前處理，過甲酸使蛋白質中含硫氨基酸充分氧化成單一氧化物，將胱氨酸氧化成磺基丙氨酸，將蛋氨酸氧化成為蛋氨酸砜，氨基酸分析儀將這兩種氧化產物與其他物質進行分離檢測，以達到對胱氨酸和蛋氨酸進行定量分析的目的，能夠保證含硫氨基酸測定的準確性。

1.4 統計分析

試驗結果以平均值±標準差表示，采用SPSS19.0統計軟件對數據進行單因素方差分析，以P<0.05為差異顯著性標準，采用相關性分析含硫氨基酸含量與不同纖維參數的相關程度。

2 結果與分析

2.1 羊駝毛纖維參數及含硫氨基酸的測定結果

本試驗羊駝毛纖維平均直徑19.96 μm，毛叢自然長度84 mm，單纖維強力6.80 cN，平均胱氨酸含量為8.40%，蛋氨酸含量為0.22%(見表2)。

表2 羊駝毛纖維參數和含硫氨基酸含量測定結果

2.2 性別年齡等不同因素的影響分析

由表3可見，不同性別的羊駝在平均纖維直徑、毛叢長度、單纖維強力方面均差異不顯著(P>0.05)，不同年齡的羊駝在平均纖維直徑、毛叢長度、單纖維強力差異顯著(P<0.05)，成年羊駝的平均纖維直徑、單纖維強力明顯大于周歲羊駝，但毛叢長度明顯短于周歲羊駝，可能與剪毛次數、年齡的增長以及營養水平等因素相關；不同被毛顏色的羊駝在毛叢長度差異不顯著(P>0.05)，三種不同被毛顏色的羊駝之間平均纖維直徑差異顯著(P<0.05)，其中黑色最粗，棕色次之，白色最細，在單纖維強力方面，白色羊駝與棕色、黑色羊駝差異顯著(P<0.05)，而棕色與黑色差異不顯著(P>0.05)；不同部位的羊駝毛纖維在平均纖維直徑、毛叢長度、單纖維強力上均差異顯著(P>0.05)。含硫氨基酸含量方面：不同性別、年齡的羊駝毛胱氨酸含量存在顯著性差異，母羊駝毛胱氨酸含量顯著高于公羊駝(P<0.05)，成年羊駝毛胱氨酸含量顯著高于周歲羊駝(P<0.05)；不同被毛顏色、部位的羊駝毛胱氨酸含量差異不顯著(P>0.05)；而不同性別、年齡、被毛顏色、部位的羊駝毛蛋氨酸含量差異不顯著(P>0.05)。

表3 不同因素影響分析結果

綜上結果表明，年齡因素對羊駝平均纖維直徑，毛叢長度，單纖維強力均存在影響；被毛顏色因素對平均纖維直徑，單纖維強力存在影響，對毛叢自然長度不存在影響；性別、部位因素對羊駝毛以上3個纖維參數均不存在影響；含硫氨基酸含量方面，性別、年齡因素對羊駝毛纖維胱氨酸含量存在影響，被毛顏色、部位因素對羊駝毛纖維胱氨酸含量不存在影響；性別、年齡、被毛顏色、部位因素對羊駝毛蛋氨酸含量均不存在影響。

2.3 羊駝毛含硫氨基酸含量與纖維參數相關分析

由表4可見，胱氨酸含量與羊駝毛平均纖維直徑、單纖維強力呈正相關，與毛叢自然長度呈負相關，且相關均顯著(P<0.05)；而蛋氨酸卻正好相反，且與以上3個纖維參數相關均不顯著(P>0.05)。

表4 羊駝毛含硫氨基酸含量與纖維參數相關性分析結果

3 討 論

本試驗檢測的羊駝毛纖維參數與之前的檢測結果[10]相比(平均纖維直徑為23.37 μm，毛叢自然長度為106 mm，斷裂強力為8.05 cN)，該批羊駝毛纖維直徑偏細，偏短，斷裂強力降低，羊駝為國外引進物種，該批羊駝群體自2014年由澳大利亞引進，在國內經過幾年的馴養，可能因氣候、飼養環境、營養水平等方面的因素，使得該羊駝毛纖維品質產生了較大的差異變化。

含硫氨基酸對維持絨毛的化學穩定性，抵御外界各種不利因素的侵蝕具有重要的作用[16]。本試驗檢測的羊駝毛平均胱氨酸含量為8.40%，蛋氨酸含量為0.22%，羊駝毛含硫氨基酸含量在其他文獻中尚未報道，與王艷萍等[16]研究的不同品種羊被毛氨基酸含量相對比，羊駝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%)，低于柴達木絨山羊粗毛(8.88%)，其它文獻中胱氨酸含量采用常規酸水解方法獲得，因胱氨酸因易被鹽酸水解破壞，存在一定程度的降解，在這里不進行比較分析。

平均纖維直徑是評價毛絨纖維品質和使用價值的重要指標，纖維長度和強力也是評定其可紡性能的重要指標。羊駝毛纖維直徑受很多因素的影響，本試驗中性別、年齡、被毛顏色對羊駝毛纖維直徑的影響與與Wuliji[17]、Mc Gregor[18]等研究結果一致，纖維直徑不受性別的影響，但會隨著年齡的增加纖維直徑會變粗，被毛顏色淺色的比深色的纖維直徑更細。毛叢自然長度方面，檢測結果表明僅年齡因素對其有影響，不同性別、被毛顏色、部位的毛叢自然長度差異不顯著(P>0.05)，性別、被毛顏色因素對毛叢自然長度的影響分析與之前分析結果不一致[10]，可能與羊駝年齡的增長，飼養管理、營養水平有關。研究表明，隨著剪毛次數的增加和年齡的增長，羊駝毛纖維生長速度減慢，產毛性能減弱[1]。本試驗中周歲羊駝的毛叢長度明顯長于成年羊駝，可能與成年羊駝剪毛次數和年齡的增長有關。

羊駝毛的粗細，彈性和強度與含硫量相關，含硫量高是羊駝毛纖維的特點，而硫在羊駝毛中主要已二硫鍵的形式主要存在于胱氨酸中，羅海玲等[19]研究表明，同一類型的毛，細度越大，含硫量較高。本試驗結果相關性分析表明，含硫氨基酸含量與羊駝毛纖維參數相關，平均纖維直徑越粗、單纖維強力越大，其胱氨酸含量越高。

4 結 論

本試驗結果表明，新疆阿克蘇羊駝毛平均纖維直徑19.96 μm，毛叢自然長度84 mm,單纖維強力6.80 cN，平均胱氨酸含量為8.40%，蛋氨酸含量為0.22%；年齡因素對羊駝的平均纖維直徑、毛叢自然長度、單纖維強力數均存在影響，被毛顏色因素對平均纖維直徑、單纖維強力存在影響，年齡、性別因素對羊駝毛胱氨酸含量存在影響；而胱氨酸含量與羊駝毛以上3個纖維參數均表現顯著相關，而蛋氨酸與其不存在顯著相關。