彩色蚕丝的性能应用与发展前景

2020-03-01王梦荧黄红福李珺懿葛经纬

辽宁丝绸 2020年2期

王梦荧黄红福潘悦李珺懿葛经纬

（辽东学院，辽宁丹东118000）

1 彩色蚕丝的形成

2008 年12 月，世界首张蚕基因组精细图谱在西南大学完成。通过转基因手段的运用，研究团队还成功开发出我国第一个转基因新型有色茧实用蚕品种，培育成了一对色彩稳定的新型绿色茧品种，完成了批量缫丝和茧丝性能鉴定。天然彩色蚕丝的遗传受主基因控制，使其彩色茧丝的特性能够固定下来，为育种和生产创造了良好的条件。

目前彩色蚕茧主要利用2 种途径获得，一是利用现代育种技术；第二种是利用对桑蚕添食生物有机色素的方法获得彩色蚕茧。

1.1 利用现代育种技术获得彩色茧蚕品种

日本是世界上研究和开发彩色蚕丝较早的国家，早在20 世纪90 年代钟纺公司为了提高蚕种厂雌雄蚕的分离效果，获得了限性黄茧品种。苏州大学通过基因重组法，将国内外原始种优良的彩色茧蚕基因转移到高产优质的白色茧上，选育出彩色蚕茧品种。浙江桐乡市试养浙江大学动物科学院提供的彩色蚕茧品种也成功地获得了彩色蚕茧[1]。

1.2 利用对桑蚕添食生物有机色素的方法获得彩色蚕茧

在家蚕常规饲养的基础上，在人工饲料或桑叶中添加经过筛选和处理的各种生物有机色素，使蚕食后改变其丝腺着色性能，根据添食色素不同而呈现各种色彩，结出五彩缤纷的蚕茧。国内外已有通过有色蚕茧品种改良方法或添食色素方法生产多种彩色茧及其生丝的报道。苏州大学桑蚕研究所也自主研发出以红、黄、蓝三种基本色为主、多种复合色为辅的彩色蚕茧。安徽率先实现了人工添食生产彩色蚕茧的产业化[2]。

2 彩色蚕丝的性质

家蚕的彩色茧主要有黄红色茧系和绿色茧系两大类。黄红色茧系包括淡黄色、金黄色、桔黄色、肉色、粉红色、锈色等各种茧色。绿色茧系包括淡绿、黄绿、绿色等。同彩色棉相比，彩色蚕丝的茧色鲜艳，但生丝黄色较艳，绿色较淡；水洗色泽稳定，日晒易褪色，个体间及茧的内外层稍有差异，对生产环境没有特别的要求[3]。

天然彩色蚕丝分解自由基的能力很高，将彩色蚕丝制成卫生用品、护理用品、内衣或化妆品，都有很好的护肤作用。天然黄色家蚕丝和普通白色家蚕丝的内部孔隙较多而且空隙中存在大量的空气，空气是热的不良导体，所以空隙越多，保暖性越好，纤维柔软性也较好。天然黄色家蚕丝是优质多孔的天然蛋白质纤维，其柔韧性、保暖性、吸放湿性和通气性都更加优异。

2.1 彩色蚕丝的防紫外线能力

天然彩色蚕丝有很好的紫外线吸收能力，国内学者徐世清等通过用紫外线长时间照射蚕茧，发现茧内的蚕蛹发育和羽化的蚕蛾及后代正常，但将蛹从茧内取出后直接照射，蚕蛹会受到严重影响，羽化的蚕蛾及后代畸形多。实验结果表明，桑蚕丝对于容易诱发基因突变、导致皮肤癌等癌变的280nm 波长左右的紫外线（UV-B）有很好的遮蔽和吸收作用，UV-B 的透过率不足0.5%，UVA 和IUV-C 的透过率也不足2%[4]。所以以天然彩色蚕丝为原料生产的产品对紫外线有很好的吸收能力，同时彩色蚕丝中的丝胶具有抑制酪氨酸酶活性的特性，能有效抑制皮肤中黑色素的形成，故能有效地防止因环境污染引起人体内发生氧化作用所造成的危害。

2.2 彩色蚕丝的抗氧化能力

生物在生命活动中，尤其是在不佳的生存环境中，多种活性氧自由基会不断地产生，由于这些生物自由基具有很强的氧化能力，生物的许多功能分子就会遭到破坏，因而会对机体产生一定的毒害。SOD（超氧化物歧化酶）是一种源于生命体的活性物质，能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质，对人体不断地补充SO，具有抗衰老的特殊效果。家茧彩色蚕丝的SOD 活性远远高于棉纤维，其中绿茧丝的SOD 活性比棉纤维高30 倍，超过白茧丝近3 倍，SOD 能够清除机体内过量的自由基，使机体免受自由基毒害。所以将彩色蚕丝制成衣服或者化妆品，有很好的养肤作用，适合绿色健康的消费市场需求。

2.3 彩色蚕丝的抗菌能力

类胡萝卜素可以保护机体的蛋白质和脂质等不受侵害，增强免疫系统的活性和吞噬细胞的能力，除此之外类胡萝卜素能有效地预防其他一些慢性疾病。在研究中发现天然彩色蚕丝的黄酮色素含量和类胡萝b 素含量较高，其中黄色蚕丝黄酮色素含量比白色蚕丝高30%，类胡萝卜素的含量是白色蚕丝的30 余倍。绢丝昆虫的茧丝外层丝胶有很好的抗菌作用，缫丝时由于会保留部分丝胶，蚕丝也有很好的抗菌能力，其中彩色蚕丝的抗菌效果更好，这样就使其织物具有良好的抗菌能力。天然彩色蚕丝能抑制黄色葡萄糖球菌、大肠杆菌等菌种的生长，并且对大多数菌种均有抑制功效，所以天然彩色蚕丝生产的服饰有很好的保健作用。

3 彩色蚕丝的应用

彩色蚕丝织物具有良好的柔韧性、保暖性、吸放湿性、通气性，独特的紫外线吸收功能，抗氧化、抗菌的功能，并且天然彩色蚕丝的色素源于桑叶或蚕体内自身合成，无毒无害。家蚕天然茧丝面料生产的衣物有很好的保健作用，是一种理想的贴身穿着衣料，可制成高档内衣。

在生物医药领域，彩色蚕丝作为一种生物性原料，与人体的角质和胶原同为蛋白质，结构十分相似，具有良好的生物亲和性。其织物具有良好的抗菌能力，富含18 种氨基酸，在医学上可制成创面保护膜用于浅度烧伤、创伤和整形取皮区等皮肤缺损创面的治疗并有助于皮肤细胞的再生繁殖。它还能调节人体血液循环和新陈代谢，对保持皮肤清洁、增强皮肤细胞活力、防止皮肤老化及人体白血球下降等具有特殊的保健功能。另外蚕丝还可用来制造药用蛋白。

国内也有研究人员以丝素用于多孔药物载体、细胞培养基、人造皮肤等生物医学领域为目标，开发了多孔丝素膜，改善了普通丝素膜的透气、透湿性。另外丝素药物缓释材料可调节多孔丝素膜的孔尺寸和孔隙率。

4 彩色蚕丝的研发现状

浙江花神与浙江大学应用生物基因重组技术，导入家蚕彩色茧基因，采用现代育种技术，结合杂交组合、定向选择等传统育种技术，已选育出主要经济性状达到现行夏秋蚕品种水平的天然彩色蚕茧实用蚕品种，研制出天然彩色绢丝开绵技术和天然彩色真丝制品试生产等原创性研究成果。西南大学蚕桑学重点实验室，已经研发出一种天然有色茧丝固色技术，解决了缫丝过程中蚕茧被氧化褪色的难题，开发出了红、黄、蓝、粉红等40余个自然彩色蚕茧品种。鑫缘茧丝绸公司和苏州大学共同承担“家蚕天然彩色茧研发及产品产业化”项目于2011 年1 月顺利通过验收。该项目完成了全球最大的彩色茧种资源的保存与创新、天然彩色茧新品种的饲育和推广，还破解了天然彩色茧深加工等关键技术难题，形成了独特的核心竞争优势。中国是世界蚕业发源地和生产中心，目前也是全球主要市场之一，茧丝绸产量占世界的近70%，国际贸易占世界的90%。