广西鲜茧缫丝及相关技术的研究应用及展望

朱方容，韦伟，何骥，肖丽萍

（广西壮族自治区蚕业技术推广站，南宁市 530007）

丝绸在中国历史上有着重要的地位，其技术曾长期遥遥领先全世界，但在古代人们尚未发明干茧储存备缫的方法。缫丝时用沸水热缫（俗称抽丝）可以去掉丝胶的大部分，并借此除去油脂杂质［1］，此工艺称活蛹缫丝，鲜茧缫制的丝称为鲜茧丝。为了防止出现蛾口茧，要在蚕蛹化蛾前缫丝。现行的干茧缫丝，是将鲜茧杀蛹并烘成干茧，然后经煮茧、缫丝、整理等工艺流程，工艺复杂，所需生产设备多，能源消耗和人工成本较高，降低生产成本显得极为重要［2］。中国丝绸协会于2014 年6 月10 日在苏州召开了“鲜茧缫丝专题研讨会”［3］，围绕鲜茧缫丝的丝质量和蚕蛹开发交流研究。有研究认为鲜茧缫丝的部分质量指标与干茧缫丝有差距［4］。从出土的丝绸文物和传世的丝绸产品来看，有很多公认的优质品，说明古代鲜茧丝也能织出优质的丝绸产品，这也可能与织造技术有很大的关系。现概述鲜茧缫丝研究与应用的现状，结合广西鲜茧缫丝的有关情况，提出实现高值化加工的建议。

1 国内外鲜茧缫丝及相关技术的研究与应用

1.1 鲜茧缫丝的演化过程

金琳［5］基于历史的视角，把我国杀蛹贮茧技术发展分为5 个阶段：一是战国秦汉前的生缫时期；二是秦汉时期的阴摊与日晒时期；三是魏晋南北朝至宋代的盐腌时期；四是元明清的笼蒸时期；五是明代开始至今的烘茧时期。程明等［6］研究烘茧技术与设备的发展，对我国杀蛹贮茧技术演化观点基本一致。“阴摊”即是将鲜茧放置在阴冷的洞穴或潮湿阴冷的地下室来抑制蛹体发育，延长发蛾期。“盐腌”使蚕蛹窒息而死，蛹不发臭。“笼蒸”也可杀蛹。明清之后有人采用的是火缸烘茧，炭火在下，做一炕具在上，鲜茧放置其上，不时滚动，将蚕蛹杀死，水分蒸发，达到烘干目的。从此，中国逐步走向炭火（茧灶）干燥鲜茧和使用干茧缫丝的阶段。至今，越南等国仍沿用中国古代活蛹缫丝技术贮存蚕茧和缫丝，蚕蛹用冰柜或冷库冷藏。随着蚕茧、蚕蛹冷藏技术和冷链运输的发展，鲜茧缫丝技术复兴。广西大规模应用鲜茧缫丝使得全国鲜茧丝约占总丝量35%以上，因此，我国杀蛹贮茧技术的发展应在原来5 个阶段的基础上改为6个阶段，即增加现今的烘茧与冷藏茧阶段。

1.2 鲜茧缫丝与干茧缫丝的对比研究

鲜茧缫丝和干茧缫丝及其对比研究的报道较多，早在1957年刘任贤等［7］就探讨过鲜茧缫丝技术。柞蚕茧当前仍是鲜茧缫丝［8］。国外研究认为，鲜茧缫丝能提高解舒率；鲜茧丝与干茧丝在物理性质上没有大的差异，如采用适当的蚕丝加工工艺措施，可能在提高茧质及生丝质量的同时，还有开发新缫丝加工法的可能性［9-10］。在国内，钱同源［11］1975年曾展望过低温处理制丝工艺。

鲜茧缫丝的丝产品质量问题，朱良均等［12-13］通过对不煮茧缫丝、鲜茧缫丝的生丝质量、茧丝纤维性能的分析，鲜茧生丝与干茧生丝，其清洁、洁净、断裂强度、断裂伸长率、切断、丝胶溶失率等性能无明显差异，而干茧生丝的抱合性能优于鲜茧生丝，鲜茧生丝与干茧生丝的热学性能和丝蛋白结构也无明显差异。乔铁军等［14］、朱忠强［15］、黄继伟等［16］、张青［17］、赵媛等［18］也有类似的研究结果，鲜茧生丝在织造、染色上表现不佳。王玲玲等［19］研究表明鲜茧丝织物和干茧丝织物的K/S 值、染色牢度基本一致；经同种工艺染色后，鲜茧丝织物的悬垂性、柔软性、拉伸性能、透气透湿性略优于干茧丝织物，织物硬挺度、抗皱性略逊于干茧丝织物。封宝山等［20］针对鲜茧无煮茧缫丝工艺研究，认为最优的工艺组合为索绪汤温度80 ℃，理绪汤温度40 ℃，丝鞘长度10 cm。杨明英［21］研究冷藏冷冻温度和时间对鲜茧及鲜茧生丝品质的影响，认为贮藏蚕茧30 d，结合解舒性能和贮藏成本，4 ℃条件下保存的鲜茧丝具有更好的解舒性能。张青［17］将鲜茧缫丝和干茧缫丝性能的对比进行了阐述，并对鲜茧缫丝提出适当的建议和展望。

盖国平等［22］统计广西10家有代表性的缫丝企业数据显示，鲜茧丝的检验量已占产能的46.86%；鲜茧丝也有5A、6A 级丝，鲜茧丝的品质加权平均等级为3A11，与干茧缫丝的上年同周期成绩相似；鲜茧丝的纤度和匀度变化稳定性较好；样本周期内，无鲜茧丝因切断和强伸力而降级；还表明外观色差是影响鲜茧丝正品率的主要因素。

黎国勇等［23］的研究结果表明，无论是鲜茧丝还是干茧丝，其丝胶含量无规律可循；鲜茧丝和干茧丝中各氨基酸的质量百分比接近；鲜茧丝与干茧丝在抱合性能的差异上无明显规律可循；鲜茧绸染色效果不如干茧绸。当皂液浸洗足够长时，鲜茧绸相比干茧绸色牢度稍差。此统计是基于生产数据，不排除某企业应客户要求，对丝的抱合力采取了改善措施。

陈涛等［24］的研究表明，恰当的烘茧工艺处理更有助于补正茧质，提高生丝品位。张洪曲等［25］研究广西的鲜茧缫丝认为，鲜茧丝的抱合力远不及干茧丝；在鲜茧丝织成的双绉面料上可以看到分散性小糙在绸面显现较为明显。为提高抱合力，采取以增加丝鞘长度为主的措施，效果还是比较明显的。梁进等［26］证明电子除糙器在复摇生产中应用能提高生丝清洁等成绩。现已有茧丝电子除糙器发明（表2）。2014年就发明一种通过煮茧的桑蚕鲜茧缫丝方法（表1）。2018 年吕超目等［27］的研究能提高抱合性能、能满足织造需求的优化工艺。其又一研究表明对鲜茧进行煮茧工艺处理后，可明显提高浸渍后的抱合性能，满足高速织机织造要求［28］。如同鲜木料加工木器不如干木料加工的更光滑，这是不争的事实，但木器光滑程度的质量状况在交货及使用前是可以改变的。鲜茧缫丝的质量问题也是可以改进的。但煮茧是否会影响蛹的利用尚未可知。

1.3 鲜茧缫丝蚕蛹的利用

鲜茧缫丝的另一个目的就是提高蚕蛹的价值。蚕蛹营养价值高，易加工，适合大规模生产加工和无菌生产［29-31］。缫丝副产品能生产价值高的食品级蚕蛹或生产价值较低的饲料级蚕蛹。鲜茧缫丝不经过高温烘茧、煮茧以及强碱浸泡的缫丝工艺，能生产食品级蚕蛹、提高价值。陆春霞等［32］分析鲜茧缫丝蚕蛹的食用开发现状及应用前景。据市场信息，我国鲜茧缫丝的蚕蛹主要以食品级蚕蛹的形式出口日本、韩国、泰国、越南等国，少数报道作为蚕蛹罐头、蚕蛹蛋白饮料，以及将蚕蛹粉添加至面食中出口［33-34］。我国东北地区也习惯食用蚕蛹。陆春霞等［35］用鲜茧缫丝蚕蛹为原料，通过前处理结合真空冷冻干燥技术对其进行加工技术摸索；通过提取鲜茧缫丝蚕蛹油和新鲜蚕蛹油，并对两种油脂脂肪酸的理化性质和组分进行比较分析。结果表明，两种蚕蛹油在皂化值、酸价值、碘值、过氧化值4个理化指标方面存在差异，但差异性不大；且2 种蚕蛹油脂肪酸的组成与相对含量存在的差异也不明显［36］。吴婕［37］以鲜茧缫丝蚕蛹为原料，通过酶解技术及美拉德反应制备呈味基料并将其美拉德产物应用至肉脯。穆利霞等［38］研究表明活蛹缫丝工艺中的机械脱蛹衬同样会造成蚕蛹主要营养组分损失，并对蛹蛋白质和油脂的性状有不利影响。

制种茧的采茧、运输、收购相当重视好蛹率［39-41］，鲜茧缫丝的采茧、运输、收购还未得到重视。蚕蛹油脂经过几次高温会激烈酸败产生似地沟油成分和气味［42-43］。对于禽畜动物肉类食品，新鲜度测试尤其重要［44-45］。有些畜禽动物高温汤拔毛或蒸汽拔毛短时间接触高温并不影响其肉质新鲜度。蚕茧缫丝前真空渗透、煮茧短时高温可能对茧层内蚕蛹的新鲜度影响不大。关于缫丝蚕蛹新鲜度和蚕蛹食品的安全研究未见报道。

2 广西鲜茧缫丝及相关技术的研究与应用

2.1 鲜茧缫丝符合广西实际

鲜茧缫丝是低耗高效环保工艺技术。比较鲜茧缫丝工艺（图1）与干茧缫丝工艺（图2），因为鲜茧缫丝的蚕茧、蚕蛹少了高温过程更环保生态，副产品冻鲜蚕蛹更符合天然食品生产，为高值化开发奠定基础。

图1 鲜茧缫丝工艺

图2 干茧缫丝工艺

古代采用阴摊技术、盐腌技术，降低贮茧温度、防止蛾口茧和腐臭［5-6］。在广西收购蚕茧有3 种形式：收购毛脚茧（未化蛹）、收购化蛹茧（大多数已经化蛹）、收购老茧（蛹眼已经着色）。

“十二五”以来广西茧丝绸业快速发展，据自治区茧丝办调查统计，到2015 年广西的桑园面积已发展到20.14 万hm2、蚕茧产量36.06 万t，缫丝企业96家，蚕丝产量4.65万t［46-47］。自2011年开始，广西有少数丝厂为了降低生产成本，采用鲜茧缫丝，取得了良好经济效益，此后广西鲜茧缫丝如雨后春笋般，遍地开花。据龙辉等［4］了解，广西近90%的缫丝企业都有开展鲜茧缫丝。他们认为，采用干茧缫丝，首先要建设鲜茧烘烤处理设施，建设成本估计在30 万～50 万元，多以煤炭做燃料，都存在煤烟及粉尘排放对环境的污染，这部分还需要考虑环保投入，可按照20万元折算，约共需投入合计60 万元。而鲜茧缫丝由于需要冷冻存放，存放周期短，可以建设一个冷冻流转库，预计存放40 t，造价为60万元。由此可见，干茧缫丝和鲜茧缫丝的建设成本（固定成本）基本一致。缫制1吨干茧丝约可盈利1.53万元，而缫制1吨鲜茧丝约盈利3.57 万元，因此鲜茧缫丝经济效益明显［4］，为广西鲜茧缫丝提供了较好的开始和示范点。

2.2 广西鲜茧缫丝与配套技术的研究与建设

2.2.1广西鲜茧缫丝与配套技术的研究 广西科研院所、学校、质量检验部门、加工企业在国家、省、市项目支持下对鲜茧缫丝与配套技术进行研究与应用。多家单位开展过相关工作。

广西鲜茧缫丝还有许多相关技术研究。在鲜茧冷藏、鲜茧缫丝工艺改进以及生丝质量鉴定上，卢受坤等［48］探讨鲜茧冷藏工艺，发现冷藏工艺对好蛹率影响显著，对缫折、解舒没有影响。张国兵［49］研究鲜茧直接缫丝工艺，林水超［50］提出提高活蛹缫丝解舒的一种方法。黄继伟等［51-52］提出提高鲜茧缫生丝抱合成绩、茧丝强力序列与茧丝纤度序列。曾克良等［53］设计生丝纤度自动检测新系统，以智能化自动化的手段代替人工，提高了生丝纤度检测数据处理的速度和效能。郭蔚等［54］通过调查近年广西桑蚕丝的检验需求情况，分析了广西桑蚕丝检验与出口贸易现状，认为清洁度是影响2015 年广西生丝质量的首要因素。庞家柳等［55］设计生丝抱合自动检验机，该机提高了测试工作的效率和准确性，为实现生丝检验客观正确、标准化的评价和生丝电子检测的自动化、智能化做了有益的尝试。黄扬等［56］设计基于机器视觉的生丝抱合电子检测系统，实现生丝抱合性能的综合分析及自动化品质检测。

在选茧研究方面，广西在机械选茧、鲜茧丝与干茧丝的鉴别方法、质量检测等方面有很大进展，李冰等［57］鉴别鲜茧生丝的准确率达到100%，而鉴别干茧生丝的准确率接近80%。韦炳机等［58-59］基于小波分析的传感器，研制ZHJ-20 智能型活蛹缫丝机，具有数据处理速度快，检测结果准确的特点。杜昕等［60］研制基于机器视觉动态选茧系统利用照相机对蚕茧进行拍照，通过图像处理、识别，选出不同的残次茧。对残次茧进行坐标标定，并将识别的定位保存，准确地传到下位分拣机器人系统，完成分茧定位。王超等［61］研究并联机器人在蚕茧分拣系统中的应用，研制出自动选茧系统，能准确地识别多种残次茧，并实现动态抓取。赵树强等［62］结合近年来智能选茧机的一些研制成果，分析不同智能选茧机对蚕茧的筛选效果，探讨智能选茧机的发展趋势。

在煮茧工艺上，广西突破性较好的报道有岳新霞等［63］测试与分析真空渗透茧层，证明相对真空度是影响渗透效果的关键因素。刘文烽等［64］研究表明真空渗透是缫丝生产过程的重要关键。蔡翾等［65］设计开发及应用智能化煮茧工艺设计管理系统，提高了缫丝煮茧工艺方案设计的工效，减少人为误差，使缫丝工艺设计更具科学性和准确性。陈兴灿等［66］研究过程能力分析并将此应用在某企业缫丝生产管理中。

关于鲜茧缫丝的相关研究，广西取得很多专利成果。其中，在机械选茧、鲜茧丝与干茧丝鉴别、缫丝废水处理等方面较突出。现有效的相关实用新型专利34件（表1）。

表1 广西获得的鲜茧缫丝的部分实用新型专利

续表1

现有效的发明专利至少有25 件。其中，比较突出的在茧丝除糙器、鲜茧蛹打绵机、选茧机等方面（表2）。

表2 广西获得的鲜茧缫丝的部分发明专利

续表2

另外，有些专利已经研制出来并应用，已获得授权，因不交年费或放弃现已失效。除此之外还研制了很多配套设备。

以上表明，广西关于鲜茧缫丝及相关技术的研究是前所未有的，有深度、有广度的，广西鲜茧缫丝及相关研究领先全国其他省（市、区）。

2.2.2配套建设 鲜茧缫丝需要冷藏蚕茧、蚕蛹，就需要建设冷库设施［68-69］。在国家、自治区、市、县项目支持下，广西的缫丝厂配套建设了冷库用于贮藏蚕茧、蚕蛹及配套设施［70-71］。按鲜茧出丝率13%、年产丝300～400 t、每天产量1 t 丝计算，每天要消耗7.7 t鲜茧，要配套建设能存贮20 d用茧150 t约650 m3（即约220 m2）的冷库用于存贮蚕茧，还要配套建设能冷藏蚕蛹500 m3（即约170 m2）的冷库，建设选蛹场所、漂洗蚕蛹水池、选蛹台设施和鲜蛹衬打绵机等必需设备。广西90%以上缫丝厂已有冷库配套。桑枝食用菌厂，利用塑料大棚栽培和保鲜，利用移动制冷机对塑料大棚降温，有的建筑采用铝塑板结构。这些措施大大降低了设施建设投入，值得茧丝绸行业借鉴。

2.3 广西鲜茧缫丝与标准化制定与实施

由中国丝绸协会提出并组织，由广西茧丝绸行业协会联合广西、四川、江苏、浙江的茧丝加工企业、科研、教学、检验、海关等11 个单位起草的T/CSATC4-2020L 团体标准《鲜茧缫丝技术规程》已由中国丝绸协会于2020 年4 月29 日发布，本标准适用于以桑蚕鲜茧为原料的缫丝生产，规定了鲜茧缫丝的术语和定义、生产场地及环境要求、设施设备、生产规程和工艺要求［72］。此前，安徽省制定了DB34/T 2532-2015安徽地方标准《冷冻桑蚕鲜茧缫丝技术规程》［73］，广西壮族自治区组织制定了广西地方标准《鲜茧生丝生产技术规程》，规定了鲜茧缫丝生丝的术语和定义、生产场地及环境要求、设施设备、生产规程和工艺要求，适用于本自治区范围内以鲜茧为原料的生丝生产［74］。《鲜茧缫丝技术规程》指导和促使企业生产出来的生丝品质符合高端市场要求，对产业扩大规模和可持续发展有重要意义。本标准实施多年，已得到验证，技术十分成熟，节能环保，经济、社会效益显著。

蚕蛹营养丰富，2004年卫生部把蚕蛹列为食品，拓宽了蚕蛹开发应用范围［75］。昆虫食品的生产、销售要符合相关标准［76］。有因食用蚕蛹食物而中毒的情况，故要重视，要防止蚕蛹食品不安全［77］。根据产业发展需求，广西卫生和计划生育委员会制定《食用冻鲜桑蚕蛹》地方标准。规定了食用冻鲜桑蚕蛹的术语和定义、要求、食品添加剂、生产加工过程卫生要求、检验方法、检验规则、标签、标志、包装、运输、贮存和保质期；适用于以缫丝后的鲜桑蚕蛹为原料，经清洗、选蛹、于-18 ℃及以下温度冷冻等工艺制成的非直接食用的冷冻鲜桑蚕蛹制品［78］。《食用冻鲜桑蚕蛹》食品安全地方标准填补了我国食用冻鲜桑蚕蛹食品安全标准及相关技术指标之空白，有一定的先进性，已作为广西企业生产食用冻鲜蚕蛹的技术依据，有效把控产品生产质量，在广西实施取得显著成效，也可供全国食用冻鲜蚕蛹生产企业参考。

3 展望和建议

3.1 鲜茧缫丝前景广阔

蚕蛹为食品，是缫丝加工的副产品，也适合大规模生产。节本增效是企业的生命线。生丝产品并不是加工企业的终端产品，产品的高值化才是加工企业追求的目标。缫丝加工生产副产品蚕蛹达到天然食品级，是食品生产和高值化的基础。鲜茧缫丝创造了条件。可以说鲜茧缫丝是大规模生产食品级蚕蛹的必经之路。

随着冷库设施配套建设和冷链运输、仓贮技术的发展，收购、贮藏蚕茧达到现代应有水平。以前因为缫丝工艺研究专注于干茧原料，鲜茧缫丝工艺研究甚少，而直接采用干茧缫丝设备和工艺，导致鲜茧丝出现的抱合力降低、丝糙点增加等问题。随着这些问题在缫丝阶段、或在织绸、染整阶段得到解决和改善，鲜茧缫丝应用将更广泛、前景将更广阔。

3.2 广西未来的发展前瞻

广西已经是国内蚕茧产量和生丝产量排名第一的大省，研究和利用好鲜茧缫丝技术具有重要的意义。针对广西鲜茧缫丝的实际，鉴于鲜茧缫丝生产生丝过程能耗低，生态环保，有利于生产、利用食品级蚕蛹，有利于自然资源高值化生产，建议大力推广。研究能提高好蛹率、保持蚕蛹新鲜度的鲜茧缫丝的蚕茧收购、运输政策和贮藏技术、缫丝技术；研究和实施能提高生丝抱合力、有效减少丝糙点提高光洁度的缫丝工艺。针对鲜茧丝原料研究改良适合的织绸工艺、染色工艺，扩大使用范围。根据生产实际，制订和全面实施蚕蛹食品生产、贮藏、运输、销售的食品安全技术标准，确保蚕蛹食品安全；制订和全面实施鲜茧缫丝技术标准、鲜茧丝织绸、染色的技术标准，确保丝产品、绸成品质量。