珍珠光澤的影響因素及其優(yōu)化技術(shù)發(fā)展研究

于靜靜

【摘 要】珍珠的光澤是影響珍珠質(zhì)量和市場價(jià)值的重要因素之一，提高珍珠加工技術(shù)、優(yōu)化珍珠的光澤對于珍珠產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著重要意義。文章介紹了珍珠的結(jié)構(gòu)，綜述了珍珠光澤的影響因素和珍珠光澤的優(yōu)化技術(shù)研究進(jìn)展。

【關(guān)鍵詞】珍珠光澤;珍珠優(yōu)化;珍珠結(jié)構(gòu);拋光;增光

【中圖分類號】S912 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）07-0062-03

珍珠是一種深受人們喜歡的有機(jī)寶石。當(dāng)前市場上出售的珍珠以養(yǎng)殖珍珠為主，又分為淡水珍珠和海水珍珠。我國的淡水珍珠產(chǎn)量已超過世界總產(chǎn)量的90%，而海水珍珠自古以來享有盛名，被稱之為“南珠”。我國珍珠產(chǎn)量雖高，但產(chǎn)值偏低，尤其近些年來，我國的海水珍珠在國內(nèi)外市場上占有率日漸降低，無法與日本、南洋等地的海水珍珠競爭。未經(jīng)加工的珍珠必須經(jīng)過拋光、漂白、染色等加工環(huán)節(jié)才能成為高檔珍珠產(chǎn)品，因此研究珍珠質(zhì)量的影響因素，提高我國珍珠加工技術(shù)是我國珍珠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1 珍珠結(jié)構(gòu)

珍珠中含有大量的無機(jī)成分，占質(zhì)量的91%以上，還含有一定量的有機(jī)成分和水，其內(nèi)部呈同心層狀或同心層放射狀結(jié)構(gòu)。珍珠中的無機(jī)成分主要是碳酸鈣，其以斜方晶系的文石和三方晶系的方解石的形式存在，另有少量的碳酸鎂和Cu、Fe、Zn、Mn、Mg、Cr等多種微量元素。珍珠中有機(jī)成分的主體是殼角蛋白和各種色素[1]。

淡水養(yǎng)殖珍珠通常為無核珍珠，海水養(yǎng)殖珍珠為有核珍珠，近些年開發(fā)的淡水有核珍珠，產(chǎn)出的珍珠圓度好，表面光澤度好，顏色艷麗豐富，在大小和品質(zhì)上可與海水珍珠相媲美。

有核珍珠的結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外包括珠核、有機(jī)質(zhì)層、棱柱層、文石晶層（又稱為珍珠質(zhì)層）。文石晶層是珍珠的主要組成部分，直接決定著珍珠的優(yōu)劣。它是由許多文石晶體薄層與有機(jī)質(zhì)殼角蛋白的薄膜如砌磚一樣交替累積而成的，整個(gè)文石晶層就是由長3～5μm，寬2～3μm，厚0.2～0.5μm的多邊形片狀文石單晶，由殼角蛋白黏接相連，像磚上鋪砌砂漿的結(jié)構(gòu)[1]，其在顯微鏡下呈沙灘狀紋理。淡水無核養(yǎng)殖珍珠沒有珠核，幾乎全部由珍珠層構(gòu)成。

珍珠最外邊還有一層近似透明的表層，成分包含CaCO3、微量元素和有機(jī)成分，其厚度一般在100～200μm。該層不穩(wěn)定，有的珍珠缺失此透明表層[1]。

珍珠的品質(zhì)，主要從珍珠的大小、形狀、顏色、珍珠層厚度和質(zhì)量、表面光潔度、光澤和暈彩幾方面進(jìn)行評價(jià)，珍珠的表面光潔度和光澤是影響珍珠美感和價(jià)值的重要因素，珍珠的光澤柔和多彩，寶石學(xué)專稱其為“珍珠光澤”。在衡量珍珠的光澤級別時(shí)，主要從表面反射光的強(qiáng)度及映像的清晰程度兩方面考察。光澤強(qiáng)的珍珠反射光明亮、銳利、均勻，表面光亮如鏡，可清晰反射人影，光澤差的珍珠表面則暗淡至樹脂光澤—土狀光澤，珍珠表面如蒙了一層霧，暗淡無光，如圖1所示，分別為光澤極強(qiáng)、強(qiáng)、中、弱的海水珍珠。

2 珍珠光澤強(qiáng)弱的影響因素

2.1 珍珠層結(jié)構(gòu)

珍珠的光澤是珍珠表面及內(nèi)部對入射光反射、折射及光的干涉、衍射等綜合作用的結(jié)果，影響珍珠光澤的因素很多，其中珍珠層的微結(jié)構(gòu)對珍珠光澤的強(qiáng)弱起著關(guān)鍵性的作用。

珍珠表面及近表面文石含量的多少，文石晶層的結(jié)構(gòu)和致密度，文石片的形態(tài)、大小、排列方式、自形程度都會(huì)影響珍珠的光澤[2-5]。

由于文石具有較高的折射率（1.530～1.686），文石含量越多，有機(jī)質(zhì)裸露越少，則珍珠光澤越強(qiáng)，如果缺乏文石晶層，珍珠的光澤就會(huì)減弱至土狀光澤[2]。

珍珠表面的文石晶層層狀結(jié)構(gòu)越均勻越致密，表面缺陷越少，則珍珠光澤越好[2]。當(dāng)珍珠表面結(jié)構(gòu)疏松，有許多條紋和細(xì)微凹陷時(shí)，入射光呈漫反射，珍珠光澤較差甚至沒有光澤;當(dāng)珍珠表面光滑、結(jié)構(gòu)致密時(shí)，入射光呈鏡面反射，表面光澤較好[3]。

曹莉嘉研究發(fā)現(xiàn)，光澤強(qiáng)的珍珠表面為層狀結(jié)構(gòu)，文石晶體大小均勻，相對較細(xì)，約3μm，晶體排列有序，結(jié)構(gòu)致密。光澤中等的珍珠層狀結(jié)構(gòu)也很明顯，但珍珠層不及光澤強(qiáng)的珍珠完整，可見碎片顆粒，光澤弱的珍珠看不出明顯的層狀結(jié)構(gòu)，表面的文石晶體大小不均勻，相對較粗，約4μm，排列比較絮亂，結(jié)構(gòu)松散，有較多的碎片顆粒。海水珍珠的文石晶體約為2.5μm，比淡水珍珠的細(xì)[2]。

珍珠光澤與其內(nèi)部文石晶體自形程度和排列的有序程度成正比，排列越緊密，文石結(jié)晶度越高，珍珠光澤越強(qiáng)[2]。若晶體呈有序且緊密規(guī)則的排列，則珍珠表面光滑致密，入射光可沿著特定方向產(chǎn)生集中的鏡面反射，形成明亮且映像清晰的珍珠光澤[4]。

張妮研究發(fā)現(xiàn)，珍珠的表面平均粗糙度Ra數(shù)值與珍珠光澤度密切相關(guān)，其隨珍珠光澤的減弱而增加[5]。

王潔寧在淡水珍珠的成分組成中發(fā)現(xiàn)少量球文石，以板條狀、小球狀、片狀存在于珍珠層表面及內(nèi)部，放大觀察表面粗糙，光澤暗淡，出露珍珠表層的球文石可對珍珠質(zhì)量造成一定影響[4]。

珍珠光澤的強(qiáng)弱還與文石晶層中所含的有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)[4，6-7]。

王潔寧認(rèn)為若殼角蛋白膜較厚，一方面由于對光的反射能力降低，另一方面因有機(jī)質(zhì)過多而形成的不規(guī)則結(jié)構(gòu)及粗糙的表面造成光的散射，使珍珠光澤較弱甚至晦暗無光[4]。

李倩認(rèn)為文石晶層中的有機(jī)質(zhì)薄膜過薄或無都會(huì)使珍珠光澤不理想。珍珠層外表面有機(jī)質(zhì)的存在提高了珍珠的圓潤度，當(dāng)光照射到珍珠表面時(shí)，人眼感受到的反射光的量增多。有機(jī)質(zhì)與無機(jī)晶體含量比例適度的珍珠比無或有較薄的有機(jī)質(zhì)的珍珠光澤更強(qiáng)[6]。

李耿對不同顏色、光澤的淡水養(yǎng)殖珍珠有機(jī)質(zhì)含量和蛋白質(zhì)對文石的包被程度進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，隨著白色珍珠光澤加強(qiáng)，有機(jī)質(zhì)含量增加，其內(nèi)部有機(jī)質(zhì)與文石排列結(jié)構(gòu)更有序化，有機(jī)層的鏡面反射作用增強(qiáng)，暈彩更易顯現(xiàn)，光澤相應(yīng)加強(qiáng)。無光珠可能是有機(jī)質(zhì)分泌不足形成不規(guī)則框架，進(jìn)而沉積出非規(guī)則的文石晶層。由于蛋白質(zhì)不能完全包被文是晶體而使其出露，最終出現(xiàn)無光或弱光的珍珠層[7]。

郝玉蘭認(rèn)為珍珠光澤還與其所含類胡蘿卜素有關(guān)[8]。

棱柱層的厚度和結(jié)構(gòu)對珍珠光澤的強(qiáng)弱也產(chǎn)生影響。馬紅艷研究發(fā)現(xiàn)，海水珍珠棱柱層越多越厚，越靠近珍珠表面分布，珍珠質(zhì)量越差，光澤越弱，如果珍珠質(zhì)層缺失，珍珠結(jié)晶層整體為棱柱層時(shí)則珍珠光澤消失。棱柱層的厚度和空間分布位置對控制珍珠光澤有重要影響[9]。

2.2 外界環(huán)境和養(yǎng)殖技術(shù)

外界環(huán)境和養(yǎng)殖技術(shù)對珍珠結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，從而最終影響珍珠的光澤。

總的來說，海水珍珠的光澤強(qiáng)于淡水珍珠，海水珍珠中，大溪地黑珍珠和日本Akoya珍珠的光澤較強(qiáng)。高品質(zhì)的日本Akoya海水珍珠比其他珍珠光澤強(qiáng)，主要是因?yàn)樯L在水溫較低的海水環(huán)境中，日本在海水珍珠的主要養(yǎng)殖國家里緯度比較高，海水溫度較低，水溫低會(huì)減慢珍珠層的生長速度，從而生長出致密而排列整齊的珍珠層，從而形成的珍珠具有更明亮、強(qiáng)烈的光澤。

養(yǎng)殖珍珠，一般的采收時(shí)間，應(yīng)選在秋末、冬初、早春，秋末冬初時(shí)，氣溫變冷，水溫下降，育珠蚌分泌珍珠質(zhì)逐步減慢，促使珍珠表面變得細(xì)膩、光亮。夏天育珠蚌珍珠質(zhì)分泌旺盛，造成珠體表面不整齊、質(zhì)地松、光澤暗淡，因此不適合采收珍珠[10]。

2.3 珍珠的加工

珍珠的后期加工對其光澤也會(huì)產(chǎn)生影響。日本是世界上珍珠養(yǎng)殖研發(fā)水平最高、加工技術(shù)最先進(jìn)的國家，其Akoya珍珠不僅原珠品質(zhì)好，而且其先進(jìn)的拋光、優(yōu)化技術(shù)能進(jìn)一步改善珍珠原有的光澤，使之更加明亮，從而在各類珍珠中呈現(xiàn)出獨(dú)特的“小燈泡”似的明亮光澤，深受消費(fèi)者喜愛。

3 珍珠光澤的優(yōu)化

對珍珠進(jìn)行優(yōu)化處理，使其顏色、光澤變得更加美觀，可以使珍珠獲得更高的市場價(jià)值。

珍珠的優(yōu)化工藝一般包括前處理—漂白—增白—拋光等工藝流程。在優(yōu)化之前，對采收的統(tǒng)珠需要按不同品質(zhì)和工藝流程進(jìn)行分類。

從珍珠母貝內(nèi)采收的珍珠，外表常附著有體液、污物和未純化的碳酸鈣，需要立即進(jìn)行清洗或優(yōu)化處理，若放置過久，會(huì)使珍珠的光澤暗淡，影響質(zhì)量。

拋光是珍珠生產(chǎn)和珍珠優(yōu)化工藝中很重要的一道工序，不僅能增強(qiáng)珍珠表面光澤，提高珍珠的美觀度，而且如果拋光前進(jìn)行了漂白、增白處理，當(dāng)拋光處理得好時(shí)，還能增強(qiáng)前面的漂白、增白效果，因此拋光技術(shù)水平也是決定珍珠質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

通常，珍珠采收后，用清水洗滌后放入飽和食鹽水中浸泡5～10 min撈出，用布揩去珠面上的黏液、珠囊和污物，接著放入食鹽和鋸屑的混合物中揉搓，除去珍珠表面未純化的碳酸鈣，用清水洗滌，撈出瀝干，放入0.15%～0.20%的十二醇硫酸鈉溶液中輕輕攪動(dòng)3～5 min取出，12 h后，放入同樣濃度的十二醇硫酸鈉溶液中攪拌3～5 min濾出，清水漂凈，用絨布或細(xì)軟毛巾或綢布打光，晾干，即為商品珍珠。

我國珍珠拋光多采用小竹片、小石頭及石蠟等作為拋光材料，也可以使用木屑、顆粒食鹽、硅藻土等作為拋光材料，在滾動(dòng)式拋光機(jī)中進(jìn)行拋光，之后用洗滌劑清洗干凈并晾干。

對光澤暗淡的珍珠，可以用3%～5%的過氧化氫或稀鹽酸浸漬，使其恢復(fù)光澤，但浸漬時(shí)間要適宜，否則容易引起變質(zhì)，浸后用清水洗凈晾干[9]。

當(dāng)前珍珠拋光技術(shù)最先進(jìn)的是日本，近年來，我國也在不斷研究珍珠的拋光技術(shù)。

童銀洪研究了一種珍珠拋光材料，將白蜂蠟、白地蠟、白礦油、表面活性劑和蒸餾水等制成拋光乳液，將橄欖殼機(jī)械粉碎至粒徑為2～3 mm的顆粒狀，經(jīng)過自來水清洗、（80±5）℃水煮3～5 h、再次清洗、晾干后備用。再將拋光乳液（乳化蠟）與拋光載體（橄欖殼）按1∶2的比例均勻混合、晾干，即可得到珍珠拋光材料。該產(chǎn)品穩(wěn)定性好，制備工藝簡單，原材料成本低廉，拋光效果良好[11]。

宋慧春在研究珍珠漂白技術(shù)中發(fā)現(xiàn)鎂鋁復(fù)合鹽對珍珠不僅有退色漂白作用，而且還有增光效應(yīng)。用鎂鋁復(fù)合鹽對各種光澤較差的珍珠分別進(jìn)行包埋試驗(yàn)，結(jié)果顯示，鎂鋁復(fù)合鹽在弱堿性條件下對珍珠有顯著的增光作用，且包埋時(shí)間越長，光澤越好[12]。

張艷蘋在研究染色對海水珍珠結(jié)構(gòu)和光澤的影響過程中發(fā)現(xiàn)，染料與海水珍珠中的有機(jī)成分相互作用或結(jié)合，對海水珍珠表面的有機(jī)質(zhì)疏松結(jié)構(gòu)部位具有填充作用，使其表面鏡面的效應(yīng)增強(qiáng)，使得海水珍珠光澤度提高[13]。

盧傳亮認(rèn)為在珍珠拋光過程中，乳化蠟?zāi)茉谳^細(xì)微處對珍珠表面進(jìn)行縫隙和空洞填補(bǔ)，拋光介質(zhì)對珍珠表面進(jìn)行磨削，使珍珠表面的鏡面反射率提高，從而提高珍珠的光澤[14]。

宋慧春研究發(fā)現(xiàn)，非離子型表面活性劑聚乙二醇類衍生物、山梨醇脂肪酸酯環(huán)氧乙烷加成物對珍珠漂白主劑有一定的輔助作用，并能在一定程度上增強(qiáng)珍珠光澤[15]。

史凌云等對珍珠增光工藝的研究表明，氫氧化鎂與氨水的組合有利于提高珍珠光澤，在堿液組成一定時(shí)，不同pH值對珍珠光澤的影響不同，pH值為10.5～11.0時(shí)，珍珠光澤增強(qiáng)明顯，對珍珠的結(jié)構(gòu)不含造成損傷，深色珍珠還可能出現(xiàn)彩虹色[16]。

近幾年，國內(nèi)市場上出現(xiàn)了一種俗稱“電鍍”珍珠淡水珍珠，呈現(xiàn)強(qiáng)光至極強(qiáng)光澤。“電鍍”珍珠是通過直流磁控反應(yīng)濺射法，在珍珠表面復(fù)合一層厚度30～1 000 nm的TiO2層，珍珠表層的CaCO3溶蝕并呈現(xiàn)濺射狀堆積，TiO2富集于相對低洼處，致使珍珠光澤等級大幅提升。徐翀研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過“電鍍”處理與增光漂白后再經(jīng)過“電鍍”處理的珍珠樣品，為強(qiáng)—極強(qiáng)光澤，并伴有金屬色閃光，經(jīng)過顯微觀察，其表層仍然保留“電鍍”之前的瑕疵和紋理特征，光澤與表冊結(jié)構(gòu)紋理無明顯關(guān)系。白色“電鍍”淡水珍珠光澤普遍強(qiáng)于白色淡水珍珠和常規(guī)增光漂白珍珠，但其光澤穩(wěn)定性差，佩戴一段時(shí)間光澤后會(huì)逐漸變?nèi)??！半婂儭闭渲閷?shí)際屬于改善寶石外觀的表面鍍膜處理方法[17]。

4 展望

對珍珠進(jìn)行優(yōu)化可以大幅度提高珍珠的市場價(jià)值，珍珠產(chǎn)品未經(jīng)優(yōu)化或優(yōu)化不好，在市場上很難跟日本、南洋等地的珍珠競爭，甚至只能充當(dāng)他國珍珠產(chǎn)品的原材料，因此對珍珠的優(yōu)化工藝進(jìn)行研究，提高我國珍珠優(yōu)化工藝水平，對于我國珍珠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要意義。

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[責(zé)任編輯：鐘聲賢]