和紙制造與修復(fù)相關(guān)生物學(xué)研究進(jìn)展

張靜語(yǔ)，黃艷燕，楊光輝

(復(fù)旦大學(xué) 圖書館 中華古籍保護(hù)研究院，上海 200433)

1 緒 論

據(jù)報(bào)道，擁有美國(guó)最大藏書量的美國(guó)國(guó)會(huì)圖書館所使用的三分之一的紙張已經(jīng)損壞嚴(yán)重?zé)o法修復(fù)，法、英等國(guó)的圖書館也是如此[1-2]，這些書大多出版于19世紀(jì)中葉，正是木漿機(jī)械紙最為流行的時(shí)期[3].與此形成對(duì)比的是日本最古老的紙張—產(chǎn)生于天寶2年(702年)的戶籍用紙，依然保存完好[1]，和紙(Washi)的優(yōu)良特性可見(jiàn)一斑.

1.1 和紙的優(yōu)良特性

植物纖維的主要化學(xué)成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，其中木質(zhì)素是紙漿生產(chǎn)過(guò)程中需要去除的成分，它的親水性很低，如果殘留在紙中，就易導(dǎo)致紙張劣化.因此，木質(zhì)素的殘余量是衡量紙張壽命的標(biāo)準(zhǔn)之一，除此之外，聚合度(分子長(zhǎng)度)越高，纖維的結(jié)晶度(結(jié)晶面積百分比)越高，紙的使用壽命越長(zhǎng)[4].出現(xiàn)在19世紀(jì)的木漿主要來(lái)自于機(jī)械研磨，這樣會(huì)使木質(zhì)素完全殘留在紙中，導(dǎo)致紙張的急速變質(zhì).雖然后來(lái)開(kāi)始用化學(xué)方法將木質(zhì)素降解，但化學(xué)物質(zhì)對(duì)紙張的損害是無(wú)法避免的.而且為了適應(yīng)油墨印刷，木漿紙表面開(kāi)始用硫酸鋁或者明礬等處理，這更加劇了紙張的酸化，一碰就碎[1,5-6].與此形成對(duì)比的是，日本手抄和紙所使用的主要原料取自楮樹(shù)、三椏、雁皮等植物，其特點(diǎn)是纖維長(zhǎng)，木質(zhì)素含量低，可以在溫和的條件下，對(duì)原料進(jìn)行加工，使纖維不被破壞，從而生產(chǎn)出保存年限相對(duì)較久的紙張.同時(shí)，因?yàn)槔w維素聚合度高，不易被氧化，其結(jié)晶程度也較高[1,5].因此，和紙以極高的質(zhì)量得到了全世界的廣泛關(guān)注.2014年，和紙(包括和紙抄紙技術(shù))被聯(lián)合國(guó)教科文組織正式登記為世界非物質(zhì)文化遺產(chǎn)[1,6].

1.2 和紙的定義與分類

所謂和紙，是在明治中期為了與洋紙區(qū)別開(kāi)來(lái)，由日本政府專門定義的.發(fā)展至今，和紙已衍生出兩個(gè)派系，即手抄和紙和機(jī)械和紙.手抄和紙仍然采用傳統(tǒng)的材料和技法，機(jī)械和紙則一部分使用了機(jī)械化生產(chǎn)的流水線和化學(xué)合成的材料.手抄和紙與機(jī)械和紙的原料幾乎相同，但由于機(jī)械和紙往往成本受限，在傳統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)纖維植物中也混入了進(jìn)口紙漿[7].除此之外，還有其他差異，詳見(jiàn)表1.傳統(tǒng)的手抄和紙也分為原抄紙和加工紙.原抄紙即為不經(jīng)過(guò)加工的和紙，包括楮紙、三椏紙、雁皮紙、混合紙、書法用紙和其他紙.加工紙根據(jù)加工流程一般分為干燥前加工紙和干燥后加工紙.干燥前加工紙的主要有染色紙、濾過(guò)紙和紋樣紙，染色紙，即通過(guò)把原抄紙浸泡在染液中或者用刷具上色制成不同顏色的紙張；濾過(guò)紙，即通過(guò)調(diào)整紙簾制造出隨機(jī)變化的簾紋樣式；紋樣紙，即通過(guò)技術(shù)和工具制作出不同圖案的紙張.干燥后加工紙主要有手揉紙、防水加工紙、紙捻、建筑用紙和模樣紙，手揉紙，即通過(guò)揉搓使紙張觸感更加柔軟的加工紙；澀紙、油紙、柿紙屬于防水加工紙，常用于生活用品的制作；紙捻，即把紙張切成細(xì)條擰成一串，可作繩結(jié)使用；建筑用紙主要用于制作障子、屏風(fēng)、燈罩和瓦片；模樣紙種類繁多，大致可根據(jù)上色技法再細(xì)分為印刷上色模樣紙和浸染上色模樣紙[8-10].

表1 手抄和紙與機(jī)械和紙的比較[7]Tab.1 Comparison of handmade Washi and mechanical Washi

1.3 和紙發(fā)展歷史

1.3.1 發(fā)端

古墳時(shí)代(250年—592年)造紙文化經(jīng)由朝鮮半島由中國(guó)傳入了日本，到了古墳時(shí)代末期，隨著佛教的興起，紙張開(kāi)始逐漸普及.7世紀(jì)的飛鳥(niǎo)時(shí)代(592年—710年)，日本本土的紙張生產(chǎn)正式開(kāi)始[2-3].

1.3.2 興盛

奈良時(shí)代(710年—794年)，國(guó)內(nèi)紙張生產(chǎn)量穩(wěn)步上升，帶來(lái)了文化的繁榮.隨著造紙技術(shù)的進(jìn)步，自平安時(shí)代(794年—1192年)起，日本開(kāi)始使用本國(guó)自創(chuàng)的造紙法和造紙植物纖維，完成了從“唐紙”到“和紙”的轉(zhuǎn)變，紙張的用途也不僅僅局限于書畫，開(kāi)始逐漸進(jìn)入日常生活.到了鐮倉(cāng)時(shí)代(1185年—1333年)，和紙產(chǎn)業(yè)已然相當(dāng)普及，并在特定的區(qū)域形成規(guī)模.日本近代(公元17世紀(jì))以前，和紙產(chǎn)業(yè)發(fā)展最繁榮的是江戶時(shí)代(1603年—1868年)，該時(shí)期的紙張不僅僅供給上流社會(huì)，也走進(jìn)了普通百姓的家中.各地區(qū)都實(shí)行了對(duì)和紙產(chǎn)業(yè)的保護(hù)鼓勵(lì)政策，納入了統(tǒng)一的政府管理，同時(shí)也導(dǎo)致了紙商對(duì)生產(chǎn)者的壓迫.19世紀(jì)60年代的明治維新以后，由于民眾可以自由地選擇職業(yè)，政府也撤銷了對(duì)和紙產(chǎn)業(yè)的諸多限制，各產(chǎn)地的和紙從業(yè)者明顯增加，逐漸擴(kuò)張出了新的產(chǎn)地的同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)也日漸激烈[2-3].

1.3.3 衰落

從明治時(shí)代(1868年—1912年)開(kāi)始，價(jià)格便宜且方便量產(chǎn)的由紙漿作為原料的洋紙開(kāi)始由歐美流入日本.在江戶時(shí)代幕府末期(1853年—1869年)，洋紙通過(guò)日本唯一的長(zhǎng)崎貿(mào)易港開(kāi)始流入日本，最初并沒(méi)有得到社會(huì)的關(guān)注和認(rèn)可.明治維新后，社會(huì)從動(dòng)蕩中漸漸平復(fù)，對(duì)于用于出版物的新聞紙的需求激增，由紙漿作為原料的洋紙因其價(jià)格便宜(大約是和紙價(jià)格的1/4)且方便機(jī)械化量產(chǎn)而走進(jìn)人們的視線.明治7年(1874年)，開(kāi)始使用洋紙機(jī)械化量產(chǎn)新聞紙，動(dòng)搖了傳統(tǒng)手抄和紙的統(tǒng)治地位；明治23年(1890年)，靜岡縣木材紙漿的制造成功，宣告了機(jī)械化制紙產(chǎn)業(yè)在日本的萌芽；明治36年(1903)，日本教育部將小學(xué)課本用紙全部由和紙?zhí)鎿Q為洋紙，和紙的衰落已成定局[3,10].大正元年(1912年)，洋紙?jiān)谌毡镜纳a(chǎn)額超越了和紙.在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于物資不足，傳統(tǒng)手抄和紙?jiān)欢榷虝旱呐d盛，但無(wú)論如何衰落已成定局.昭和43年(1968年)，和紙被日本文化廳指定為無(wú)形文化財(cái)產(chǎn)，和紙從主流舞臺(tái)消失.據(jù)統(tǒng)計(jì)，明治34年(1901年)全國(guó)的和紙制造從業(yè)者68 562戶，現(xiàn)在已經(jīng)不到600戶[5,11-12].

1.3.4 掙扎

受到洋紙的擠壓，傳統(tǒng)和紙為了奪回一席之地，派生出了機(jī)械和紙.明治12年(1879年)政府的印刷局引入了第一臺(tái)圓網(wǎng)型和紙抄紙機(jī).民間的使用開(kāi)始于明治39年(1906年)，到了大正12年(1923年)機(jī)械和紙的生產(chǎn)量占到了和紙總產(chǎn)額的55%.但無(wú)論如何，和紙始終無(wú)法超越洋紙，逐漸被擠進(jìn)了歷史的角落[4,6,10].

2 和紙相關(guān)的生物學(xué)研究

從奈良時(shí)代開(kāi)始，日本展開(kāi)了對(duì)和紙?jiān)系暮Y選，將在日本山地上廣泛生長(zhǎng)的楮、三椏和雁皮作為和紙?jiān)现参锸褂?，至今，這三種植物仍然是制造和紙的主流原料[4,13].除此之外，上世紀(jì)五六十年代開(kāi)始，日本開(kāi)始了對(duì)紙藥和紙糊的研究.

2.1 和紙?jiān)现参?/h3>

2.1.1 楮

楮樹(shù)的韌皮纖維細(xì)長(zhǎng)且堅(jiān)韌，是目前日本應(yīng)用最廣泛的和紙?jiān)?在日本最主流的楮樹(shù)品種是高知縣產(chǎn)的土佐楮，此外還有那須楮、八女楮和石州楮，主要用于制作工藝品、紙門、書畫紙等[13].和紙的高質(zhì)量與原料植物纖維的長(zhǎng)度和長(zhǎng)寬比有關(guān).根據(jù)和紙聯(lián)合會(huì)的調(diào)查，楮的纖維長(zhǎng)度最長(zhǎng)，平均是7.3 mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于機(jī)械制漿使用的針葉樹(shù)與闊葉樹(shù)，同時(shí)，對(duì)比纖維長(zhǎng)寬比數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)原料植物的比率較高，尤其是楮樹(shù)，達(dá)到了510倍，整體纖維呈現(xiàn)極為細(xì)長(zhǎng)的特征[14].

表2 和紙?jiān)现参锢w維測(cè)量數(shù)據(jù)[14]Tab.2 Measurement data for plant fiber of Washi

楮(BroussonetiakazinokiSieb)是?？茦?gòu)屬的落葉灌木，最高可達(dá)3 m，喜光，適合種植在向陽(yáng)的山腰上，此外強(qiáng)風(fēng)會(huì)導(dǎo)致枝條相互摩擦，韌皮部容易受損，最好栽培在避風(fēng)處[9,13].楮樹(shù)的傳統(tǒng)繁殖方法是根播法，11月將靠近地表的根系挖起，切成15 cm左右的根段收集起來(lái)越冬，次年4月間隔種植，在萌芽期(3月)、梅雨季(6月)和立秋左右(8月)進(jìn)行中耕和除草.收獲期可以從落葉后到第二年發(fā)芽前(12月—1月)，每年都可以收獲.最佳收獲期是從栽培后第3年開(kāi)始，每株的平均壽命大約是20年到30年，也有超過(guò)100年的古株[13,15].

由于日本政府大規(guī)模減少了紙張的生產(chǎn)，只有極少數(shù)的農(nóng)民進(jìn)行楮樹(shù)的栽培，所以沒(méi)有對(duì)于楮樹(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的育種研究，只是通過(guò)分析氣候和土壤條件選擇合適的栽培品系和栽培方法[16].其中，最常用的根播法繁殖能力強(qiáng)，但育苗速度慢，難以滿足需求，因此為了優(yōu)化楮樹(shù)的栽培方法，提高繁殖效率，也會(huì)采用楮樹(shù)的扦插，組培快繁技術(shù)等.岡等研究了從楮樹(shù)愈傷組織中誘導(dǎo)不定芽的方法[17]，兵頭等研究了對(duì)楮樹(shù)插穗用電擊法提高產(chǎn)量[18].同時(shí)，對(duì)楮樹(shù)的染色體的研究發(fā)現(xiàn)上野縣產(chǎn)的上田楮的染色體數(shù)目(n)為13，比大部分?？浦参锷僖粭l[19]，綜合其他研究表明楮樹(shù)的染色體根據(jù)亞種的不同有多種情況，2n=26的二倍體或者3n=39的三倍體[20-22].在桑樹(shù)砧木的楮樹(shù)嫁接中，有極高的概率獲得多胚種子，有時(shí)還有出現(xiàn)白色的變異桑葚[23].在基因研究方面，榎本等對(duì)楮樹(shù)進(jìn)行了農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)，為楮樹(shù)的分子育種奠定了基礎(chǔ)[24].

2.1.2 三椏

三椏的韌皮纖維柔韌、輕薄、有光澤，具有優(yōu)良的印刷性，作為日本銀行發(fā)型的紙幣原料，其質(zhì)量為世界之最.三椏主要生長(zhǎng)在高知縣、靜岡縣、岡山縣、德島縣、島根縣和愛(ài)媛縣[13]，并在多地成功實(shí)現(xiàn)了人工栽培.三椏是日本三大和紙?jiān)现参镏凶钔肀话l(fā)現(xiàn)的，一開(kāi)始由于紙張顏色發(fā)黃，質(zhì)量不佳并沒(méi)有大規(guī)模使用，后來(lái)通過(guò)堿處理等諸多方法，其質(zhì)量一躍而上.與此同時(shí)，楮的產(chǎn)量連年下降，野生雁皮由于濫伐瀕臨滅絕.在此背景下，三椏迅速崛起，在全國(guó)開(kāi)展種植，占據(jù)了紙幣，檔案用紙等重要市場(chǎng)[25].

三椏即結(jié)香(Edgeworthiachrysantha,異名EdgeworthiapapyriferaSieb)，是瑞香科結(jié)香屬的落葉灌木，最高可達(dá)2 m.日本的三椏栽培種主要分為赤木和青木兩種，赤木種的莖皮顏色為黃褐色，枝干短粗且三叉枝條較多，韌皮部比較厚，但其中造紙性能優(yōu)越的的白皮層較薄.而青木種的莖皮顏色主要為綠色，韌皮部薄，但白皮層占比重大，優(yōu)質(zhì)纖維得率高，因此青木種的造紙性能更為優(yōu)越，紙張纖薄有光澤.但在實(shí)際制造過(guò)程中，一般不對(duì)赤木種與青木種加以區(qū)分，而是混合使用[25].

三椏主要栽培于日本關(guān)東以西的溫暖地區(qū)和四國(guó)的山地地區(qū)，由于是半喜陰植物，一般種植非陽(yáng)光直射的北面緩和山坡，同時(shí)要求微風(fēng)，排水性好，降雨多，最好在春夏季的生長(zhǎng)期能有濃霧覆蓋[13].傳統(tǒng)栽培方法是播種法，種子的獲取在6月到7月，正好趕在種子自然脫落之前，一般選取生長(zhǎng)期5年至6年的繁茂株.獲得的種子與砂子混合埋在地里，第二年春天(4月下旬到5月上旬)取出，水洗后去除漂浮起來(lái)的種子，然后立即播種.因?yàn)橛酌绮幌碴?yáng)光直射，要用防寒紗進(jìn)行遮蓋，期間除草、翻耕、施肥一到兩次.第二年春天移栽到田間的前一個(gè)月左右，挖出小苗，捆好后暫時(shí)栽在陰涼處，然后適時(shí)栽種.移栽一般在4月份左右，每10公畝移栽8 000～12 000株左右.收獲期為11月下旬至次年4月，從第3年開(kāi)始每3年可采收一次，一般來(lái)說(shuō)每棵樹(shù)一共能收獲3茬，但也有超過(guò)三茬的情況[13,26].

對(duì)三椏栽培方法的研究開(kāi)始于上世紀(jì)50年代，首先就是混植技術(shù)，因?yàn)槿龡繉儆诎胂碴幹参?，最好能與其他植物進(jìn)行混植，起到一個(gè)適當(dāng)?shù)恼诒巫饔?，起到增產(chǎn)的效果，樺樹(shù)類是最適宜與三椏一同種植的樹(shù)種[26-27].其次，為了探究大規(guī)模種植模式，研究者對(duì)高知縣產(chǎn)的三椏的根預(yù)先進(jìn)行了地下埋藏，結(jié)果發(fā)現(xiàn)成活率大大提升[28-30].第三，配合水肥條件，盡量提高白皮的得率.在生長(zhǎng)旺盛期，搭配充足的氮肥以及充分的土壤水分，同時(shí)通過(guò)密植達(dá)成遮光條件[26,28-29].三椏人工多倍體的研究開(kāi)始于上世紀(jì)60年代左右，中平等研究了人工栽培的三椏六倍體，發(fā)現(xiàn)此六倍體品種擁有優(yōu)良的造紙?zhí)匦訹31].此外還研究出了三倍體，五倍體，七倍體等人工多倍體品種，都有一定程度的增收，但因?yàn)榉N種原因都沒(méi)有進(jìn)行大規(guī)模的推行[31-33].

2.1.3 雁皮

雁皮即蕘花(Wikstroemiasikokiana)，是瑞香科蕘花屬落葉灌木，成年株可達(dá)2 m.韌皮纖維細(xì)、短、有光澤，是極好的和紙制造原料，雁皮紙?jiān)谌毡緦儆谧罡呒?jí)的紙張.但它生長(zhǎng)緩慢，難以栽培，所以主要靠采集利用生長(zhǎng)在荒瘠山區(qū)的野生蕘花.目前針對(duì)野生蕘花分類和地理分布的研究很多[13,34-36].隨著野生蕘花減產(chǎn)，價(jià)格也急劇高漲，過(guò)去曾大量用于制造復(fù)寫紙，但自從復(fù)印機(jī)普及后，它的使用量也逐年減少[13].

針對(duì)雁皮的研究主要圍繞著纖維的高效利用.首先是選用合理的蒸煮劑，錦織等使用了草酸銨、碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉4種新型蒸煮劑進(jìn)行蒸煮，并檢驗(yàn)了4種雁皮紙漿的脫木質(zhì)素和打漿性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)草酸銨雖然去脫木質(zhì)素能力最弱但打漿性能最好，氫氧化鈉的脫木質(zhì)素能力最好[37].其次是對(duì)蒸煮條件進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通過(guò)成分分析，雁皮跟楮樹(shù)相比油脂含量更高，且含有大量戊聚糖，也就是半纖維素的合成原料.經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，蒸煮條件不能有效去除雁皮中的半纖維素，需要強(qiáng)堿物質(zhì)處理的同時(shí)延長(zhǎng)打漿時(shí)間[38]，而這些處理會(huì)減少雁皮紙的壽命.除此之外，還有使用細(xì)菌生物酶對(duì)雁皮進(jìn)行處理的相關(guān)研究[39].

2.1.4 其他和紙?jiān)现参镅芯?/p>

除上述3種主流原料植物之外，根據(jù)紙張的用途，稻草、桑、竹、棉花、紅麻、芭蕉、燈心草、秋葵、香蕉、菠蘿、小麥、大麥、甘蔗、玉米、椰棕、紫藤、桂樹(shù)、葛藤、蘆葦甚至木漿等也可作為和紙制造原料[13].上世紀(jì)60年代，紅麻作為一種新型纖維植物進(jìn)入了研究者的視野.紅麻對(duì)氮、磷的吸收效率高，生長(zhǎng)速度快，纖維獲取比例大，木質(zhì)部和韌皮部都可以作為優(yōu)良的纖維原料[40].在栽培方面，紅麻具有優(yōu)良的抗病性，花和葉均為酸性，在一定程度上有抗蟲(chóng)性，所以紅麻的管理成本相對(duì)較低[41].在全球變暖的當(dāng)下，木材資源急劇減少，紅麻作為一種替代的纖維原料極具潛力.其實(shí)，任何有纖維的植物都可以做成紙，但問(wèn)題是是否容易加工，是否可以穩(wěn)定供應(yīng).近年來(lái)，由于日本國(guó)內(nèi)主流原料的供給不足，泰國(guó)楮樹(shù)、菲律賓雁皮、馬尼拉麻等進(jìn)口原料的使用也在逐漸增多[14,41].

2.2 紙藥研究

在和紙的抄造過(guò)程中，為了減少打漿環(huán)節(jié)對(duì)原料本身的長(zhǎng)纖維的破壞，采用添加紙藥這類黏性物質(zhì)來(lái)提高長(zhǎng)纖維在水中的分散性，使其不發(fā)生沉淀，又減緩了紙漿的滲漏速度，使纖維有更多的時(shí)間充分且均勻地交織在一起.通過(guò)使用紙藥，不僅可以做出又薄又堅(jiān)韌的紙張，而且即使?jié)窦堉睾戏胖靡材芤粡垙垊兠?，不發(fā)生黏連[42-43].

日本常用的天然紙藥提取自黃蜀葵(Abelmoschusmanihot)和圓錐繡球(Hydrangeapaniculata).其中，研究最為廣泛的是黃蜀葵，上世紀(jì)60年代左右，錦織等開(kāi)始對(duì)黃蜀葵分泌的黏性物質(zhì)Tororoaoi Mucin(TM)進(jìn)行研究，它是一種鏈狀聚糖醛酸，D-半乳糖醛酸與L-鼠李糖的比例約為2∶1，具有高分子電解質(zhì)的特性[44-45].當(dāng)纖維表面覆蓋有黏性分子時(shí)，被吸附的多糖就會(huì)呈分支狀延伸到水體中，與未被吸附的黏性分子交織在一起，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu).纖維間會(huì)產(chǎn)生排斥作用，抑制凝集，有效分散紙漿，降低抄造過(guò)程中的濾過(guò)性[46].除此之外，還有很多針對(duì)纖維層的滲透性以及纖維表面的吸附性的研究，在抄造過(guò)程中加入紙藥后，纖維表面會(huì)形成TM吸附固定層，大大減緩纖維層的流動(dòng)性，有利于紙張成型[44].總的來(lái)說(shuō)，黃蜀葵黏性物質(zhì)TM的抄紙功效與接觸面的界面活性，尤其是纖維表面的吸附狀態(tài)的變化有很大關(guān)系.抄造條件的變化也是決定紙藥效果的要素，會(huì)影響TM黏性分子的立體構(gòu)型，纖維素與TM復(fù)合體的蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)、纖維的分散性和纖維表面的透水性等[45-47].

黃蜀葵作為紙藥也有很多局限性，第一，黃蜀葵不易得.黃蜀葵的收獲期很短，只有每年10月，為了防止劣化，一般在稀釋后的甲酚溶液中浸泡保存，需要時(shí)再取出[48].第二，黃蜀葵容易劣化，喪失黏性[49].有研究表明，黃蜀葵的黏性物質(zhì)TM跟其他高分子電解質(zhì)相比，黏性容易隨著貯藏時(shí)間逐漸變低，尤其在高溫條件下，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆變化，黏度下降明顯[45,49]，這也是為什么夏季抄紙難度上升的原因.同時(shí)，黃蜀葵根部含有大量的鈣和鎂，也會(huì)導(dǎo)致黃蜀葵紙藥在保存期間容易發(fā)生劣化與變質(zhì)，喪失黏性[50].但是，迄今為止的和紙生產(chǎn)中，還沒(méi)能找到黃蜀葵的天然或人工合成的替代品.為了彌補(bǔ)黃蜀葵作為紙藥的諸多缺陷，在和紙制造過(guò)程中，會(huì)加入其他天然植物紙藥和化學(xué)合成物質(zhì)作為輔助黏合劑[51].

值得一提的是，在黃蜀葵等紙藥還未被發(fā)現(xiàn)之前，人們一般會(huì)混合使用楮樹(shù)和雁皮進(jìn)行和紙制造[52-53].在這個(gè)過(guò)程中，雁皮可以作為黏合劑使用，原因是敲打后的雁皮會(huì)滲出很多黏液，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)主要成分是半纖維素，與黃蜀葵分泌的黏性物質(zhì)的分子構(gòu)造相似，這或許就是雁皮纖維即使不加入紙藥也能充分分散黏合，造出平滑纖薄的紙張的原因[51].

2.3 紙糊研究

日本古籍的修復(fù)遵守國(guó)際通用的四原則，即保持原貌、保證安全、修復(fù)可逆、保存記錄.目前使用的技術(shù)和使用的材料都是嚴(yán)格遵循四原則進(jìn)行選擇的，尤其是對(duì)于直接接觸古籍的漿糊進(jìn)行了嚴(yán)密的篩選[54].

漿糊是文物修復(fù)中使用的一種獨(dú)特的黏合劑，在修復(fù)中不可或缺.文物修復(fù)對(duì)于漿糊的黏性有著嚴(yán)格的要求，最重要的原則是可逆性，要求在下次修復(fù)時(shí)能夠完整的揭下，不能傷害古紙的部分[54].傳統(tǒng)的紙張修復(fù)中使用小麥漿糊、小麥淀粉糊、古糊、海藻膠等漿糊，可以根據(jù)用途在不同的環(huán)節(jié)選擇不同的漿糊或是調(diào)節(jié)漿糊的厚薄來(lái)控制紙面的軟硬.

其中，古糊最為柔軟，可以用于卷軸類書畫的修復(fù)，對(duì)古糊的研究也是所有漿糊中最廣泛的[55].每個(gè)地區(qū)都有自創(chuàng)古糊配方和制作方法，通用的方法是大寒時(shí)節(jié)把煮沸過(guò)的小麥淀粉糊放入缸中，在地下(70～80 cm深)發(fā)酵10年左右，每隔一年左右換水，最終得到白色，茶色或者黃色的古糊，同時(shí)在密度、黏性和酸度上也有差異[54-57].古糊的優(yōu)良特征是，柔軟，黏合力弱，不會(huì)給原本的古紙施加不必要的張力；潤(rùn)濕后易剝離，實(shí)現(xiàn)可逆修復(fù)；而且具有抗霉性，使用壽命大大延長(zhǎng).但古糊在儲(chǔ)藏過(guò)程中會(huì)表面發(fā)霉形成菌蓋，使用時(shí)需要去掉菌蓋，并過(guò)濾脫水才能使用，操作難度大大增加.而且由于成分不明，可能形成的酸性物質(zhì)會(huì)對(duì)紙張?jiān)斐啥蝹?，以及有時(shí)候發(fā)酵后顏色過(guò)深等因素都導(dǎo)致它不適合用作修復(fù)[56-57].

因此對(duì)古糊的研究還需要結(jié)合科學(xué)檢測(cè).古糊的熟成過(guò)程中主要發(fā)生了以下變化： 分子量下降(黏性下降)和酸性增強(qiáng)(pH值下降)[56,58].首先，研究者們針對(duì)古糊的微生物進(jìn)行了大量研究，其中，古糊的抗霉性主要來(lái)自于熟成過(guò)程中被霉菌氣味吸引而來(lái)的蜱螨分泌的抗霉物質(zhì)—檸檬醛，在這個(gè)過(guò)程中霉菌菌絲也被蜱螨吞食[48].藤波等對(duì)古糊中的微生物進(jìn)行了分離，發(fā)現(xiàn)主要以枝孢菌和青霉菌為主，并討論了微生物在古糊發(fā)酵過(guò)程中的作用，首先是微生物生成的α-淀粉酶分解淀粉糊，使其逐漸低分子化，導(dǎo)致了古糊的黏度低下，同時(shí)微生物的繁殖速度加快，消耗了大量古湖中的碳源[59].其次微生物的代謝產(chǎn)物有機(jī)酸等造成pH值下降，有機(jī)酸生成，嗜酸微生物大量繁殖，逐漸形成菌蓋，造成厭氧條件，提高了乳酸菌等的發(fā)酵的效率[58,60].山田等[57]、見(jiàn)城等[61]都對(duì)古糊進(jìn)行了分子水平的研究，對(duì)古糊進(jìn)行了電子顯微鏡水平觀察，測(cè)定了結(jié)晶性，進(jìn)行了差示掃描量熱法分析等，結(jié)果表明古糊的淀粉粒結(jié)構(gòu)完全崩潰，是非常極端的老化淀粉.早川等也對(duì)古糊發(fā)酵過(guò)程中的理化特性做了分析，包括分子量、pH、結(jié)晶構(gòu)造以及微生物的變化.通過(guò)對(duì)古糊發(fā)酵第一年的實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，隨著霉菌生長(zhǎng)旺盛，小分子成分開(kāi)始生成，直鏈大分子的消耗最為明顯[58].據(jù)調(diào)查，淀粉的老化是古糊易剝脫的原因，長(zhǎng)時(shí)間保存后的糊化淀粉中結(jié)晶部分逐漸增加，干燥后分子不容易結(jié)合，黏性降低，加水后易剝離[58,62].在X射線衍射儀下，剛糊化的淀粉結(jié)晶性消失，但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間保存的古糊的結(jié)晶性已經(jīng)基本恢復(fù)[62].藤波等提出了標(biāo)準(zhǔn)化的古糊制造流程，并進(jìn)一步研究了微生物與酶，尤其是水層上部的菌膜與發(fā)酵進(jìn)程的關(guān)系[60].未來(lái)的重點(diǎn)在于發(fā)酵方法，菌群，分子量與強(qiáng)度的關(guān)系的研究，以找到短時(shí)間即可完成熟成的替代方法和原材料.

糊與紙張的融合度也影響修復(fù)效果，例如東南亞產(chǎn)的楮纖維制作的和紙雖然價(jià)格便宜，但纖維中脂肪含量高，與糊的融合度不好，影響襯裱的效果，所以日本文化廳指定使用日本國(guó)產(chǎn)的楮纖維制作的和紙進(jìn)行古籍的修復(fù)[60].

3 和紙的研究現(xiàn)狀分析與評(píng)價(jià)

據(jù)調(diào)查，目前日本學(xué)者對(duì)和紙的研究主要分以下3個(gè)方面：

1) 民俗學(xué)和人文地理學(xué).探究和紙?jiān)虾蜕a(chǎn)狀況的歷史變化、經(jīng)營(yíng)者的移動(dòng)、地域分布的變化等.從歷史及地理角度解讀和紙的發(fā)展趨勢(shì)，尋找發(fā)展規(guī)律[11-12,63-68].

2) 經(jīng)濟(jì)學(xué).分析具體的原料生產(chǎn)流通狀況，把握和紙的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，研究與和紙相關(guān)的經(jīng)濟(jì)學(xué)，是最貼近和紙生產(chǎn)一線、實(shí)時(shí)把握動(dòng)態(tài)、判斷現(xiàn)階段和紙發(fā)展?fàn)顩r的研究領(lǐng)域[37]，可以給經(jīng)營(yíng)者的經(jīng)營(yíng)路線及方針起很好的指導(dǎo)作用[69-72].

3) 生物學(xué).研究和紙?jiān)现参?，包括傳統(tǒng)和紙植物的種植條件改良、栽培方式優(yōu)化、引進(jìn)新的和紙植物物種、微生物防治與利用等，除此之外，還有關(guān)于和紙生產(chǎn)中用到的紙藥、紙糊等天然植物化學(xué)成分研究.

日本和紙生物學(xué)研究的起步較早，開(kāi)始于上世紀(jì)的50年代，研究基礎(chǔ)好、水平高，形成了以幾位重要研究者為中心的良性發(fā)展趨勢(shì).但隨著和紙的衰落，以及國(guó)家研究重點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，科技成果轉(zhuǎn)化變慢，推廣不力，研究人員減少，各類研究論文的數(shù)量都呈下降趨勢(shì).而且日本國(guó)土面積和資源都極其有限，對(duì)于和紙?jiān)现参锏难芯糠浅２焕?，即使有?chuàng)新成果也難以推廣到種植水平.主流大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向其他經(jīng)濟(jì)作物的研究，民間機(jī)構(gòu)的研究往往具有地域性特征，服務(wù)于本地制造業(yè)，難以形成規(guī)模[10,13,25-26].

除了上述問(wèn)題之外，目前和紙?jiān)趥鹘y(tǒng)和紙制造技藝的傳承方面也陷入了困境，由于有經(jīng)驗(yàn)的抄紙技師年齡逐漸偏大，年輕人離開(kāi)鄉(xiāng)村向城市聚集，原本具有強(qiáng)烈家族產(chǎn)業(yè)特性的日本手抄和紙產(chǎn)業(yè)面臨后繼無(wú)人的境地[6,11-12].對(duì)此，當(dāng)前日本和紙選擇的復(fù)興道路主要有：

1) 走高端藝術(shù)品之路，與藝術(shù)家及藝術(shù)院校合作，最大限度地增加和紙的美學(xué)價(jià)值，并結(jié)合陶藝、刺繡等傳統(tǒng)工藝，進(jìn)一步提升和紙作為藝術(shù)品的附加值[70].

2) 結(jié)合地域文化，把人文情懷融于和紙制造，加強(qiáng)文創(chuàng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)制造，同時(shí)加強(qiáng)旅游業(yè)的開(kāi)發(fā)，結(jié)合人文與地理，形成一條以和紙為中心的人文觀光產(chǎn)業(yè)鏈[6,65-66].

3) 加強(qiáng)專業(yè)用途紙的生產(chǎn)開(kāi)發(fā).目前和紙已廣泛應(yīng)用于古籍修復(fù)、家具和工藝品制造等產(chǎn)業(yè)，占有巨大的市場(chǎng)份額，計(jì)劃在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)，增加影響力[6,37].

4) 將研究重點(diǎn)聚焦和紙纖維原料的挖掘，展開(kāi)對(duì)新型纖維材料的研究，創(chuàng)新紙的概念，拓展紙的用途[73].

一直以來(lái)，和紙都以極高的品質(zhì)享譽(yù)全世界，我國(guó)作為手工紙發(fā)源地，目前亦在多方努力下正在迅速崛起，為此，我們可以通過(guò)研究、借鑒日本等國(guó)的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本國(guó)實(shí)際，走出一條具有中國(guó)特色的手工紙復(fù)興之路.