廣西鮮繭繅絲及相關技術的研究應用及展望

朱方容，韋偉，何驥，肖麗萍

（廣西壯族自治區(qū)蠶業(yè)技術推廣站，南寧市 530007）

絲綢在中國歷史上有著重要的地位，其技術曾長期遙遙領先全世界，但在古代人們尚未發(fā)明干繭儲存?zhèn)淇壍姆椒ā？壗z時用沸水熱繅（俗稱抽絲）可以去掉絲膠的大部分，并借此除去油脂雜質(zhì)［1］，此工藝稱活蛹繅絲，鮮繭繅制的絲稱為鮮繭絲。為了防止出現(xiàn)蛾口繭，要在蠶蛹化蛾前繅絲?，F(xiàn)行的干繭繅絲，是將鮮繭殺蛹并烘成干繭，然后經(jīng)煮繭、繅絲、整理等工藝流程，工藝復雜，所需生產(chǎn)設備多，能源消耗和人工成本較高，降低生產(chǎn)成本顯得極為重要［2］。中國絲綢協(xié)會于2014 年6 月10 日在蘇州召開了“鮮繭繅絲專題研討會”［3］，圍繞鮮繭繅絲的絲質(zhì)量和蠶蛹開發(fā)交流研究。有研究認為鮮繭繅絲的部分質(zhì)量指標與干繭繅絲有差距［4］。從出土的絲綢文物和傳世的絲綢產(chǎn)品來看，有很多公認的優(yōu)質(zhì)品，說明古代鮮繭絲也能織出優(yōu)質(zhì)的絲綢產(chǎn)品，這也可能與織造技術有很大的關系?，F(xiàn)概述鮮繭繅絲研究與應用的現(xiàn)狀，結(jié)合廣西鮮繭繅絲的有關情況，提出實現(xiàn)高值化加工的建議。

1 國內(nèi)外鮮繭繅絲及相關技術的研究與應用

1.1 鮮繭繅絲的演化過程

金琳［5］基于歷史的視角，把我國殺蛹貯繭技術發(fā)展分為5 個階段：一是戰(zhàn)國秦漢前的生繅時期；二是秦漢時期的陰攤與日曬時期；三是魏晉南北朝至宋代的鹽腌時期；四是元明清的籠蒸時期；五是明代開始至今的烘繭時期。程明等［6］研究烘繭技術與設備的發(fā)展，對我國殺蛹貯繭技術演化觀點基本一致?！瓣帞偂奔词菍Ⅴr繭放置在陰冷的洞穴或潮濕陰冷的地下室來抑制蛹體發(fā)育，延長發(fā)蛾期?！胞}腌”使蠶蛹窒息而死，蛹不發(fā)臭?！盎\蒸”也可殺蛹。明清之后有人采用的是火缸烘繭，炭火在下，做一炕具在上，鮮繭放置其上，不時滾動，將蠶蛹殺死，水分蒸發(fā)，達到烘干目的。從此，中國逐步走向炭火（繭灶）干燥鮮繭和使用干繭繅絲的階段。至今，越南等國仍沿用中國古代活蛹繅絲技術貯存蠶繭和繅絲，蠶蛹用冰柜或冷庫冷藏。隨著蠶繭、蠶蛹冷藏技術和冷鏈運輸?shù)陌l(fā)展，鮮繭繅絲技術復興。廣西大規(guī)模應用鮮繭繅絲使得全國鮮繭絲約占總絲量35%以上，因此，我國殺蛹貯繭技術的發(fā)展應在原來5 個階段的基礎上改為6個階段，即增加現(xiàn)今的烘繭與冷藏繭階段。

1.2 鮮繭繅絲與干繭繅絲的對比研究

鮮繭繅絲和干繭繅絲及其對比研究的報道較多，早在1957年劉任賢等［7］就探討過鮮繭繅絲技術。柞蠶繭當前仍是鮮繭繅絲［8］。國外研究認為，鮮繭繅絲能提高解舒率；鮮繭絲與干繭絲在物理性質(zhì)上沒有大的差異，如采用適當?shù)男Q絲加工工藝措施，可能在提高繭質(zhì)及生絲質(zhì)量的同時，還有開發(fā)新繅絲加工法的可能性［9-10］。在國內(nèi)，錢同源［11］1975年曾展望過低溫處理制絲工藝。

鮮繭繅絲的絲產(chǎn)品質(zhì)量問題，朱良均等［12-13］通過對不煮繭繅絲、鮮繭繅絲的生絲質(zhì)量、繭絲纖維性能的分析，鮮繭生絲與干繭生絲，其清潔、潔凈、斷裂強度、斷裂伸長率、切斷、絲膠溶失率等性能無明顯差異，而干繭生絲的抱合性能優(yōu)于鮮繭生絲，鮮繭生絲與干繭生絲的熱學性能和絲蛋白結(jié)構(gòu)也無明顯差異。喬鐵軍等［14］、朱忠強［15］、黃繼偉等［16］、張青［17］、趙媛等［18］也有類似的研究結(jié)果，鮮繭生絲在織造、染色上表現(xiàn)不佳。王玲玲等［19］研究表明鮮繭絲織物和干繭絲織物的K/S 值、染色牢度基本一致；經(jīng)同種工藝染色后，鮮繭絲織物的懸垂性、柔軟性、拉伸性能、透氣透濕性略優(yōu)于干繭絲織物，織物硬挺度、抗皺性略遜于干繭絲織物。封寶山等［20］針對鮮繭無煮繭繅絲工藝研究，認為最優(yōu)的工藝組合為索緒湯溫度80 ℃，理緒湯溫度40 ℃，絲鞘長度10 cm。楊明英［21］研究冷藏冷凍溫度和時間對鮮繭及鮮繭生絲品質(zhì)的影響，認為貯藏蠶繭30 d，結(jié)合解舒性能和貯藏成本，4 ℃條件下保存的鮮繭絲具有更好的解舒性能。張青［17］將鮮繭繅絲和干繭繅絲性能的對比進行了闡述，并對鮮繭繅絲提出適當?shù)慕ㄗh和展望。

蓋國平等［22］統(tǒng)計廣西10家有代表性的繅絲企業(yè)數(shù)據(jù)顯示，鮮繭絲的檢驗量已占產(chǎn)能的46.86%；鮮繭絲也有5A、6A 級絲，鮮繭絲的品質(zhì)加權平均等級為3A11，與干繭繅絲的上年同周期成績相似；鮮繭絲的纖度和勻度變化穩(wěn)定性較好；樣本周期內(nèi)，無鮮繭絲因切斷和強伸力而降級；還表明外觀色差是影響鮮繭絲正品率的主要因素。

黎國勇等［23］的研究結(jié)果表明，無論是鮮繭絲還是干繭絲，其絲膠含量無規(guī)律可循；鮮繭絲和干繭絲中各氨基酸的質(zhì)量百分比接近；鮮繭絲與干繭絲在抱合性能的差異上無明顯規(guī)律可循；鮮繭綢染色效果不如干繭綢。當皂液浸洗足夠長時，鮮繭綢相比干繭綢色牢度稍差。此統(tǒng)計是基于生產(chǎn)數(shù)據(jù)，不排除某企業(yè)應客戶要求，對絲的抱合力采取了改善措施。

陳濤等［24］的研究表明，恰當?shù)暮胬O工藝處理更有助于補正繭質(zhì)，提高生絲品位。張洪曲等［25］研究廣西的鮮繭繅絲認為，鮮繭絲的抱合力遠不及干繭絲；在鮮繭絲織成的雙縐面料上可以看到分散性小糙在綢面顯現(xiàn)較為明顯。為提高抱合力，采取以增加絲鞘長度為主的措施，效果還是比較明顯的。梁進等［26］證明電子除糙器在復搖生產(chǎn)中應用能提高生絲清潔等成績?，F(xiàn)已有繭絲電子除糙器發(fā)明（表2）。2014年就發(fā)明一種通過煮繭的桑蠶鮮繭繅絲方法（表1）。2018 年呂超目等［27］的研究能提高抱合性能、能滿足織造需求的優(yōu)化工藝。其又一研究表明對鮮繭進行煮繭工藝處理后，可明顯提高浸漬后的抱合性能，滿足高速織機織造要求［28］。如同鮮木料加工木器不如干木料加工的更光滑，這是不爭的事實，但木器光滑程度的質(zhì)量狀況在交貨及使用前是可以改變的。鮮繭繅絲的質(zhì)量問題也是可以改進的。但煮繭是否會影響蛹的利用尚未可知。

1.3 鮮繭繅絲蠶蛹的利用

鮮繭繅絲的另一個目的就是提高蠶蛹的價值。蠶蛹營養(yǎng)價值高，易加工，適合大規(guī)模生產(chǎn)加工和無菌生產(chǎn)［29-31］?？壗z副產(chǎn)品能生產(chǎn)價值高的食品級蠶蛹或生產(chǎn)價值較低的飼料級蠶蛹。鮮繭繅絲不經(jīng)過高溫烘繭、煮繭以及強堿浸泡的繅絲工藝，能生產(chǎn)食品級蠶蛹、提高價值。陸春霞等［32］分析鮮繭繅絲蠶蛹的食用開發(fā)現(xiàn)狀及應用前景。據(jù)市場信息，我國鮮繭繅絲的蠶蛹主要以食品級蠶蛹的形式出口日本、韓國、泰國、越南等國，少數(shù)報道作為蠶蛹罐頭、蠶蛹蛋白飲料，以及將蠶蛹粉添加至面食中出口［33-34］。我國東北地區(qū)也習慣食用蠶蛹。陸春霞等［35］用鮮繭繅絲蠶蛹為原料，通過前處理結(jié)合真空冷凍干燥技術對其進行加工技術摸索；通過提取鮮繭繅絲蠶蛹油和新鮮蠶蛹油，并對兩種油脂脂肪酸的理化性質(zhì)和組分進行比較分析。結(jié)果表明，兩種蠶蛹油在皂化值、酸價值、碘值、過氧化值4個理化指標方面存在差異，但差異性不大；且2 種蠶蛹油脂肪酸的組成與相對含量存在的差異也不明顯［36］。吳婕［37］以鮮繭繅絲蠶蛹為原料，通過酶解技術及美拉德反應制備呈味基料并將其美拉德產(chǎn)物應用至肉脯。穆利霞等［38］研究表明活蛹繅絲工藝中的機械脫蛹襯同樣會造成蠶蛹主要營養(yǎng)組分損失，并對蛹蛋白質(zhì)和油脂的性狀有不利影響。

制種繭的采繭、運輸、收購相當重視好蛹率［39-41］，鮮繭繅絲的采繭、運輸、收購還未得到重視。蠶蛹油脂經(jīng)過幾次高溫會激烈酸敗產(chǎn)生似地溝油成分和氣味［42-43］。對于禽畜動物肉類食品，新鮮度測試尤其重要［44-45］。有些畜禽動物高溫湯拔毛或蒸汽拔毛短時間接觸高溫并不影響其肉質(zhì)新鮮度。蠶繭繅絲前真空滲透、煮繭短時高溫可能對繭層內(nèi)蠶蛹的新鮮度影響不大。關于繅絲蠶蛹新鮮度和蠶蛹食品的安全研究未見報道。

2 廣西鮮繭繅絲及相關技術的研究與應用

2.1 鮮繭繅絲符合廣西實際

鮮繭繅絲是低耗高效環(huán)保工藝技術。比較鮮繭繅絲工藝（圖1）與干繭繅絲工藝（圖2），因為鮮繭繅絲的蠶繭、蠶蛹少了高溫過程更環(huán)保生態(tài)，副產(chǎn)品凍鮮蠶蛹更符合天然食品生產(chǎn)，為高值化開發(fā)奠定基礎。

圖1 鮮繭繅絲工藝

圖2 干繭繅絲工藝

古代采用陰攤技術、鹽腌技術，降低貯繭溫度、防止蛾口繭和腐臭［5-6］。在廣西收購蠶繭有3 種形式：收購毛腳繭（未化蛹）、收購化蛹繭（大多數(shù)已經(jīng)化蛹）、收購老繭（蛹眼已經(jīng)著色）。

“十二五”以來廣西繭絲綢業(yè)快速發(fā)展，據(jù)自治區(qū)繭絲辦調(diào)查統(tǒng)計，到2015 年廣西的桑園面積已發(fā)展到20.14 萬hm2、蠶繭產(chǎn)量36.06 萬t，繅絲企業(yè)96家，蠶絲產(chǎn)量4.65萬t［46-47］。自2011年開始，廣西有少數(shù)絲廠為了降低生產(chǎn)成本，采用鮮繭繅絲，取得了良好經(jīng)濟效益，此后廣西鮮繭繅絲如雨后春筍般，遍地開花。據(jù)龍輝等［4］了解，廣西近90%的繅絲企業(yè)都有開展鮮繭繅絲。他們認為，采用干繭繅絲，首先要建設鮮繭烘烤處理設施，建設成本估計在30 萬～50 萬元，多以煤炭做燃料，都存在煤煙及粉塵排放對環(huán)境的污染，這部分還需要考慮環(huán)保投入，可按照20萬元折算，約共需投入合計60 萬元。而鮮繭繅絲由于需要冷凍存放，存放周期短，可以建設一個冷凍流轉(zhuǎn)庫，預計存放40 t，造價為60萬元。由此可見，干繭繅絲和鮮繭繅絲的建設成本（固定成本）基本一致。繅制1噸干繭絲約可盈利1.53萬元，而繅制1噸鮮繭絲約盈利3.57 萬元，因此鮮繭繅絲經(jīng)濟效益明顯［4］，為廣西鮮繭繅絲提供了較好的開始和示范點。

2.2 廣西鮮繭繅絲與配套技術的研究與建設

2.2.1廣西鮮繭繅絲與配套技術的研究 廣西科研院所、學校、質(zhì)量檢驗部門、加工企業(yè)在國家、省、市項目支持下對鮮繭繅絲與配套技術進行研究與應用。多家單位開展過相關工作。

廣西鮮繭繅絲還有許多相關技術研究。在鮮繭冷藏、鮮繭繅絲工藝改進以及生絲質(zhì)量鑒定上，盧受坤等［48］探討鮮繭冷藏工藝，發(fā)現(xiàn)冷藏工藝對好蛹率影響顯著，對繅折、解舒沒有影響。張國兵［49］研究鮮繭直接繅絲工藝，林水超［50］提出提高活蛹繅絲解舒的一種方法。黃繼偉等［51-52］提出提高鮮繭繅生絲抱合成績、繭絲強力序列與繭絲纖度序列。曾克良等［53］設計生絲纖度自動檢測新系統(tǒng)，以智能化自動化的手段代替人工，提高了生絲纖度檢測數(shù)據(jù)處理的速度和效能。郭蔚等［54］通過調(diào)查近年廣西桑蠶絲的檢驗需求情況，分析了廣西桑蠶絲檢驗與出口貿(mào)易現(xiàn)狀，認為清潔度是影響2015 年廣西生絲質(zhì)量的首要因素。龐家柳等［55］設計生絲抱合自動檢驗機，該機提高了測試工作的效率和準確性，為實現(xiàn)生絲檢驗客觀正確、標準化的評價和生絲電子檢測的自動化、智能化做了有益的嘗試。黃揚等［56］設計基于機器視覺的生絲抱合電子檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)生絲抱合性能的綜合分析及自動化品質(zhì)檢測。

在選繭研究方面，廣西在機械選繭、鮮繭絲與干繭絲的鑒別方法、質(zhì)量檢測等方面有很大進展，李冰等［57］鑒別鮮繭生絲的準確率達到100%，而鑒別干繭生絲的準確率接近80%。韋炳機等［58-59］基于小波分析的傳感器，研制ZHJ-20 智能型活蛹繅絲機，具有數(shù)據(jù)處理速度快，檢測結(jié)果準確的特點。杜昕等［60］研制基于機器視覺動態(tài)選繭系統(tǒng)利用照相機對蠶繭進行拍照，通過圖像處理、識別，選出不同的殘次繭。對殘次繭進行坐標標定，并將識別的定位保存，準確地傳到下位分揀機器人系統(tǒng)，完成分繭定位。王超等［61］研究并聯(lián)機器人在蠶繭分揀系統(tǒng)中的應用，研制出自動選繭系統(tǒng)，能準確地識別多種殘次繭，并實現(xiàn)動態(tài)抓取。趙樹強等［62］結(jié)合近年來智能選繭機的一些研制成果，分析不同智能選繭機對蠶繭的篩選效果，探討智能選繭機的發(fā)展趨勢。

在煮繭工藝上，廣西突破性較好的報道有岳新霞等［63］測試與分析真空滲透繭層，證明相對真空度是影響滲透效果的關鍵因素。劉文烽等［64］研究表明真空滲透是繅絲生產(chǎn)過程的重要關鍵。蔡翾等［65］設計開發(fā)及應用智能化煮繭工藝設計管理系統(tǒng)，提高了繅絲煮繭工藝方案設計的工效，減少人為誤差，使繅絲工藝設計更具科學性和準確性。陳興燦等［66］研究過程能力分析并將此應用在某企業(yè)繅絲生產(chǎn)管理中。

關于鮮繭繅絲的相關研究，廣西取得很多專利成果。其中，在機械選繭、鮮繭絲與干繭絲鑒別、繅絲廢水處理等方面較突出。現(xiàn)有效的相關實用新型專利34件（表1）。

表1 廣西獲得的鮮繭繅絲的部分實用新型專利

續(xù)表1

現(xiàn)有效的發(fā)明專利至少有25 件。其中，比較突出的在繭絲除糙器、鮮繭蛹打綿機、選繭機等方面（表2）。

表2 廣西獲得的鮮繭繅絲的部分發(fā)明專利

續(xù)表2

另外，有些專利已經(jīng)研制出來并應用，已獲得授權，因不交年費或放棄現(xiàn)已失效。除此之外還研制了很多配套設備。

以上表明，廣西關于鮮繭繅絲及相關技術的研究是前所未有的，有深度、有廣度的，廣西鮮繭繅絲及相關研究領先全國其他?。ㄊ小^(qū)）。

2.2.2配套建設 鮮繭繅絲需要冷藏蠶繭、蠶蛹，就需要建設冷庫設施［68-69］。在國家、自治區(qū)、市、縣項目支持下，廣西的繅絲廠配套建設了冷庫用于貯藏蠶繭、蠶蛹及配套設施［70-71］。按鮮繭出絲率13%、年產(chǎn)絲300～400 t、每天產(chǎn)量1 t 絲計算，每天要消耗7.7 t鮮繭，要配套建設能存貯20 d用繭150 t約650 m3（即約220 m2）的冷庫用于存貯蠶繭，還要配套建設能冷藏蠶蛹500 m3（即約170 m2）的冷庫，建設選蛹場所、漂洗蠶蛹水池、選蛹臺設施和鮮蛹襯打綿機等必需設備。廣西90%以上繅絲廠已有冷庫配套。桑枝食用菌廠，利用塑料大棚栽培和保鮮，利用移動制冷機對塑料大棚降溫，有的建筑采用鋁塑板結(jié)構(gòu)。這些措施大大降低了設施建設投入，值得繭絲綢行業(yè)借鑒。

2.3 廣西鮮繭繅絲與標準化制定與實施

由中國絲綢協(xié)會提出并組織，由廣西繭絲綢行業(yè)協(xié)會聯(lián)合廣西、四川、江蘇、浙江的繭絲加工企業(yè)、科研、教學、檢驗、海關等11 個單位起草的T/CSATC4-2020L 團體標準《鮮繭繅絲技術規(guī)程》已由中國絲綢協(xié)會于2020 年4 月29 日發(fā)布，本標準適用于以桑蠶鮮繭為原料的繅絲生產(chǎn)，規(guī)定了鮮繭繅絲的術語和定義、生產(chǎn)場地及環(huán)境要求、設施設備、生產(chǎn)規(guī)程和工藝要求［72］。此前，安徽省制定了DB34/T 2532-2015安徽地方標準《冷凍桑蠶鮮繭繅絲技術規(guī)程》［73］，廣西壯族自治區(qū)組織制定了廣西地方標準《鮮繭生絲生產(chǎn)技術規(guī)程》，規(guī)定了鮮繭繅絲生絲的術語和定義、生產(chǎn)場地及環(huán)境要求、設施設備、生產(chǎn)規(guī)程和工藝要求，適用于本自治區(qū)范圍內(nèi)以鮮繭為原料的生絲生產(chǎn)［74］。《鮮繭繅絲技術規(guī)程》指導和促使企業(yè)生產(chǎn)出來的生絲品質(zhì)符合高端市場要求，對產(chǎn)業(yè)擴大規(guī)模和可持續(xù)發(fā)展有重要意義。本標準實施多年，已得到驗證，技術十分成熟，節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟、社會效益顯著。

蠶蛹營養(yǎng)豐富，2004年衛(wèi)生部把蠶蛹列為食品，拓寬了蠶蛹開發(fā)應用范圍［75］。昆蟲食品的生產(chǎn)、銷售要符合相關標準［76］。有因食用蠶蛹食物而中毒的情況，故要重視，要防止蠶蛹食品不安全［77］。根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，廣西衛(wèi)生和計劃生育委員會制定《食用凍鮮桑蠶蛹》地方標準。規(guī)定了食用凍鮮桑蠶蛹的術語和定義、要求、食品添加劑、生產(chǎn)加工過程衛(wèi)生要求、檢驗方法、檢驗規(guī)則、標簽、標志、包裝、運輸、貯存和保質(zhì)期；適用于以繅絲后的鮮桑蠶蛹為原料，經(jīng)清洗、選蛹、于-18 ℃及以下溫度冷凍等工藝制成的非直接食用的冷凍鮮桑蠶蛹制品［78］?！妒秤脙鲺r桑蠶蛹》食品安全地方標準填補了我國食用凍鮮桑蠶蛹食品安全標準及相關技術指標之空白，有一定的先進性，已作為廣西企業(yè)生產(chǎn)食用凍鮮蠶蛹的技術依據(jù)，有效把控產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，在廣西實施取得顯著成效，也可供全國食用凍鮮蠶蛹生產(chǎn)企業(yè)參考。

3 展望和建議

3.1 鮮繭繅絲前景廣闊

蠶蛹為食品，是繅絲加工的副產(chǎn)品，也適合大規(guī)模生產(chǎn)。節(jié)本增效是企業(yè)的生命線。生絲產(chǎn)品并不是加工企業(yè)的終端產(chǎn)品，產(chǎn)品的高值化才是加工企業(yè)追求的目標?？壗z加工生產(chǎn)副產(chǎn)品蠶蛹達到天然食品級，是食品生產(chǎn)和高值化的基礎。鮮繭繅絲創(chuàng)造了條件?？梢哉f鮮繭繅絲是大規(guī)模生產(chǎn)食品級蠶蛹的必經(jīng)之路。

隨著冷庫設施配套建設和冷鏈運輸、倉貯技術的發(fā)展，收購、貯藏蠶繭達到現(xiàn)代應有水平。以前因為繅絲工藝研究專注于干繭原料，鮮繭繅絲工藝研究甚少，而直接采用干繭繅絲設備和工藝，導致鮮繭絲出現(xiàn)的抱合力降低、絲糙點增加等問題。隨著這些問題在繅絲階段、或在織綢、染整階段得到解決和改善，鮮繭繅絲應用將更廣泛、前景將更廣闊。

3.2 廣西未來的發(fā)展前瞻

廣西已經(jīng)是國內(nèi)蠶繭產(chǎn)量和生絲產(chǎn)量排名第一的大省，研究和利用好鮮繭繅絲技術具有重要的意義。針對廣西鮮繭繅絲的實際，鑒于鮮繭繅絲生產(chǎn)生絲過程能耗低，生態(tài)環(huán)保，有利于生產(chǎn)、利用食品級蠶蛹，有利于自然資源高值化生產(chǎn)，建議大力推廣。研究能提高好蛹率、保持蠶蛹新鮮度的鮮繭繅絲的蠶繭收購、運輸政策和貯藏技術、繅絲技術；研究和實施能提高生絲抱合力、有效減少絲糙點提高光潔度的繅絲工藝。針對鮮繭絲原料研究改良適合的織綢工藝、染色工藝，擴大使用范圍。根據(jù)生產(chǎn)實際，制訂和全面實施蠶蛹食品生產(chǎn)、貯藏、運輸、銷售的食品安全技術標準，確保蠶蛹食品安全；制訂和全面實施鮮繭繅絲技術標準、鮮繭絲織綢、染色的技術標準，確保絲產(chǎn)品、綢成品質(zhì)量。