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棉糖能夠引起棉花黏性增加，一是在棉花公檢中容易造成HVI測(cè)試儀黏結(jié)受損，二是會(huì)直接影響皮輥或鋸齒軋花的質(zhì)量和效率，三是會(huì)因產(chǎn)生繞膠輥、繞羅拉、繞膠圈等“三繞”現(xiàn)象而影響成紗質(zhì)量，四是會(huì)影響上漿、退漿、染色、后整理、儲(chǔ)藏和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)。至今，國(guó)內(nèi)外已有多套有關(guān)棉糖的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，但更多的是作為附帶性的測(cè)試項(xiàng)目，對(duì)紡織加工以及質(zhì)量控制指導(dǎo)性有限，特別是對(duì)棉糖研究的關(guān)注程度，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建立與應(yīng)用，以及快速準(zhǔn)確的定性定量檢驗(yàn)方法等均很匱乏，這種狀況在國(guó)內(nèi)更為突出。本文在綜合分析國(guó)內(nèi)外棉糖測(cè)定方法進(jìn)展的基礎(chǔ)上，從新疆紡織產(chǎn)業(yè)鏈的實(shí)際需求出發(fā)，介紹有關(guān)棉糖項(xiàng)目的研究思路。 

典型的是貝內(nèi)迪克特本尼迪特試劑（以下簡(jiǎn)稱貝氏試劑），為斐林試劑的改良試劑，它是由硫酸銅、檸檬酸鈉和無水碳酸鈉配置成的藍(lán)色溶液，它可以分甲乙溶液存放備用，避免了斐林溶液必須現(xiàn)配現(xiàn)用的缺點(diǎn)。貝氏試劑可與醛或醛（酮）糖反應(yīng)生成Cu2O沉淀及相關(guān)絡(luò)合物，根據(jù)還原糖含量的不同，可顯現(xiàn)天藍(lán)色、綠色、草綠、土黃、橙紅等顏色。已經(jīng)廢除的GB/T 13785—1992《棉纖維含糖程度試驗(yàn)方法 比色法》以及SN/T 0311.1—1994《進(jìn)出口棉纖維含糖檢驗(yàn)方法 定量法》就是采用此原理，即可通過對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)色卡目視比色，確定含糖等級(jí)，但此方法不能反映海藻糖、松三糖、蔗糖等非還原糖的含量。 

此外還有其他幾種定性比色法：蒽酮定性比色法是以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)液，使糖在硫酸作用下生成糖醛，再與蒽酮作用形成綠色絡(luò)合物，由于顯色強(qiáng)度隨時(shí)間變化，故必須在反應(yīng)后立即比色，此方法缺少穩(wěn)定性；類似的還有間二苯酚法與苯酚-硫酸法，間二苯酚法是利用六碳糖與濃鹽酸作用產(chǎn)生糖醛衍生物，并在一定條件下與間苯二酚形成鮮紅色，特別可作為酮糖或是可水解為酮糖的糖類測(cè)定依據(jù)；而苯酚-硫酸也可與單糖、寡糖或多糖中的己糖或糖醛酸起顯色反應(yīng)?？梢娺@類方法能夠使含糖量包含水解后的海藻糖、松三糖、蔗糖等非還原糖。 

現(xiàn)行的SN/T 0311.2—2010《進(jìn)出口棉纖維含糖量檢驗(yàn)方法 第2部分：色卡比色法》在含糖量測(cè)試上雖然更快速、更直觀，但它仍是使用色卡比色法測(cè)定棉纖維含糖量，因此受主觀或客觀因素影響較大。一是檢驗(yàn)結(jié)果對(duì)照色卡只能做出定性的描述，如：無、微、輕、較多和多，而無量化指標(biāo)；二是色卡分級(jí)只有5級(jí)，級(jí)差較大，實(shí)際評(píng)級(jí)時(shí)不好掌握，易引起爭(zhēng)議；三是色卡為紙質(zhì)卡片，即便采用了過塑或保護(hù)處理，長(zhǎng)期使用也難免發(fā)生褪色、變色，從而影響比色結(jié)果；四是含糖液呈色只能用文字表述，無法進(jìn)行有效的傳輸、效果重現(xiàn)和比對(duì)。 

鐵氰化鉀定量滴定(Perkins法)可測(cè)試葡萄糖與果糖等還原性糖，對(duì)蔗糖、松三糖等非還原性糖無法測(cè)量。而改進(jìn)的鐵氰化鉀測(cè)試法是用硫酸水解萃取液中的蔗糖、松三糖等特定的非還原性糖，這樣的測(cè)定結(jié)果就包括轉(zhuǎn)化過的蔗糖和松三糖。另外斐林-馬薩特定量滴定法是用羅氏鹽(C4O6H4KNa)與Cu2 +形成絡(luò)合物。試劑由溶液A(硫酸銅+次甲基藍(lán))、溶液B(氫氧化鈉+羅氏鹽+亞鐵氰化鉀)兩種溶液組成, 可對(duì)棉纖維的還原糖溶液進(jìn)行熱滴定。這類定量滴定法的試驗(yàn)結(jié)果受溫度、時(shí)間、溶液滴定速度等因素影響較大，對(duì)操作要求更嚴(yán)格。因此有人采用鐵氰化鉀反滴定，旨在使滴定結(jié)果準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)便，容易掌握。 

分光光度法依據(jù)于糖醛含量與棉糖濃度存在的線性關(guān)系，可操作性強(qiáng)，是目前國(guó)內(nèi)外測(cè)試棉糖量的主流方法。ISO/DIS 18068—2014《棉纖維 糖含量的測(cè)試方法 分光光度法》是由ISO/TC38/SC23正式確認(rèn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16258—2008《棉纖維 含糖試驗(yàn)方法 定量法》，以及已經(jīng)廢除的GB/T 16258—1996《棉纖維含糖試驗(yàn)方法 定量法》均是利用3,5-二羥基甲苯-硫酸法將棉纖維中單糖和多糖分解成為糖醛衍生物，形成明顯的橙色絡(luò)合物，差別在于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的樣品準(zhǔn)備增加了真空抽濾設(shè)備，按公定回潮率折算含糖率，并刪除了回收率等。 

德國(guó)的不萊梅苔黑素法采用的原理與3,5-二羥基甲苯-硫酸法類同。這一方法還可通過松三糖、果糖、葡萄糖和蔗糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線，分別評(píng)價(jià)相關(guān)糖分含量，特別是可通過吸光度估算出棉纖維中蜜露的含量，以及可根據(jù)蜜露值定性判斷棉纖維是否有黏性。雖然不萊梅苔黑素測(cè)定法可測(cè)定多組分的糖，但由于要求的試驗(yàn)條件比較苛刻，因而普及性受影響。 

另外葡萄糖氧化酶法是利用生物酶的氧化和脫氫特性，使葡萄糖氧化酶與棉纖維萃取出來的葡萄糖進(jìn)行反應(yīng)，所產(chǎn)生的過氧化氫可將一種無色染料氧化成綠色，再通過分光光度法確定含糖量。但這種方法只對(duì)葡萄糖敏感，而對(duì)其他糖分無反應(yīng)。隨著分光光度法的廣泛應(yīng)用，DNS、蒽酮、間二苯酚與苯酚-硫酸等，即可采用定性比色，也可采用分光光度定量測(cè)定，但都必須繪制參比糖樣的標(biāo)準(zhǔn)曲線，仍然存在操作復(fù)雜、用時(shí)較長(zhǎng)、快捷便利性不夠、對(duì)于企業(yè)試驗(yàn)人員要求較高等問題。 

受棉花品種屬性、地理氣候、栽培管理、病蟲害程度等因素影響，棉糖成分復(fù)雜、含量微少、容易轉(zhuǎn)化，因此建立系統(tǒng)的棉糖定性定量檢測(cè)方法困難很大。有研究表明，棉內(nèi)糖組分相對(duì)簡(jiǎn)單，主要有葡萄糖、果糖、蔗糖、纖維二糖等，但其組分與含量存在一定差異。在棉鈴?fù)滦鹾?，蚜蟲或白粉虱等害蟲能夠消化產(chǎn)生20多種外糖，其組分及含量差異很大，但主要包括海藻糖、蜜二糖、松三糖、果糖、蔗糖和葡萄糖等。 

例如，龍德樹等人曾從新疆南北疆棉花中分析鑒定出15種化學(xué)成分，其中單糖和低聚糖組分多達(dá)13種，并認(rèn)為無論產(chǎn)地或品種 ( 包括細(xì)絨棉與長(zhǎng)絨棉 ) ，其單糖成分基本相同，低聚糖中乳糖和蔗糖為各品種所共有，但其他成分差異較大；同品種不同產(chǎn)地棉樣含有數(shù)量不等的松三糖和蜜二糖，認(rèn)為昆蟲所分泌糖分的污染是導(dǎo)致新疆棉含糖偏高的直接原因之一。另有多篇文獻(xiàn)證實(shí)，新疆各產(chǎn)地各品種棉花含糖組分與總量相對(duì)差異大，與遺傳因素、種植環(huán)境、纖維品級(jí)或成熟度密切相關(guān)。南疆棉含糖普遍高于北疆棉，長(zhǎng)絨棉的含糖量大大低于細(xì)絨棉。 

新疆棉及一些進(jìn)口棉含糖現(xiàn)象比較嚴(yán)重，其并不完全是病蟲害所致，主要是受棉花在棉鈴期晝夜溫差以及氣溫波動(dòng)的影響。棉花作為紡織工業(yè)的主要原料，其含糖問題會(huì)在紡紗過程中嚴(yán)重影響其可紡性和成紗質(zhì)量，測(cè)定棉糖組分含量對(duì)于棉纖維綜合利用具有重要意義。有研究表明，非還原糖在蚜蟲污染的棉花中含量高達(dá)含糖總量的35%～40％，而在粉虱污染和未污染的棉花中含量低于20％，因此用上述四類測(cè)定方法評(píng)價(jià)未污染、粉虱污染、蚜蟲污染棉花糖的準(zhǔn)確性存在差異。 

國(guó)際紡織品制造商聯(lián)合會(huì)（ITMF）認(rèn)為，原棉的黏性是一個(gè)世界性問題。有研究表明，原棉的黏性和含糖濃度無顯著相關(guān)性，而一般與蜜露的存在顯著相關(guān)。原棉的可紡性與含糖量無線性關(guān)系，而與棉花是否受蚜蟲蜜露污染關(guān)系密切。因此，紡織企業(yè)在評(píng)價(jià)原棉含糖與可紡性時(shí)，需綜合考察原棉總含糖量和糖分組成。如果總含糖量偏高，但不含有昆蟲糖，就沒有必要采取糖化酶或防黏劑等降糖措施。 

判斷原棉是否含昆蟲糖，關(guān)鍵是要測(cè)知其中的特征成分松三糖或蜜二糖。針對(duì)普遍采用的比色法和定量法，鑒于昆蟲蜜露分布極不均勻性，即便是按標(biāo)準(zhǔn)取樣、制樣，所得檢測(cè)結(jié)果也難免會(huì)有較大的差異。有報(bào)道指出，將各種化學(xué)方法與試紡方法測(cè)定的結(jié)果進(jìn)行比較和統(tǒng)計(jì)分析后，認(rèn)為任何一種孤立的化學(xué)測(cè)定方法都不能真實(shí)地反映棉的黏著性。因此，如何方便、快速地測(cè)定昆蟲糖特征成分的存在和昆蟲糖含量水平對(duì)紡紗黏纏程度的影響等，仍是近期研究者的主攻方向，其中主要為各類儀器檢測(cè)定性定量方法的應(yīng)用。 

例如，離子色譜法、氣相色譜法等已用于各類生物質(zhì)中含糖組分的檢測(cè)，但離子色譜法配合電化學(xué)檢測(cè)器可以分析糖類物質(zhì)，存在色譜峰寬、分離度差、容易產(chǎn)生嚴(yán)重干擾等問題。氣相色譜法需要將糖類物質(zhì)進(jìn)行衍生，以提高目標(biāo)化合物的揮發(fā)性，操作步驟多，過程比較繁瑣。有人嘗試采用近紅外法，即通過測(cè)試試樣對(duì)一定波長(zhǎng)近紅外線的吸收率來表征原棉的含糖量，但尚待深入研究。 

目前，高效液相色譜法已經(jīng)成為棉糖組分定性定量檢測(cè)的通用檢測(cè)方法。SN/T 2331—2009《紡織原料 棉花含糖量檢測(cè)方法 高效液相色譜（HPLC）法》已經(jīng)頒布實(shí)施，此標(biāo)準(zhǔn)通過棉纖維的二次水提取液（需要濃縮和定容）檢測(cè)葡萄糖、乳糖、麥芽糖、蜜二糖、松三糖等5類含糖化合物，但沒有定義檢測(cè)蔗糖或海藻糖等的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。另外需要配置5類含糖化合物的標(biāo)準(zhǔn)溶液，檢測(cè)程序較繁瑣。由于糖類物質(zhì)無紫外吸收，液相方法常采用蒸發(fā)光散射檢測(cè)器或示差檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，仍然存在方法檢出限低、排除干擾能力差等缺點(diǎn)。 

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法具有操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、選擇性好、測(cè)定周期短等優(yōu)點(diǎn)，既使設(shè)備價(jià)格昂貴，采用水提取樣品，但仍是今后棉糖定性定量檢測(cè)的重要發(fā)展方向。王川丕等人提供了一種利用超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測(cè)定茶葉中葡萄糖、甘露糖、果糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖、蔗糖和棉子糖的定性定量檢測(cè)方法。趙海浪等人提供了高效液相色譜-質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定棉纖維中果糖、葡萄糖、麥芽糖、蜜二糖、松三糖、棉籽糖的方法。在測(cè)定的范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系( R> 0.992)，平均加標(biāo)回收率85.6％～96.7％，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于9.4％。該方法簡(jiǎn)便，選擇特異性高。  

毫無疑問，快速準(zhǔn)確的檢測(cè)方法將成為今后棉糖檢測(cè)的總體發(fā)展趨勢(shì)。鑒于儀器檢測(cè)設(shè)備價(jià)格昂貴以及檢測(cè)技術(shù)還尚待完善等原因，目前還不可能完全取代現(xiàn)有檢測(cè)方法。同時(shí)，要重點(diǎn)研究棉糖組分與含量對(duì)紡織各產(chǎn)業(yè)鏈的影響規(guī)律，增強(qiáng)對(duì)新疆紡織業(yè)的規(guī)范和指導(dǎo)作用。其中，將計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)以及數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于棉糖檢測(cè)，不失為一種新的思路和途徑。 

在計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)應(yīng)用方面，有人認(rèn)為棉纖維表面不光滑、不規(guī)則的分形結(jié)構(gòu)特征與其黏著性所造成的紡紗生產(chǎn)中的“三繞”現(xiàn)象有關(guān)，同時(shí)其所具有的黏著性與棉纖維含糖量有關(guān)。結(jié)論是棉纖維表面分維值大，含糖量百分率則高。因此擬通過棉纖維表面結(jié)構(gòu)的分析揭示出其與含糖量之間的關(guān)系。即利用該數(shù)學(xué)模型計(jì)算各品種棉樣的表面分維數(shù)及其所對(duì)應(yīng)的含糖量和黏性，制成樣本。再計(jì)算生產(chǎn)中原棉的表面分維，與樣本比較，從而獲取其含糖量和黏性信息，進(jìn)行相應(yīng)預(yù)處理。這樣可免去通過試驗(yàn)測(cè)定含糖量和黏性的過程，因此更省時(shí)省力，目前這一方法未見相關(guān)的深入研究報(bào)道。 

為適應(yīng)棉糖的快速測(cè)量，減少色卡比色法的主觀性，或是減輕分光光度法配置標(biāo)準(zhǔn)液的程序繁瑣程度，我們正在利用印染與服裝企業(yè)常用的色度儀進(jìn)行數(shù)字化比色的研究。首先，擬通過色度儀將“比色法”標(biāo)準(zhǔn)溶液的顏色（含糖等級(jí)）的藍(lán)色（1級(jí)）、綠色（2級(jí)）、草綠（3級(jí)）、土黃（4級(jí)）、橙紅（5級(jí)）轉(zhuǎn)換為色度參數(shù)（ a  *、 b  *、 C *、h、L ）數(shù)值范圍與含糖等級(jí)1級(jí)～5級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)，或是將“定量法”中的橙色標(biāo)準(zhǔn)溶液以及常見棉糖標(biāo)準(zhǔn)溶液轉(zhuǎn)換為色度參數(shù)（ a  *、 b  *、 C  *、 h、L ）數(shù)值。其次，通過測(cè)定待測(cè)棉的色度參數(shù)，可直接確定“比色法”中的含糖等級(jí)，或是“定量法”中的含糖總量插值，或是通過工程軟件擬合推測(cè)含糖組分與含量，擬實(shí)現(xiàn)人工向數(shù)字比色轉(zhuǎn)變、定性與定量檢驗(yàn)結(jié)合以及測(cè)試結(jié)果記錄、保存、比對(duì)和傳輸?shù)取?nbsp;

棉花的含糖量直接影響棉花的質(zhì)量和紡紗工藝。目前，國(guó)內(nèi)外具有代表性的含量檢驗(yàn)方法有4大類至少15種方法，每種測(cè)定方法都有它的優(yōu)點(diǎn)和局限性。研究更快速、更準(zhǔn)確的檢測(cè)方法將成為今后棉糖檢測(cè)的總體發(fā)展趨勢(shì)，而將計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)以及數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于棉糖檢測(cè)，不失為一種新的思路。建立新的便捷、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)的棉糖組分定性、定量檢驗(yàn)方法，不僅能夠適應(yīng)棉纖維品質(zhì)評(píng)價(jià)與質(zhì)量監(jiān)測(cè)，而且能通過正確掌握原棉含糖對(duì)可紡性的影響，為企業(yè)合理選擇紡紗工藝、保障紡紗質(zhì)量提供一定的技術(shù)支撐。（劉 瑞 葉生文 陳 契 賈 冬）