郭 敏(長江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州434025）

邱祖明(湖北省荊州市文物保護(hù)中心，湖北 荊州434020）

熊 濤(長江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州434025）

吳順清(湖北省荊州市文物保護(hù)中心，湖北 荊州434020）

田志宏(長江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州434025）

蠶絲主要含有絲素(約占72%～81%）、絲膠(約占19%～28%）及少量其他物質(zhì)(蠟類物質(zhì)、糖類物質(zhì)、色素及無機(jī)物等，約占3%）。絲素、絲膠蛋白質(zhì)中的主要氨基酸為甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸和酪氨酸等。絲織品本身的材料屬性決定了它的 “弱質(zhì)”、易損以及極易在氧氣和水解作用下發(fā)生變質(zhì)，嚴(yán)重影響其保藏的時間限度和質(zhì)量[1-2]。

絲織品材料中蛋白質(zhì)肽鏈的氨基酸殘基有適度的抗菌性，也是一種衛(wèi)生性紡織面料。不過，由于絲織品本身是蛋白質(zhì)纖維，是霉菌和細(xì)菌的良好食料。當(dāng)相對濕度85%以上，溫度5～50℃，pH5．0以下時，霉菌在絲纖維上極易繁殖，而pH6．0以上細(xì)菌最易生長。絲織品含水多，或精練后殘留絲膠、肥皂、油或印花綢殘留淀粉漿較多時，在濕熱條件下都易滋生霉菌和細(xì)菌，導(dǎo)致蛋白質(zhì)纖維降解斷鏈，強(qiáng)力受損。會使絲織物發(fā)霉的霉菌有很多種，例如黑曲霉、桔青霉、灰綠青霉、分支孢子菌屬、曲霉屬、新月菌屬、膠霉屬、鏈孢霉屬、木霉屬等數(shù)十種[3]。霉菌能利用雙糖、單糖中碳素以外，還能夠利用淀粉、木質(zhì)素等多糖類物質(zhì)中的碳素，脂肪也可被霉菌作為碳源而利用，但霉菌對有機(jī)酸的利用卻比較差[4]。模擬霉菌在絲織品上的生長來制作污布，利用顯微鏡進(jìn)行觀察，了解污布上霉菌的生長狀況、附著情況和纏繞方式，可為后續(xù)的目標(biāo)清洗提供參考[5-6]。

1 材料與方法

1．1 材料

試驗所用新鮮仿古絲織品由湖北工學(xué)院提供。制作污布所用霉菌菌株X1（Aspergillussp．）為從2008年荊州博物館出土的戰(zhàn)國時期絲織品上的霉菌斑點(diǎn)處采集后分離純化而得。通過數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)可以清晰地觀察到該菌株具透明孢子梗及呈黃褐色的分生孢子囊，簇狀串生的分生孢子分布于孢子囊中，有典型的曲霉特征。

1．2 方法

（1）光照老化試驗 采用氙燈老化試驗箱對新鮮仿古絲織品進(jìn)行光照老化，條件為：溫度25℃、濕度70%R．H、輻照強(qiáng)度250W／m2。在光照老化絲織品0、48、60、72、120h后分別采用KBr壓片法測定其紅外光譜進(jìn)行分析；在光照老化絲織品20d和40d后觀察比較其老化效果，并在100×和2000×掃描電鏡下對光照老化40d后的絲織品(高仿古絲織品）進(jìn)行觀察；采用HPLC法對仿古絲織品老化前和老化40d后的氨基酸含量進(jìn)行測定。

（2）污布制作觀察 將高仿古絲織品切取大小為1cm×1cm的小片后置于PSA培養(yǎng)基中，在其上接種菌株X1（Aspergillussp．），30℃靜置培養(yǎng)4～5d制得污布，再在數(shù)碼顯微互動拍照系統(tǒng)下對污布上霉菌的生長狀況、附著情況和纏繞方式進(jìn)行觀察。

2 結(jié)果與分析

2．1 氙燈光老化效果

絲織品的老化實(shí)質(zhì)是蛋白質(zhì)的降解過程。在光老化過程中，由于光氧化作用及光解作用，造成主鏈肽鍵斷裂，會生成一定量的游離氨基酸及其他可溶性物質(zhì)，出現(xiàn)失重和黃變現(xiàn)象。由圖1可以很明顯地觀察到光照老化40d后的絲織品平整度和質(zhì)感比光老化20d后的要差很多，而且由于絲蛋白的降解比較嚴(yán)重，顏色變得更加深暗。光照老化40d后，在100×和2000×掃描電鏡下可以很明顯地觀察到高仿古絲織品結(jié)構(gòu)變得松散，絲織品的強(qiáng)度下降變得柔軟易斷，絲織品表面的光滑度有所下降，表面降解度增加，絮狀、團(tuán)狀降解物清晰可見(圖2）。

圖1 光老化20d和40d后的絲織品比較

圖2 光老化40d后的絲織品電鏡觀察圖

2．2 絲織品不同老化時間的紅外光譜

由圖3可知，波長3296cm-1處有—NH吸收峰隨老化程度增加變尖銳的現(xiàn)象，代表了自由氫建的增加，故在檢測樣品中存在氫建的破壞，酰胺帶的分布如圖3所示。將其與表1對照可知，樣品中絲素蛋白構(gòu)型應(yīng)主要為α-螺旋／無規(guī)線團(tuán)構(gòu)型，同時，942、1105cm-1處的峰對α-螺旋／無規(guī)線團(tuán)結(jié)構(gòu)比較敏感，這2個峰的存在，也證明樣品主要以α-螺旋／無規(guī)線團(tuán)構(gòu)型存在。

圖3 不同老化時間絲織品樣品的KBr壓片紅外光譜圖

表1 不同老化時間絲織品酰胺帶的紅外光譜波長變化 cm-1

2．3 老化前后氨基酸含量的變化

由表2可知，新鮮絲織品及人工老化樣品的氨基酸總含量基本上保持不變，而實(shí)際中文物樣品普遍存在失重現(xiàn)象，說明在文物樣品中含有已經(jīng)變性的蛋白質(zhì)，這些變性蛋白質(zhì)不能水解從而造成氨基酸總含量的降低，表2結(jié)果同時也表明人工老化的樣品中不存在此種變性蛋白。

表2 絲織品老化前后的氨基酸含量 %

2．4 污布上霉菌的生長狀況

由圖4可見，污布上面菌絲是以纏繞方式生長。一方面，絲織品被菌絲重重纏繞；絲織品的結(jié)構(gòu)由于霉菌的纏繞附著生長而產(chǎn)生物理的拉扯作用，物理的拉扯作用會隨著時間的推移變得會更加明顯。另外，老化絲織品的蛋白成分由于被霉菌利用，結(jié)構(gòu)變得松散、易脆。

圖4 污布上霉菌生長狀況的顯微觀察圖

3 討論

博物館內(nèi)文物的保存環(huán)境總的要求是最大限度地降低環(huán)境因素對文物造成的損害[7]。據(jù)報道，博物館內(nèi)文物的保存以溫度15～25℃、濕度45%～65%為最佳[8]，否則將會導(dǎo)致霉變，而霉變正是脆弱生絲的氨基酸成分變化的原因[9]。另外，了解絲織品上菌斑的形成時期對清洗也十分重要。如清代出土的絲織品上形成的菌斑相對戰(zhàn)國或漢代出土的絲織品上形成的菌斑相對來說比較新。顯然，菌斑的形成時期不同，菌斑與絲織品的結(jié)合程度、絲織品的降解等級、絲織品的特性變化程度以及菌斑的組成等也會不同，它們對清洗的要求也會有所不同。為此，在對污布進(jìn)行清洗前，可以利用光照或者紫外線對絲織品進(jìn)行不同程度的老化，模擬不同時期的菌斑污染絲織品來進(jìn)行清洗試驗。

博物館的霉菌污染樣品不是很多，霉斑與否的迷惑性較大，如有些斑點(diǎn)最后鑒定為有機(jī)物鹽結(jié)晶，而且往往又沒有現(xiàn)成的、很好的霉斑樣品可用，但這些問題卻是實(shí)驗的關(guān)鍵性問題。另外，由于古絲織品霉菌的研究在國內(nèi)外尚屬起步階段，相關(guān)研究不多，供參考的文獻(xiàn)尚少。鑒于文物的寶貴性，故研究中只能用人工模擬的高仿古絲織品進(jìn)行試驗。

本研究中，污布的制作和顯微觀察是一項重要的工作，與其他任務(wù)之間有著密切的聯(lián)系。通過觀察霉菌在絲織品表面的附著情況可以為文物修復(fù)提供參考，并可為隨后的絲織品文物清洗技術(shù)的研究鋪平道路。同時污布的制作也為模擬清洗提供必不可少的物質(zhì)材料。通過對古代生霉絲織品的研究，了解其本身質(zhì)地和霉斑形成的環(huán)境狀況，可為古代絲織品文物館藏保護(hù)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

[1]楊建洲，孫麗娟 ．影響出土絲織文物老化因素的研究進(jìn)展 [J]．考古與文物，2003，（5）：91-93．

[2]周靜潔，林 紅，陳宇岳 ．古代絲織品老化機(jī)理及其保護(hù)研究 [J]．蘇州大學(xué)學(xué)報(工科版），2007，（01）：56-62．

[3]周建華，張小鐳 ．真絲紡織品防霉抗菌技術(shù) [J]．陜西科技大學(xué)學(xué)報，2004，10（1）：122-125．

[4]路 琳，胡小立，王 麗，等 ．霉菌的危害和控制 [J]．肉類工業(yè)，2005，（5）：41-42．

[5]孔 旭，屠恒賢 ．元代絲織品清洗的研究 [J]．東華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版），2004，30（6）：35-39．

[6]李晶晶 ．霉菌培養(yǎng)基混濁現(xiàn)象探討 [J]．華西藥學(xué)雜志，1998，13（4）：274-275．

[7]陳元生，解玉林 ．博物館文物保存環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究 [J]．文物保護(hù)與考古科學(xué)，2002，14（增刊）：152-191．

[8]王 萍 ．西夏絲織品文物的保護(hù)與科學(xué)管理 [J]．寧夏大學(xué)學(xué)報，1999，21（3）：48-50．

[9]李茂松，周 華，周文龍，等 ．霉菌對脆弱生絲形成的影響 [J]．紡織學(xué)報，2002，23（2）：117-118．