王靜，張玲丹，楊秀芳，梁慧玲*

（1.中華全國(guó)供銷合作總社杭州茶葉研究院，浙江省茶資源跨界應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州 310016；2.浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江杭州 310018）

茶多酚用于羊毛染色工藝研究

王靜1，張玲丹2，楊秀芳1，梁慧玲1*

（1.中華全國(guó)供銷合作總社杭州茶葉研究院，浙江省茶資源跨界應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州 310016；2.浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江杭州 310018）

采用后媒染法，設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，考察溫度（30℃、50℃、80℃）、茶多酚含量（1%、5%、10%）、pH值（4、7、9）、媒染劑/茶多酚比值（1∶1、1∶2、1∶4）等四個(gè)因素對(duì)染色效果的影響。結(jié)果表明，影響染色效果的順序?yàn)椋簻囟龋緋H值＞茶多酚濃度＞媒染劑和茶多酚的比例。在本實(shí)驗(yàn)中，A3、B1、C2和D1的條件可以使得羊毛顏色的R、G、B值最?。ㄗ詈冢丛跍囟?0℃、茶多酚濃度1%、pH中性和媒染劑用量1∶1時(shí)，羊毛易染成黑色。由此得出茶多酚對(duì)羊毛染色具有可行性，也為茶多酚染發(fā)劑的研究提供了依據(jù)。

茶多酚，羊毛，染色，媒染劑

化學(xué)染發(fā)劑中一般含有Pb、Ni、Co等元素，在生產(chǎn)加工及使用過(guò)程中會(huì)對(duì)人體造成一定的危害，同時(shí)也會(huì)造成一定的環(huán)境污染。因此，近年來(lái)對(duì)于天然染發(fā)劑的開(kāi)發(fā)逐漸成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。作為天然色素之一，茶多酚在天然蛋白質(zhì)纖維染色方面的應(yīng)用受到了一定的關(guān)注。茶多酚（Tea Polyphenols，TP），又稱茶單寧、茶鞣質(zhì)等，是存在于茶葉水浸出物中能與亞鐵離子產(chǎn)生綜合反應(yīng)的多酚類化合物的總稱。

目前，已有研究將茶多酚應(yīng)用于絲綢的染色中，且發(fā)現(xiàn)其單獨(dú)染色能力較弱，但與媒染劑共同使用時(shí)，上色效果較佳，且水洗牢度和干摩擦色牢度均能達(dá)到4級(jí)及以上[1]。汪茹等[2-3]對(duì)天然兒茶素在染發(fā)劑中的應(yīng)用進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)直接使用兒茶素進(jìn)行染色，可以將牦牛毛染成棕色，使用亞鐵離子作為媒染劑可使牦牛毛顏色偏向黑色。

考慮到羊毛纖維與人的頭發(fā)材料極其相似，為此，本文主要通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，探討了溫度、pH值、茶多酚含量及茶多酚與媒染劑的比例等四因素對(duì)茶多酚在羊毛染色上的影響，為茶多酚染發(fā)劑的研究與開(kāi)發(fā)提供了有力的數(shù)據(jù)支持和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及試劑

羊毛及98%茶多酚：市售；硫酸亞鐵，乙酸和氫氧化鈉：均為分析純。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

AL204型電子天平；DK-S24型電熱恒溫水浴鍋；DHG-9070A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱。

1.3 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

經(jīng)前期研究發(fā)現(xiàn)，在先媒后染、先染后媒和共浴染色三種方法中，先染后媒所獲得的羊毛顏色較為均一，且經(jīng)洗滌劑洗滌后不易褪色，因此，本實(shí)驗(yàn)采用先染后媒的方法進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。之后，分別使用Al3+、Zn2+和Fe2+作為媒染劑進(jìn)行染色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Fe2+作為媒染劑時(shí)羊毛染色后顏色最深，因此后續(xù)的實(shí)驗(yàn)使用FeSO4作為媒染劑。

設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，探討天然染料茶多酚對(duì)羊毛的染色效果。溫度及pH值參考汪茹[3]之前對(duì)兒茶素的研究設(shè)計(jì)，茶多酚含量及媒染劑用量根據(jù)之前預(yù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。因素水平見(jiàn)表1，表2是根據(jù)因素水平表1設(shè)計(jì)的正交實(shí)驗(yàn)方案表。其中，茶多酚溶液的用量為20mL，媒染劑FeSO4為飽和溶液，羊毛質(zhì)量為0.5g。具體實(shí)驗(yàn)方法如下。

取一定濃度的20mL茶多酚溶液，加熱至目標(biāo)溫度，隨后將0.5g羊毛浸沒(méi)在茶多酚溶液中，加熱10min后，加入相應(yīng)比例的媒染劑溶液（飽和FeSO4），并調(diào)節(jié)至相應(yīng)條件的pH值（分別用乙酸和NaOH溶液調(diào)節(jié)），期間攪動(dòng)溶液并保持pH值恒定，加熱30min后取出羊毛，在60℃下烘干。再將羊毛用洗潔精進(jìn)行洗滌，烘干后進(jìn)行掃描，使用軟件對(duì)羊毛顏色進(jìn)行分析。每個(gè)樣品重復(fù)2次。

1.4 圖像處理[4]

掃描后采集的圖像以JPG格式導(dǎo)入電腦，采用Photoshop CS2.0軟件中濾鏡-模糊-平均命令進(jìn)行處理，在信息欄中讀取RGB顏色模式的色澤參數(shù)值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel 2007軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析。

表1 正交設(shè)計(jì)Table 1 Orthogonal design

表2 正交實(shí)驗(yàn)表Table 2 Orthogonal experiments

2 結(jié)果與分析

2.1 羊毛染色結(jié)果

不同試驗(yàn)條件對(duì)羊毛的染色結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同實(shí)驗(yàn)條件羊毛染色結(jié)果Fig.1 Results of Wool Dyeing in Different Experimental Conditions

從圖2可以看出，大部分羊毛均為灰色或棕色，表明采用FeSO4作為媒染劑，茶多酚易將羊毛染成深色。且染色均勻，對(duì)羊毛無(wú)明顯損傷作用。

2.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)所得到不同處理方式羊毛顏色的RGB值及正交分析結(jié)果如表3和表4所示。四個(gè)因素對(duì)R、G、B三個(gè)值的影響大小排序均為：A（溫度）＞C（pH值）＞B（茶多酚含量）＞D（媒染劑和茶多酚的比例）。

表3 正交實(shí)驗(yàn)染色結(jié)果Table 3 The dyeing result of orthogonal experiments

表4 正交結(jié)果分析Table 4 Results analysis of orthogonal experiments

本研究希望能將茶多酚應(yīng)用于染發(fā)劑，因此希望在較溫和的條件下獲得的顏色盡量接近黑色。黑色的R、G、B值均為0。由此得出，在正交實(shí)驗(yàn)中，A3、B1、C2和D1的條件可以使得羊毛顏色的R、G、B值最小，即在溫度較高、茶多酚濃度較低、pH中性和媒染劑用量較高的條件下，羊毛易染成黑色。

3 討論

本研究通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，使用天然染料茶多酚和媒染劑飽和FeSO4溶液對(duì)羊毛采用先染后媒的方式染色。根據(jù)結(jié)果可以看出，茶多酚在FeSO4媒染劑存在下，易使羊毛染成深色，且染色效果均勻，對(duì)羊毛無(wú)明顯損傷作用。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)分析得出，溫度對(duì)染色結(jié)果的影響最大，其次依次為pH值、茶多酚濃度和媒染劑與茶多酚的比例。同時(shí)，在溫度較高、茶多酚濃度較低、pH中性和媒染劑用量較高的條件下，羊毛的顏色會(huì)較深，利于其應(yīng)用在染發(fā)劑中。本研究的結(jié)果為茶多酚染發(fā)劑的研究與開(kāi)發(fā)提供了有力的數(shù)據(jù)支持和科學(xué)基礎(chǔ)。

[1] 黃旭明,王燕,蔡再生.茶葉染料對(duì)真絲綢染色性能初探[J].絲綢,2005,(6):31-33.

[2] 汪茹,侯秀良,高海燕,等.膜分離后的兒茶色素染發(fā)性能研究[J].天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā),2011,23(1):131-135.

[3] 汪茹.新型天然色素染發(fā)劑制備及其染色理論的初步研究[D].無(wú)錫:江南大學(xué),2011.

[4] 李文萃.基于視覺(jué)技術(shù)的綠茶外形色澤與品質(zhì)關(guān)系研究[D].杭州:浙江大學(xué),2014.

Wool Dyeing Processing of Natural Tea Polyphenols

WANG Jing1,ZHANG Ling-dan2,YANG Xiu-fang1,LIANG Hui-ling1*
(1.Hangzhou Tea Research Institute,CHINA COOP,Zhejiang Key Laboratory of Transboundary Applied Technology for Tea Resources, Hangzhou 310016,China;2.Zhejiang Economic&Trade Polytechnic,Hangzhou 310018,China)

This paper adopts post-mordant dyeing method and orthogonal experimental designs to study the influence of four factors,namely,temperature(30℃,50℃,80℃),tea polyphenols content(1%,5%,10%),pH(4,7, 9)and the ratio of dye mordant to tea polyphenols (1∶1,1∶2,1∶4)on dyeing effects.The results show that the influence order of these four factors on dyeing effects is temperature＞pH＞TP content of＞the ratio of dye mordant to tea polyphenols.When the temperature is 80℃,the TP content is 1%,pH is 7 (neutral)and the ratio of dye mordant to tea polyphenols is 1 to1,the wool is easier to be dyed black,which means the RGB value is minimized (the darkest)in experimental conditions of A3,B1,C2,and D1.This study indicates that dyeing wool with tea polyphenols is feasible and lays the foundation for the development of hair dye containing tea polyphenols.

Tea polyphenols,Wool,Dyeing,Dye mordant

TS193.62

A

2095-0306（2014）02-0013-03

中國(guó)茶葉加工 2014，（2）:13～15

2014-05-14

浙江省茶產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（2010LM201），杭州市科研院所專項(xiàng)研究課題（20132231E22）

王靜（1989-），女，碩士，研究實(shí)習(xí)員，目前主要從事茶葉深加工產(chǎn)品研究與開(kāi)發(fā)。

*通訊作者：hlliangtea@icloud.com