文/姚盼盼 羅峻

傳統(tǒng)植物染色累積了許多前人的經(jīng)驗與智慧，其優(yōu)良的色彩文化被傳承和發(fā)揚，結合特殊的保健功能，被重新賦予了意義。植物染色是指利用大自然中自然生長的各種含有色素的植物（如花、草、樹木等植物莖、葉、果實、種子、皮、根等部位）提取色素作為染料，采用直接染色或媒染等方式，在染色過程中不使用或極少使用化學助劑，來對被染物進行染色的一種方法[1-2]。植物染料在織物染色上的應用從古代就已開始，由于染色深度和色牢度較差等問題逐漸被合成染料所取代。隨著綠色環(huán)保、自然健康理念越來越深入人心，無毒無害、自然優(yōu)雅、抗菌保養(yǎng)等優(yōu)良品質，且兼具趣味性和藝術性等優(yōu)點越來越受到紡織品印染領域的重視[1-2]。植物染色產(chǎn)品的市場需求旺盛，特別是高端市場的需求顯著，因此市場上出現(xiàn)了大量標稱為植物染料或者是天然染料染色的紡織服裝服飾產(chǎn)品，但目前并無相關的鑒定方法和判別標準，無法出具相關的檢測判定報告。鑒定紡織面料上的染料是否為植物染料，對保護消費者合法權益、維護正常的市場秩序有著深遠的作用和影響，同時，生產(chǎn)企業(yè)也有著強烈的檢測需求，因此，本文從植物染料常用種類、應用現(xiàn)狀、現(xiàn)有鑒別方法以及存在的問題等幾個方面闡述了植物染料鑒別技術研究進展。

1 植物染料常用種類

植物染料按照化學組成可以分為黃酮類、胡蘿卜素類、萘醌類、蒽醌類、姜黃素類、靛藍類、葉綠素類等；按溶解性能可分為水溶型、醇溶型及油溶型；按染色性質則分為直接染色型、還原染色型、媒染型以及其他類型植物染料；而按被染物染色后的顏色分類則分為紅色、黃色、藍色、綠色、棕色、紫色和灰黑色[1]。

按化學組成分類常見的有：黃酮類是一類骨架只有15個碳原子組成的化合物，骨架中含有兩個苯環(huán)，兩個苯環(huán)之間由3個碳原子橋連。胡蘿卜素類是由以異戊二烯為單元組成的共軛雙鍵長鏈為基礎的一類色素，其吸收波長位于430mm～480nm。姜黃素類是由酮類色素組成的混合物，主要成分為姜黃素、脫甲氧基姜黃素和雙去甲氧基姜黃素。蒽醌類主體結構是蒽醌環(huán)，另有一定數(shù)量的羥基和羰基[2]。

日常生活中常根據(jù)植物染料在紡織品上的表觀顏色進行分類，常見的有紅色系、黃色系、藍色系。紅色系植物染料主要有茜草、紅花、蘇木等，這幾種都是比較傳統(tǒng)的色素植物，其中茜草染色得到的織物顏色偏暗紅色，而高粱殼、香樟葉、金合歡、桑葚等植物染料也可染出一定的紅色效果，其中桑葚可染出清新淡雅的玫紅色（如圖1所示）。黃色系植物染料，自然界可提取的植物相對較多，最具代表性的有姜黃、梔子黃、槐花等（如圖2所示）。而藍色系植物染料，在自然界中相對較匱乏，主要是從蓼藍以及菘藍、木藍、馬藍等含有吲哚酸成分的藍草植物葉子中發(fā)酵提取制成的一種稱為靛藍的植物染料，這種染料是屬于還原類染料[2]（如圖3所示）。按照被染物染色后的顏色具體分類可見表1。

表1 植物染料按被染物染色后顏色分類

除以上傳統(tǒng)植物染料外，越來越多的植物被發(fā)掘，制成染料被應用到食品、紡織品等上面，例如紅辣椒、茶葉、胡蘿卜、石榴、板栗殼、香蕉皮、蓮蓬殼、桑葚等。

圖1 茜草及茜草染色織物

圖2 姜黃及姜黃染色織物

圖3 藍草及靛藍染色織物

2 植物染料應用現(xiàn)狀

“衣”作為人們生活必需品之一，除了滿足普通穿著之外，人們對其質量和檔次的要求不斷提高。植物染料因其無毒無害、自然優(yōu)雅、抗菌保養(yǎng)等優(yōu)點常被應用在紡織品染色上面，尤其是多應用于貼身衣物如家居服、內(nèi)衣、襯衫、絲巾、床上用品等高檔產(chǎn)品上面。賈莉等[3]以紅色系植物染料茜草、紅花、蘇木為染色試驗原料，以家居服常用面料純棉布、棉綢、薄麻布、厚麻布為試驗試樣，設計了相應的染色試驗，探索了不同紅色系植物染料在多種家居服面料上的染色效果。任哲民等[4]從姜黃中提取染料色素，用于對柞蠶絲綢的染色，并對染色工藝參數(shù)及影響因素進行了分析，對染色產(chǎn)品進行了測試，其研究結果表明，姜黃染料不僅對柞蠶絲織物具有良好的上染性，而且染色織物還具有良好的色澤及染色深度和優(yōu)良的紫外線防護性能及抗菌性能。植物染料大黃、黃連及槐米所染紡織品都具有一定的抗菌性，這些植物染料在染色的同時，賦予織物較強的抗菌性，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、肺炎桿菌均有一定的抗菌性，大黃染色織物還具有良好的防紫外特性。這幾種黃色染料無毒無害，對皮膚無過敏性和致癌性。其色澤柔和、自然有特色，在高檔真絲制品、保健內(nèi)衣、家紡產(chǎn)品、裝飾用品、嬰兒紡織品等領域中均擁有廣闊的發(fā)展前景[5]。從藍草等植物中提取的植物靛藍染料的染色紡織產(chǎn)品色牢度較好，色調(diào)高雅、手感豐滿厚實，獨特的藥物保健功能等優(yōu)點，是合成靛藍所不具有的，其多用于棉質、化纖類面料上面的染色，最常見的就是用于制作牛仔服裝的染色[6]，也可用于對植鞣革牛皮的染色[7]。

3 現(xiàn)有鑒別方法

植物染紡織品因具有化學合成染紡織品所不具有的天然保健的特點，在市場上也是越來越受到人們的歡迎。但因植物染料來源范圍廣、種類眾多等客觀性差異影響，所以植物染紡織品的鑒別存在諸多局限性。目前國內(nèi)外對植物染料染色紡織品鑒別均有相關研究與報道，總結主要是化學法、光譜法、氣相-液相-質譜法等幾大方法。

3.1 化學法

作為普通消費者，日常簡單的區(qū)分植物染和化學染染色方法是植物染衣物接觸帶有鐵銹的潮濕鐵絲或者使用小蘇打或米醋洗滌會變色，而化學染不會變色[8]。由于植物染紡織品存在諸多復雜影響因素，這種方法并不一定能準確區(qū)分，關立平等[9-10]為了有效鑒別植物染料染色紡織品，采用脫色法對黃色植物染料染色的毛織物或者是梔子類植物染料染色的棉織物進行鑒別，選用了冰醋酸作為鑒別試劑，其研究結果表明，冰醋酸溶液可使毛織物上面黃色植物染料或者是棉織物上面的梔子類植物染料完全脫色，但對化學染料不會產(chǎn)生明顯的脫色效果，是一種有效鑒別黃色植物染料染色的毛織物或者是梔子類植物染料染色的棉織物方法。

3.2 光譜法

紫外可見光譜可以對植物染料色素分子的各個光的波長進行選擇性吸收，朱逸行等[11]通過將萃取下來的植物染料與染料原液的紫外光譜圖進行對照，發(fā)現(xiàn)出峰位置與峰型基本一致，說明紫外光譜測試是一種有效的定性鑒別手段。古代絲織品上的染料幾乎全部來自自然界，其中大部分染料屬于植物染料，光譜方法因其快速、非破壞性、可原位測試等優(yōu)點常被應用在紡織品考古領域，如劉劍等[12]通過應用微型光纖光譜技術無損檢測出土文物織物上植物染料的類別，成功地獲得了茜草、黃檗、槐米、蘇木等7種植物染料的紫外可見吸收光譜。另有C.Montagner 和L.G.Angelini等[13-14]將紫外-可見-近紅外反射光譜技術應用在古代紡織品纖維和天然染料的鑒別上面。J.Lee等[15]采用傅立葉變換紅外光譜法（FT-IR）和飛行時間二次離子質譜法（TOF-SIMS）方法建立了天然染料染色絲綢標準樣品數(shù)據(jù)庫，并對16世紀至18世紀朝鮮墳墓中的紡織碎片進行了光譜分析。其研究結果顯示，F(xiàn)T-IR和TOF-SIMS光譜不僅可以識別考古紡織品中的纖維，還可以鑒別其所用的天然染料種類。隨著無損檢測技術的發(fā)展，近紅外漫反射光譜、熒光光譜、拉曼光譜等光譜技術也被應用在染料鑒別領域。如劉文鳳等[16]通過采用近紅外漫反射光譜、熒光光譜和拉曼光譜3種無損檢測技術，建立了快速、準確鑒別天然靛藍與合成靛藍染色蠶絲織物的方法。

3.3 氣相-液相-質譜法

氣相-液相-質譜儀常與光譜或者質譜及其他技術手段聯(lián)用，是分析、鑒定成分復雜樣品比較有效的手段，如GC/HPLC-MS、HPLC-DAD、GC/HPLC-NMR等。C.Ahn[17]利用熱老化和雙氧水老化模擬姜黃素在墓葬中的降解，并通過氣相-質譜聯(lián)用技術檢測出姜黃素的降解成分。柏小劍等[18]將質譜指紋分析法引入到墓葬出土的絲織品上植物染料的鑒定中，成功鑒定出了植物染料（茜草、蘇木、姜黃等）的信息。J. Wouters等[19]利用HPLC-PDA-MS對紅花染料進行了分析。X. Zhang and R. A. Laursen等[20]研究了用鹽酸、EDTA、甲酸萃取絲織物上的植物染料，采用LC-DAD-MS方法對萃取的植物染料成分進行分析，其數(shù)據(jù)結果顯示，用甲酸和EDTA萃取的染料能夠清晰分辨出植物染料的種類，但是用鹽酸就區(qū)分不了。

隨著科學技術的發(fā)展，多通過多種技術聯(lián)用來達到染料鑒別的快速、無損、精準性等目的。除使用化學試劑外，可借助氣質聯(lián)用、液質聯(lián)用等色譜/質譜技術及拉曼光譜、近紅外光譜、紫外光譜等光譜技術手段，并通過建立植物染料結構特征分辨數(shù)據(jù)庫加以分析確認等。

4 存在的問題

植物染料多來自自然界的各種植物，大面積種植的較少，種類繁多，有較強的季節(jié)性和區(qū)域性，提取的色素上染到織物上的含量較少，上染率低，在織物染色上面的重現(xiàn)性較差，色牢度較低。而且大部分植物染料需要借助媒染劑反復媒染，有些媒染劑對人體健康不利，污染環(huán)境。目前植物染料應用大多局限在高檔產(chǎn)品，少量在工藝品、少數(shù)民族手工藝品領域。雖然如此，植物染紡織品因其特有的綠色環(huán)保、自然保健等優(yōu)點仍然受到一部分人的喜愛和追捧，在市場上仍然擁有少量的份額。為吸引消費者，市場上有些商家謊稱自己的產(chǎn)品屬于植物染料染色產(chǎn)品，而目前并無對應的檢測鑒別方法及標準可以區(qū)分和判別，給消費者選擇、企業(yè)推廣和市場監(jiān)管都帶來了一定的困難。

化學法和氣相-液相-質譜法均需使用化學試劑并對測試樣品進行一定程度的損傷和破壞，而且操作復雜?；瘜W法鑒別準確度不高，而僅僅通過光譜技術達到染料精準鑒別的目的有一定的難度。

5 結語

植物染料染色紡織品由于無毒無害、自然優(yōu)雅、抗菌保養(yǎng)等優(yōu)良品質，且兼具趣味性和藝術性等優(yōu)點受到廣泛關注，但目前市場上卻沒有統(tǒng)一的檢測標準加以鑒別，直接影響企業(yè)推廣、消費者辨別、市場監(jiān)管等。要獲得精準的檢測鑒別方法及制定出相應的判定標準，以便于無論是企業(yè)還是消費者都能在實際應用中做出正確的選擇和使用，為其提供一定的參考或者幫助，需對植物染料從來源、制備方法、染色工藝到檢測手段等各個階段逐個細致系統(tǒng)地分析與研究。不同種類的植物染料染色織物所使用化學萃取試劑及數(shù)據(jù)分析手段也不同，采用無損檢測光譜技術，結合化學、色譜質譜法，找到最優(yōu)鑒別方案，從定性到精準定量還需要大量的試驗研究。