趙瑞丹，李怡鴿，董李，余小平，劉天明，王富邦

（新疆科技學(xué)院 化工與紡織工程學(xué)院，新疆 庫(kù)爾勒 841000）

0 引言

色素在印染、食品、制藥、化妝品等諸多行業(yè)中占據(jù)不可或缺的地位[1-2]。傳統(tǒng)的合成染料，其原料主要來(lái)源于石油、煤炭、天然氣等，經(jīng)過(guò)染色處理后的紡織品，可能對(duì)人體健康產(chǎn)生潛在風(fēng)險(xiǎn)，如致敏、致癌等，對(duì)生態(tài)環(huán)境也造成了不良影響。相較之下，生物質(zhì)色素作為一種由生物體提取或微生物發(fā)酵得到的色素化合物[3]，具有可再生、來(lái)源廣泛、生物可降解、環(huán)境友好等特性。這些優(yōu)點(diǎn)使得生物質(zhì)色素在近年來(lái)備受矚目。與國(guó)內(nèi)高校和科研院所緊密合作，不斷研發(fā)新產(chǎn)品，并與疆內(nèi)外企業(yè)攜手，共同推進(jìn)生物質(zhì)色素的生產(chǎn)和應(yīng)用[4]。在雙碳目標(biāo)的背景下，為了減少對(duì)化石資源的依賴，降低生態(tài)保護(hù)成本，生物質(zhì)色素在紡織面料染色領(lǐng)域的研究具有極其重要的戰(zhàn)略意義。

目前，生物質(zhì)色素的主要制備方法包括微生物合成法、直接提取法、超聲輔助水提法以及減壓法等。在這些方法中，微生物合成工藝最為常用。該工藝?yán)眉?xì)菌產(chǎn)生的酶或酶系統(tǒng)中的催化作用，對(duì)細(xì)菌體內(nèi)的特定化合物進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)改造，進(jìn)而形成基于生態(tài)催化技術(shù)的新型生產(chǎn)結(jié)構(gòu)材料。這種方法高效且無(wú)污染，對(duì)紡織行業(yè)的綠色制備和清潔生產(chǎn)具有重要意義[5]。

羅布麻葉中富含黃酮類物質(zhì)[6]，尤其是金絲桃苷、異槲皮苷、蘆丁、槲皮素、三葉豆苷和黃芪苷、槐糖苷、異鼠李素等主要成分。這些黃酮類物質(zhì)有兩種存在形式：一是與糖結(jié)合形成的苷，二是游離的苷元[7]。這些物質(zhì)在生產(chǎn)過(guò)程中能為織物賦予多種功能，如抗菌、防紫外線和降壓等，具有顯著的醫(yī)療保健價(jià)值[8]，因此附加值高。此外，通過(guò)生物技術(shù)，我們還可以將多酚類化合物轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)色素，用于紡織品的生態(tài)染色。這種染色方法無(wú)需添加媒染劑等有害物質(zhì)，幾乎無(wú)毒害，展現(xiàn)出獨(dú)特的天然優(yōu)勢(shì)[9]。

本文綜述了羅布麻黃酮類化合物的制備方法以及實(shí)現(xiàn)對(duì)紡織品的生態(tài)染色，得出了相關(guān)多酚類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為色素對(duì)各種織物的染色結(jié)論，并進(jìn)行了展望。

1 羅布麻的主要化學(xué)成分

羅布麻，是一種夾竹桃科植物，屬直立半灌木，高可達(dá)4米，枝條對(duì)生或互生，光滑無(wú)毛，紫紅色或淡紅色。葉對(duì)生，葉片橢圓狀披針形至卵圓狀長(zhǎng)圓形，葉緣具細(xì)牙齒，兩面無(wú)毛；圓錐狀聚傘花序頂生（有時(shí)腋生）一至多歧，苞片膜質(zhì)，披針形，花萼深裂，裂片披針形或卵圓狀披針形，兩面被短柔毛，邊緣膜質(zhì)，花冠圓筒狀鐘形，紫紅色或粉紅色，花藥箭頭狀，隱藏在花喉內(nèi)，花絲短，密被白茸毛[10]。主要分布在新疆伊犁、阿勒泰等省區(qū)[11]，主要?jiǎng)澐譃?屬2種，即羅布麻屬和羅布紅麻及羅布白麻2種。羅布麻從葉、莖、根到處都是寶貝。患有高血壓疾病的人群可以用它來(lái)降壓，具有降壓、抗抑郁等功效，市場(chǎng)中已出現(xiàn)羅布麻茶類產(chǎn)品，武漢大學(xué)人民醫(yī)院揭金階為了提高羅布麻提取[12]，采用紫外分光光度法提取羅布麻葉中主要化學(xué)成分是黃酮類化合物，并對(duì)其含量進(jìn)行了測(cè)量和控制質(zhì)量，羅布麻葉中除了黃酮類，還有有機(jī)酸類、鞣質(zhì)、脂肪酸醇酯、醇類、甾體類、糖類、烷類、氨基酸和礦物質(zhì)元素等化學(xué)成分[13]。黃酮類是羅布麻葉中重要的化學(xué)成分之一，可分為黃酮苷元、單糖苷及其衍生物、雙糖苷。黃酮苷元包括槲皮素、山柰酚；雙糖苷分為槲皮素3-O-槐糖苷、蘆丁[14]，黃酮基本骨架結(jié)構(gòu)式如圖1所示[15]。張語(yǔ)遲[16]等人采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析技術(shù)將黃酮類分離出槲皮素、異槲皮苷、乙酞棚皮普、三葉豆苷和金絲桃苷等，其中，金絲桃苷含量是其中最高，其主要結(jié)構(gòu)式如圖2所示[17]。新疆生產(chǎn)的羅布麻，與其他地區(qū)相比，新疆生產(chǎn)的羅布麻蘆丁量最高[18]，和異槲皮苷量相似，與王李麗等其他科學(xué)家的結(jié)論一致[19]。

圖1 黃酮基本母體結(jié)構(gòu)Fig.1 Basic parent structure offlavonoids

圖2 羅布麻中黃酮類的主要成分Fig.2 .The main constituents offlavonoids in apocynum venetum L

2 羅布麻黃酮類化合物紡織品染色

羅布麻黃酮類化合物，這種天然存在的芳香族化合物，在植物界中廣泛分布。其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，使其在紡織品染色領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。與目前主流的化學(xué)合成染料相比，羅布麻黃酮類化合物作為天然染料，不僅環(huán)?？沙掷m(xù)，而且來(lái)源豐富。化學(xué)合成染料雖然染色效果顯著，但它們的來(lái)源——石油，帶來(lái)了諸多環(huán)境問(wèn)題，如毒性、污染性以及大量的廢棄物和排放物。相比之下，羅布麻黃酮類化合物無(wú)毒無(wú)害，且能自然降解，更符合綠色生產(chǎn)的理念[20]。

除了環(huán)保優(yōu)勢(shì)，羅布麻黃酮類化合物在紡織品染色中還有其他突出特點(diǎn)[21]。它具有良好的穩(wěn)定性和親水性，這使得它在天然纖維、蠶絲、羊毛等材料的染色中表現(xiàn)出色。此外，它還能與纖維表面的分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，增強(qiáng)染料的耐光和耐洗性能。在實(shí)際應(yīng)用中，羅布麻黃酮類化合物的染色方法靈活多樣，包括先染后印、直接染色、印花染色等。同時(shí)，研究表明，將其與其他天然染料或化學(xué)染料混合使用，可以進(jìn)一步提升染色效果并減少染料用量。

（1）棉織物的染色。羅布麻黃酮類化合物能夠與棉織物中的纖維素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)棉織物的染色。該方法具有染色效果好、染色均勻、色牢度高等優(yōu)點(diǎn)。

（2）絲綢的染色。羅布麻黃酮類化合物對(duì)絲綢的染色效果也十分顯著。在染色過(guò)程中，羅布麻黃酮類化合物能夠與絲綢中的纖維素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使染色效果更加均勻、色澤更加鮮艷。

（3）毛織物的染色。羅布麻黃酮類化合物對(duì)毛織物的染色也有一定的效果，但相對(duì)于棉織物和絲綢，其染色效果相對(duì)較差。因此，在毛織物的染色中，通常需要與其他染料配合使用，以達(dá)到更好的染色效果[22]。

羅布麻黃酮類化合物在紡織品染色領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，我們必須精準(zhǔn)控制染色劑的濃度、溫度和時(shí)間等關(guān)鍵因素，以保證染色效果的穩(wěn)定性和一致性。未來(lái)的研究應(yīng)致力于拓展其在不同紡織品類型中的應(yīng)用，提升染色效果與穩(wěn)定性，同時(shí)堅(jiān)持環(huán)境友好原則，推動(dòng)其在染色行業(yè)的廣泛應(yīng)用。總之，羅布麻黃酮類化合物作為天然染料的重要來(lái)源，其在紡織品染色領(lǐng)域的前景廣闊。盡管當(dāng)前仍面臨技術(shù)挑戰(zhàn)，但隨著科技的不斷進(jìn)步，羅布麻黃酮類化合物在未來(lái)紡織品染色領(lǐng)域的地位必將日益凸顯。

3 結(jié)論與展望

羅布麻黃酮類化合物，作為天然植物提取物，廣泛應(yīng)用于紡織品染色領(lǐng)域。研究表明，這類化合物不僅與染料有著良好的親和力，還展現(xiàn)出可持續(xù)的染色特性，對(duì)于提升紡織品染色效果具有巨大潛力。羅布麻葉，作為羅布麻這種夾竹桃科多年生宿根草本植物的干燥葉，富含黃酮類化合物等多種天然活性成分。

藥理活性實(shí)驗(yàn)證實(shí)，羅布麻葉中的黃酮類化合物具有多種藥理和生物活性。在染色過(guò)程中，確保黃酮類化合物在纖維上的牢固附著至關(guān)重要，這是保證染色織物色牢度的關(guān)鍵。此外，羅布麻黃酮類化合物還展現(xiàn)出優(yōu)異的染色性能，如高染色率、出色的耐光性和耐洗滌性。這些特性使得紡織品染色過(guò)程更為節(jié)能、節(jié)水且環(huán)保，顯著減少染料浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

隨著對(duì)羅布麻黃酮類化合物在紡織品染色中應(yīng)用的深入研究，我們期待在以下幾個(gè)方面取得進(jìn)展：首先，提高染色效率，通過(guò)優(yōu)化染色工藝參數(shù)，如溫度、pH值和時(shí)間等，實(shí)現(xiàn)更快速、高效的染色過(guò)程；其次，提升染色后紡織品的色牢度性能，如耐光性、耐摩擦性和耐洗滌性等，通過(guò)改進(jìn)染料分子結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)；再次，開發(fā)環(huán)境友好型染料，確保在整個(gè)染色過(guò)程中生態(tài)安全；最后，綜合考慮植物來(lái)源的可持續(xù)性和資源利用效率，提高羅布麻黃酮類化合物的提取效率，并探索更多的替代來(lái)源，同時(shí)重視廢棄物的再利用和資源化利用。

總體而言，羅布麻黃酮類化合物在紡織品染色領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。其綠色環(huán)保和可持續(xù)性特性使其成為未來(lái)紡織品染色研究的重要方向。通過(guò)深入探索和發(fā)展，我們有望解決色牢度差等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)更高的染色效果，更好地滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。