羅布麻黃酮類化合物對紡織品染色研究進展

趙瑞丹，李怡鴿，董李，余小平，劉天明，王富邦

（新疆科技學院 化工與紡織工程學院，新疆 庫爾勒 841000）

0 引言

色素在印染、食品、制藥、化妝品等諸多行業中占據不可或缺的地位[1-2]。傳統的合成染料，其原料主要來源于石油、煤炭、天然氣等，經過染色處理后的紡織品，可能對人體健康產生潛在風險，如致敏、致癌等，對生態環境也造成了不良影響。相較之下，生物質色素作為一種由生物體提取或微生物發酵得到的色素化合物[3]，具有可再生、來源廣泛、生物可降解、環境友好等特性。這些優點使得生物質色素在近年來備受矚目。與國內高校和科研院所緊密合作，不斷研發新產品，并與疆內外企業攜手，共同推進生物質色素的生產和應用[4]。在雙碳目標的背景下，為了減少對化石資源的依賴，降低生態保護成本，生物質色素在紡織面料染色領域的研究具有極其重要的戰略意義。

目前，生物質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。該工藝利用細菌產生的酶或酶系統中的催化作用，對細菌體內的特定化合物進行化學結構改造，進而形成基于生態催化技術的新型生產結構材料。這種方法高效且無污染，對紡織行業的綠色制備和清潔生產具有重要意義[5]。

羅布麻葉中富含黃酮類物質[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。這些黃酮類物質有兩種存在形式：一是與糖結合形成的苷，二是游離的苷元[7]。這些物質在生產過程中能為織物賦予多種功能，如抗菌、防紫外線和降壓等，具有顯著的醫療保健價值[8]，因此附加值高。此外，通過生物技術，我們還可以將多酚類化合物轉化為生物質色素，用于紡織品的生態染色。這種染色方法無需添加媒染劑等有害物質，幾乎無毒害，展現出獨特的天然優勢[9]。

本文綜述了羅布麻黃酮類化合物的制備方法以及實現對紡織品的生態染色，得出了相關多酚類物質轉化為色素對各種織物的染色結論，并進行了展望。

1 羅布麻的主要化學成分

羅布麻，是一種夾竹桃科植物，屬直立半灌木，高可達4米，枝條對生或互生，光滑無毛，紫紅色或淡紅色。葉對生，葉片橢圓狀披針形至卵圓狀長圓形，葉緣具細牙齒，兩面無毛；圓錐狀聚傘花序頂生（有時腋生）一至多歧，苞片膜質，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，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，花絲短，密被白茸毛[10]。主要分布在新疆伊犁、阿勒泰等省區[11]，主要劃分為1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降壓，具有降壓、抗抑郁等功效，市場中已出現羅布麻茶類產品，武漢大學人民醫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成分是黃酮類化合物，并對其含量進行了測量和控制質量，羅布麻葉中除了黃酮類，還有有機酸類、鞣質、脂肪酸醇酯、醇類、甾體類、糖類、烷類、氨基酸和礦物質元素等化學成分[13]。黃酮類是羅布麻葉中重要的化學成分之一，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]，黃酮基本骨架結構式如圖1所示[15]。張語遲[16]等人采用液相色譜-質譜聯用分析技術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，其主要結構式如圖2所示[17]。新疆生產的羅布麻，與其他地區相比，新疆生產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家的結論一致[19]。

圖1 黃酮基本母體結構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。其獨特的化學結構和性質，使其在紡織品染色領域展現出巨大的潛力。與目前主流的化學合成染料相比，羅布麻黃酮類化合物作為天然染料，不僅環保可持續，而且來源豐富。化學合成染料雖然染色效果顯著，但它們的來源——石油，帶來了諸多環境問題，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毒無害，且能自然降解，更符合綠色生產的理念[20]。

除了環保優勢，羅布麻黃酮類化合物在紡織品染色中還有其他突出特點[21]。它具有良好的穩定性和親水性，這使得它在天然纖維、蠶絲、羊毛等材料的染色中表現出色。此外，它還能與纖維表面的分子發生化學反應，增強染料的耐光和耐洗性能。在實際應用中，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，研究表明，將其與其他天然染料或化學染料混合使用，可以進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生化學反應，從而實現對棉織物的染色。該方法具有染色效果好、染色均勻、色牢度高等優點。

（2）絲綢的染色。羅布麻黃酮類化合物對絲綢的染色效果也十分顯著。在染色過程中，羅布麻黃酮類化合物能夠與絲綢中的纖維素發生化學反應，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毛織物的染色也有一定的效果，但相對于棉織物和絲綢，其染色效果相對較差。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域具有巨大的應用潛力。然而，在實際應用中，我們必須精準控制染色劑的濃度、溫度和時間等關鍵因素，以保證染色效果的穩定性和一致性。未來的研究應致力于拓展其在不同紡織品類型中的應用，提升染色效果與穩定性，同時堅持環境友好原則，推動其在染色行業的廣泛應用。總之，羅布麻黃酮類化合物作為天然染料的重要來源，其在紡織品染色領域的前景廣闊。盡管當前仍面臨技術挑戰，但隨著科技的不斷進步，羅布麻黃酮類化合物在未來紡織品染色領域的地位必將日益凸顯。

3 結論與展望

羅布麻黃酮類化合物，作為天然植物提取物，廣泛應用于紡織品染色領域。研究表明，這類化合物不僅與染料有著良好的親和力，還展現出可持續的染色特性，對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。

藥理活性實驗證實，羅布麻葉中的黃酮類化合物具有多種藥理和生物活性。在染色過程中，確保黃酮類化合物在纖維上的牢固附著至關重要，這是保證染色織物色牢度的關鍵。此外，羅布麻黃酮類化合物還展現出優異的染色性能，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程更為節能、節水且環保，顯著減少染料浪費和對環境的污染，符合可持續發展的要求。

隨著對羅布麻黃酮類化合物在紡織品染色中應用的深入研究，我們期待在以下幾個方面取得進展：首先，提高染色效率，通過優化染色工藝參數，如溫度、pH值和時間等，實現更快速、高效的染色過程；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，通過改進染料分子結構來實現；再次，開發環境友好型染料，確保在整個染色過程中生態安全；最后，綜合考慮植物來源的可持續性和資源利用效率，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源，同時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域展現出良好的應用前景。其綠色環保和可持續性特性使其成為未來紡織品染色研究的重要方向。通過深入探索和發展，我們有望解決色牢度差等問題，實現更高的染色效果，更好地滿足可持續發展的要求。