罗布麻黄酮类化合物对纺织品染色研究进展

赵瑞丹，李怡鸽，董李，余小平，刘天明，王富邦

（新疆科技学院 化工与纺织工程学院，新疆 库尔勒 841000）

0 引言

色素在印染、食品、制药、化妆品等诸多行业中占据不可或缺的地位[1-2]。传统的合成染料，其原料主要来源于石油、煤炭、天然气等，经过染色处理后的纺织品，可能对人体健康产生潜在风险，如致敏、致癌等，对生态环境也造成了不良影响。相较之下，生物质色素作为一种由生物体提取或微生物发酵得到的色素化合物[3]，具有可再生、来源广泛、生物可降解、环境友好等特性。这些优点使得生物质色素在近年来备受瞩目。与国内高校和科研院所紧密合作，不断研发新产品，并与疆内外企业携手，共同推进生物质色素的生产和应用[4]。在双碳目标的背景下，为了减少对化石资源的依赖，降低生态保护成本，生物质色素在纺织面料染色领域的研究具有极其重要的战略意义。

目前，生物质色素的主要制备方法包括微生物合成法、直接提取法、超声辅助水提法以及减压法等。在这些方法中，微生物合成工艺最为常用。该工艺利用细菌产生的酶或酶系统中的催化作用，对细菌体内的特定化合物进行化学结构改造，进而形成基于生态催化技术的新型生产结构材料。这种方法高效且无污染，对纺织行业的绿色制备和清洁生产具有重要意义[5]。

罗布麻叶中富含黄酮类物质[6]，尤其是金丝桃苷、异槲皮苷、芦丁、槲皮素、三叶豆苷和黄芪苷、槐糖苷、异鼠李素等主要成分。这些黄酮类物质有两种存在形式：一是与糖结合形成的苷，二是游离的苷元[7]。这些物质在生产过程中能为织物赋予多种功能，如抗菌、防紫外线和降压等，具有显著的医疗保健价值[8]，因此附加值高。此外，通过生物技术，我们还可以将多酚类化合物转化为生物质色素，用于纺织品的生态染色。这种染色方法无需添加媒染剂等有害物质，几乎无毒害，展现出独特的天然优势[9]。

本文综述了罗布麻黄酮类化合物的制备方法以及实现对纺织品的生态染色，得出了相关多酚类物质转化为色素对各种织物的染色结论，并进行了展望。

1 罗布麻的主要化学成分

罗布麻，是一种夹竹桃科植物，属直立半灌木，高可达4米，枝条对生或互生，光滑无毛，紫红色或淡红色。叶对生，叶片椭圆状披针形至卵圆状长圆形，叶缘具细牙齿，两面无毛；圆锥状聚伞花序顶生（有时腋生）一至多歧，苞片膜质，披针形，花萼深裂，裂片披针形或卵圆状披针形，两面被短柔毛，边缘膜质，花冠圆筒状钟形，紫红色或粉红色，花药箭头状，隐藏在花喉内，花丝短，密被白茸毛[10]。主要分布在新疆伊犁、阿勒泰等省区[11]，主要划分为1属2种，即罗布麻属和罗布红麻及罗布白麻2种。罗布麻从叶、茎、根到处都是宝贝。患有高血压疾病的人群可以用它来降压，具有降压、抗抑郁等功效，市场中已出现罗布麻茶类产品，武汉大学人民医院揭金阶为了提高罗布麻提取[12]，采用紫外分光光度法提取罗布麻叶中主要化学成分是黄酮类化合物，并对其含量进行了测量和控制质量，罗布麻叶中除了黄酮类，还有有机酸类、鞣质、脂肪酸醇酯、醇类、甾体类、糖类、烷类、氨基酸和矿物质元素等化学成分[13]。黄酮类是罗布麻叶中重要的化学成分之一，可分为黄酮苷元、单糖苷及其衍生物、双糖苷。黄酮苷元包括槲皮素、山柰酚；双糖苷分为槲皮素3-O-槐糖苷、芦丁[14]，黄酮基本骨架结构式如图1所示[15]。张语迟[16]等人采用液相色谱-质谱联用分析技术将黄酮类分离出槲皮素、异槲皮苷、乙酞棚皮普、三叶豆苷和金丝桃苷等，其中，金丝桃苷含量是其中最高，其主要结构式如图2所示[17]。新疆生产的罗布麻，与其他地区相比，新疆生产的罗布麻芦丁量最高[18]，和异槲皮苷量相似，与王李丽等其他科学家的结论一致[19]。

图1 黄酮基本母体结构Fig.1 Basic parent structure offlavonoids

图2 罗布麻中黄酮类的主要成分Fig.2 .The main constituents offlavonoids in apocynum venetum L

2 罗布麻黄酮类化合物纺织品染色

罗布麻黄酮类化合物，这种天然存在的芳香族化合物，在植物界中广泛分布。其独特的化学结构和性质，使其在纺织品染色领域展现出巨大的潜力。与目前主流的化学合成染料相比，罗布麻黄酮类化合物作为天然染料，不仅环保可持续，而且来源丰富。化学合成染料虽然染色效果显著，但它们的来源——石油，带来了诸多环境问题，如毒性、污染性以及大量的废弃物和排放物。相比之下，罗布麻黄酮类化合物无毒无害，且能自然降解，更符合绿色生产的理念[20]。

除了环保优势，罗布麻黄酮类化合物在纺织品染色中还有其他突出特点[21]。它具有良好的稳定性和亲水性，这使得它在天然纤维、蚕丝、羊毛等材料的染色中表现出色。此外，它还能与纤维表面的分子发生化学反应，增强染料的耐光和耐洗性能。在实际应用中，罗布麻黄酮类化合物的染色方法灵活多样，包括先染后印、直接染色、印花染色等。同时，研究表明，将其与其他天然染料或化学染料混合使用，可以进一步提升染色效果并减少染料用量。

（1）棉织物的染色。罗布麻黄酮类化合物能够与棉织物中的纤维素发生化学反应，从而实现对棉织物的染色。该方法具有染色效果好、染色均匀、色牢度高等优点。

（2）丝绸的染色。罗布麻黄酮类化合物对丝绸的染色效果也十分显著。在染色过程中，罗布麻黄酮类化合物能够与丝绸中的纤维素发生化学反应，使染色效果更加均匀、色泽更加鲜艳。

（3）毛织物的染色。罗布麻黄酮类化合物对毛织物的染色也有一定的效果，但相对于棉织物和丝绸，其染色效果相对较差。因此，在毛织物的染色中，通常需要与其他染料配合使用，以达到更好的染色效果[22]。

罗布麻黄酮类化合物在纺织品染色领域具有巨大的应用潜力。然而，在实际应用中，我们必须精准控制染色剂的浓度、温度和时间等关键因素，以保证染色效果的稳定性和一致性。未来的研究应致力于拓展其在不同纺织品类型中的应用，提升染色效果与稳定性，同时坚持环境友好原则，推动其在染色行业的广泛应用。总之，罗布麻黄酮类化合物作为天然染料的重要来源，其在纺织品染色领域的前景广阔。尽管当前仍面临技术挑战，但随着科技的不断进步，罗布麻黄酮类化合物在未来纺织品染色领域的地位必将日益凸显。

3 结论与展望

罗布麻黄酮类化合物，作为天然植物提取物，广泛应用于纺织品染色领域。研究表明，这类化合物不仅与染料有着良好的亲和力，还展现出可持续的染色特性，对于提升纺织品染色效果具有巨大潜力。罗布麻叶，作为罗布麻这种夹竹桃科多年生宿根草本植物的干燥叶，富含黄酮类化合物等多种天然活性成分。

药理活性实验证实，罗布麻叶中的黄酮类化合物具有多种药理和生物活性。在染色过程中，确保黄酮类化合物在纤维上的牢固附着至关重要，这是保证染色织物色牢度的关键。此外，罗布麻黄酮类化合物还展现出优异的染色性能，如高染色率、出色的耐光性和耐洗涤性。这些特性使得纺织品染色过程更为节能、节水且环保，显著减少染料浪费和对环境的污染，符合可持续发展的要求。

随着对罗布麻黄酮类化合物在纺织品染色中应用的深入研究，我们期待在以下几个方面取得进展：首先，提高染色效率，通过优化染色工艺参数，如温度、pH值和时间等，实现更快速、高效的染色过程；其次，提升染色后纺织品的色牢度性能，如耐光性、耐摩擦性和耐洗涤性等，通过改进染料分子结构来实现；再次，开发环境友好型染料，确保在整个染色过程中生态安全；最后，综合考虑植物来源的可持续性和资源利用效率，提高罗布麻黄酮类化合物的提取效率，并探索更多的替代来源，同时重视废弃物的再利用和资源化利用。

总体而言，罗布麻黄酮类化合物在纺织品染色领域展现出良好的应用前景。其绿色环保和可持续性特性使其成为未来纺织品染色研究的重要方向。通过深入探索和发展，我们有望解决色牢度差等问题，实现更高的染色效果，更好地满足可持续发展的要求。