红花对棉针织物的染色及抑菌性能研究

　　摘 要：红花既是常见中草药，也是常用的天然食用色素，本文探索了红花在纺织印染领域中的应用.采用超声波水提法从中药材红花中提取染料色素，通过预媒染色法对棉针织物进行染色;在媒染剂明矾用量5 g/L，预媒处理时间30 min，染色温度70 ℃、保温时间60 min 的优化工艺条件下，15%(o.w.f)用量的红花色素对棉针织物染色后的织物得色K/S值2.306，织物各项色牢度性能指标均能达到生产要求;同时，红花染色织物还具有一定的抑菌性能，尤其对大肠杆菌的抑菌性能较好，抑菌圈宽度9~10 mm.

　　关键词：红花;棉针织物;染色;抑菌

　　引言

　　近年来，植物染越来越受到市场的认可，相比传统合成染料染色，虽然在色谱齐全性、染色牢度及加工成本等方面还不具备完全优势，但其独特的生态、环保、安全、健康属性已经越来越为消费者所接受[1-2].红花是一味常见的中草药，具有抑菌免疫、消炎止痛、抗氧降压等功效，主要分布于我国新疆伊犁和塔城等地区[3-4].

　　红花干燥花瓣主要活性成分为黄酮类化合物，主要含查耳酮类化合物，是一种很有价值的天然食用色素，可用于各种糕点、糖果、饮料等食品及化妆品的着色，具有色价高、色泽鲜艳、着色均匀的特点[5-6].采用中草药红花上染纺织品，使其本身所携带的药理活性成分在织物上得到一定的保留，则纺织品在保持其穿戴基本功能的同时，还能赋予抑菌、康体、卫生等功效[7-8].

　　1 实验部分

　　1.1 材料、药品及仪器

　　(1)材料与药品中药红花(药房市售)，纯棉针织物(规格：18.2tex 32S纯棉双面针织坯布，东莞德永佳纺织制衣有限公司)，食盐、明矾(分析纯，湖南汇虹制剂有限公司).

　　(2)主要仪器Datacolor 600 电脑测色配色仪(美国 Datacolor公司)，KQ5200B 超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)，BS-2E 实验室振荡培养箱(常州金坛良友仪器有限公司);YG751B 预制式染色摩擦牢度仪、SW-12D 耐洗色牢度试验机(宁波纺织仪器厂);AS-型常温染色小样机、YLD-2000 数显电热鼓风烘箱(佛山市南海区宏信机械设备有限公司);SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空泵、RE-52C 旋转蒸发器(巩义市予华仪器有限责任公司).

　　1.2 实验内容

　　1.2.1 红花色素的提取

　　采用超声辅助水提法，提取工艺为：料液比 1∶100、提取温度 70 ℃、提取时间 60 min、超声功率177 W.1.2.2 红花色素染色实验(1)预媒染色工艺织物预媒处理(明矾 A g/L，处理时间 B min，浴比 1∶30)→浸轧预烘(二浸二轧)→织物入染(色素用量 15%，浴比 1∶30，食盐 10 g/L)→保温染色(染色温度 C ℃，保温时间 D min)→水洗→皂洗→水洗→烘干.(2)工艺参数优化实验采用正交实验法对主要影响因素及实验参数进行考察，优化预媒染色工艺 .

　　1.2.3 抑菌性实验

　　剪取直径 1 cm 的染色织物，采用琼脂平皿扩散法，测量其对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的抑菌圈直径.

　　1.3 分析与测试

　　(1)红花色素提取率取干燥烧杯，称重记为 M1;将质量为 M0的红花经超声辅助水提后所得色素溶液进行蒸发、烘干至色素固体;冷却后称量烧杯与色素总质量 M2;则提取率η为：η = M2 - M1M0× 100%(2)织物得色K/S值在 Datacolor600 电脑测色配色仪上直接测定，记录布样的K/S值(得色深度).

　　(3)耐摩擦色牢度参考 GB/T3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》，测定染色织物干摩擦、湿摩擦牢度.(4)耐皂洗色牢度参考 GB/T3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》，测定染色织物耐洗色牢度.(5)耐光色牢度参照 GB/T 8426—1998《纺织品色牢度试验耐光色牢度》进行测试。

　　(6)抑菌性能参照 GB/T 20944.1-2007《纺织品抑菌性能的评价 第1部分：琼脂平皿扩散法》进行测试.

　　2 结果与分析

　　2.1 红花色素的提取率按照 1.2.1 红花色素的超声辅助水提法及工艺，所得红花色素提取率为1.55%.

　　2.2 红花色素上染棉针织物根据 1.2.2 红花色素预媒染色工艺及参数优化正交实验。

　　按照极差大小得到影响红花色素上染棉织物颜色 K/S 值的主次因素为：明矾用量影响最大，其次为染色温度，保温和预媒处理时间的影响相对较小，优化条件下的最佳工艺为A3B3C3D2。

　　总体上来说，在此优化工艺条件下，红花色素上染棉针织物具有较高的颜色 K/S值及色牢度;其中，染色织物的耐摩擦色牢度要优于耐皂洗色牢度，耐皂洗色牢度要优于耐光色牢度，各项色牢度均已达到生产要求.。

　　2.3 抑菌性实验

　　红花色素上染织物后仍然保留了其自身一定的抑菌性能;另一方面，也可以发现，红花染色织物对大肠杆菌的抑菌性能要优于对金黄色葡萄球菌的抑菌性 . 在 15%(o.w.f)色素用量下，红花色素染色织物对大肠杆菌的抑菌圈宽度达 9~10 mm，对金黄色葡萄球菌的抑菌圈宽度只有 4~5 mm. 该实验结果也与当前红花的相关药理研究结论相符，即红花的水提物具有一定的抗菌性能[9-10].

　　4 结论

　　(1)红花色素可采用超声水提法提取，在料液比 1∶100、提取温度 70 ℃、提取时间 60 min、超声功率177 W，提取率为1.55%.(2)红花色素采用预媒染色法对棉针织物染色的最优工艺为：媒染剂明矾用量5 g/L，预媒处理时间30 min，染色温度70 ℃、保温时间60 min，15%(o.w.f)用量的红花色素对棉针织物染色后，织物 K/S 值2.306.(3)红花染色织物具有一定的抑菌性能，尤其对大肠杆菌的抑菌性能较好，在 15%(o.w.f)色素用量下，红花色素染色织物对大肠杆菌的抑菌圈宽度9~10 mm.(4)本研究结果将为后续研究者在红花植物染及开辟中草药在纺织印染领域中的应用提供依据和参考.

　　参 考 文 献

　　[1] 罗嘉威，陈 镇，许智伟，方 文，刘红红. 桑叶色素的绿色提取与生态染色[J]. 湖南工程学院学报，2019，29(2)：65-70.

　　[2] 徐粤宇，陈 镇，龙 晶，王珈惠，毛雨蕾. 纯棉织物的牛耳大黄叶色素染色[J]. 印染，2020，46(11)：39-42.

　　[3] Tomasz B.，Martyna Z.D.，Aleksandra Z.，etc.，Antioxidantand Cytoprotective Properties of Plant Extract fromDry Flowers as Functional Dyes for Cosmetic Products[J].Molecules，2021，26，2809-2833.

　　[4] 黄 芳，贾艳梅.红花黄对羊毛织物的染色性能研究[J].印染助剂，2016，33(1)：50-53.

　　[5] 李 钰，杨 晓，叶 霄，等.超声辅助提取红花中主要活性成分的工艺优化[J].植物研究，2021，41(5)：824-835.

　　[6] 邹 岚，张 静，彭 梅，李浚斌. 红花对丝和麻织物的染色性能分析及其应用研究[J]. 毛纺科技，2018，46(7)：34-39.

　　[7] 李伟勇，高光东.天然植物染料染色纺织品的抗菌性能试验[J].化纤与纺织技术，2019，48(4)：18-21.

　　[8] 白亮亮，邹鸣峰，王 恒，谭 勇. 3种红花的体外抑菌作用研究[J].食品科技，2015，40(2)：311-314.

　　作者：陈 镇1，刘向荣2，何靖协1，胡 懿1，罗诗辉1，林祥凯1