天然植物提取物整理涤纶织物抗菌消臭性能研究yd15617
陈锁1，吴明华1,2，李慧玲1，林鹤鸣1 1.浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验窒， 浙江杭州310018；2.浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心，浙江杭州310018
收稿日期：2012-02-29
作者简介：陈锁(1989-)，男，浙江慈溪人，本科，主要从事生态纺织品的开发
通信作者：吴明华，E-mail：wmh@zstu.edu.cn.
原载：印染助剂2012/11；47-50
【摘要】 选取绿茶、芦荟、竹叶、杨梅树皮和柑橘皮5种植物提取物整理涤纶织物，并测试整理织物对金黄色葡萄球菌(ATCC6538)、大肠杆菌(8099)的抑菌率，以及整理织物对氨气、硫化氢气体的消臭率，考察了所选植物提取物整理织物的抗菌和消臭性能.结果表明：绿茶提取物(茶多酚)、芦荟提取物整理织物具有较好的抗菌效果；茶多酚、杨梅树皮提取物整理织物具有较好的消臭效果；茶多酚是一种理想的天然抗菌、消臭材料.
【关键词】 茶多酚；植物提取物；抗菌性能；消臭性能
【中图分类号】TS195.5 8 文献标识码：B 文章编号：1004-0439(2012)1 1-0047-04
利用合成整理剂对纺织品进行抗菌、消臭整理是纺织工业常用的方法.近年来，随着生活水平的提高，环保意识的增强和科学研究的深入，人们己经认识到合成抗菌、消臭剂对人体和环境存在潜在的危害.因此，寻找和开发高效的天然抗菌、消臭剂来替代合成整理剂己成为关注的热点[1].
植物是生物活性物质的天然宝库，其产生的次生代谢产物超过40多万种，其中一些生物功能物质具有良好的抗菌、消臭效果，开发新型植物源抗菌消臭剂已成为目前研究的热点之一.已知具有抗菌消臭活性的植物有效成分包括生物碱、黄酮、酚、醇和酯等，几乎涉及各类植物，对皮肤无过敏性和致癌性，具有较好的可降解性和环境相容性，符合当今生态纺织品发展要求.因此，采用天然抗菌、消臭植物提取物整理织物，开发抗菌消臭环保功能性纺织品有重要意义[2].
国内外关于植物提取物作为染料在纺织品染色中的应用研究比较多，诸如大黄、黄芩、甘草、黄连、儿茶、桑葚、栀子、虎杖的提取物对相应的纺织品进行染色[3].但是对从天然植物中提取出来的天然抗菌、消臭成分在纺织品上的抗菌、消臭整理的研究较少.
本文选择了5种天然植物提取物(其活性成分见表1)整理织物，并进行了相关测试，筛选出具有较高抗菌、消臭活性的天然植物提取物.
表1 5种天然提取物的活性成分
1 试验
1.1 材料和仪器
材料：绿茶提取物(茶多酚，含量85％，福州日冕科技开发有限公司)，库拉索芦荟提取物(芦荟苷20％，云南元江万绿生物有限公司)，杨梅树皮提取物(总黄酮50％)、柑橘皮提取物(总黄酮90％)和竹叶提取物(总黄酮24％)(金华贝康生物科技开发有限公司)，金黄色葡萄球菌(staphylococcus aureus，ATCC 6538)、大肠杆菌(colibacillus，8099)(浙江理工大学生物工程研究所)，氨水(化学纯，杭州临平高晶化工公司)，浓硫酸(分析纯，浙江永进化工有限公司)，硫化钠(化学纯，杭州汇普化工仪器有限公司)，盐酸、氢氧化钠、氯化钠、磷酸盐(均为化学纯，浙江医药股份公司)织物：涤纶缎类织物(规格50~75 D，80～85 g／m2,欣悦印染有限公司).
仪器：轧车(上海双翼实业公司)，氨气气体检测管(10～300 mg／m3 )、硫化氢气体检测管(10～200 mg／m3)(北京晓天世创科技有限公司)，无菌操作台(苏州净化设备有限公司)，振荡培养箱(上海博迅实业有限公司医疗设备厂。
1.2 植物提取物整理织物工艺
浸渍整理液[整理剂4％(omf)，浴比1：20，室温，20min]→脱水(带液率为70％) →烘干(80 ℃).
1.3 测试
抗菌性能：按GB／T 15979-2002测试.
消臭性能：将整理织物放置在已知浓度C。的被测气体(氨气、硫化氢，臭气的主要成分)的容器中，密闭放置1.5 h后，用对应的气体检测管测定密闭容器中被测气体的浓度C1 以下式计算整理织物的气体消臭百分率 ，气体消臭百分率=(1-C1／C0)x100％，织物消臭性能测试装置如图1.
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1一反应瓶：2一臭气分子：3一试验织物 4一气体检测管；5一气体吸收器 |
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图1 织物消性能测试装置 |
2 结果臭与讨论
2.1 抗菌性能
空白液、涤纶织物原样对金黄色葡萄球菌(ATCC6538)的抑菌率为-0.4％ 、-1.2％；对大肠杆菌(8099)的抑菌率为-0.8％、-0.5％.未处理的涤纶织物原样没有抗菌性能.图2显示，5种植物提取物整理织物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有一定的抗菌效果，其中绿茶提取物(茶多酚)、芦荟提取物整理织物抗菌效果最好.整理剂用量为4%(omf)时，芦荟提取物整理织物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率为85.7％和84.4％，绿茶提取物整理织物为77.9％和84.0％，竹叶提取物、杨梅树皮提取物、柑橘皮提取物整理织物依次减弱.这是因为芦荟提取物中主要活性成分为芦荟苷，具有蒽醌结构，对细菌细胞壁有较强的亲和力，容易作用并破坏菌体细胞壁的结构，故有较强的抗菌能力[5].茶多酚的主要活性分子为儿茶素类，分子中邻位酚羟基活性较强，易脱氢转化为羰基与细菌作用，从而达到抗菌的效果；儿茶素中的表没食子儿茶酚没食子酸(EGCG)与表儿茶酚没食子酸(ECG)均为酯型分子，约占儿茶素总量的80％，易于透过细胞壁并破坏细胞膜致使细菌无法生存[61326.杨梅树皮提取物、柑橘皮提取物、竹叶提取物的活性成分均为黄酮类物质.杨梅酚分子结构中含有较多的酚羟基，但是分子中缺少与细菌细胞壁有较强亲和力的酯型分子；柑橘皮提取物、竹叶提取物中的酚羟基或酚羟基邻位苯环上的氢原子被其他官能团取代，影响酚羟基的抗菌作用。因此，杨梅树皮提取物、柑橘皮提取物、竹叶提取物整理织物的抗菌效果相对较差.试验结果表明：儿茶素类和蒽醌类物质有较好的抗菌性能.
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A一茶多酚；B一芦荟提取物；C一竹叶提取物； D一杨梅树皮提取物；E一柑橘皮提取物 l一金黄色葡萄球菌；2一大肠杆菌 |
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图2 天然植物提取物整理涤纶织物的抗菌性能 |
2.2 消臭性能
由图3可知，未整理的涤纶织物对氨气消除率很低，几乎无消臭作用.5种植物提取物整理涤纶织物对氨气均有一定的消臭作用，其中以茶多酚、杨梅树皮提取物整理织物对氨气消臭效果最好.整理剂用量为4％(omf)时，茶多酚整理织物对氨气的消除率已达到79.6％，杨梅树皮提取物整理织物达81.6％，其次是柑橘皮提取物和芦荟提取物整理织物，消臭率分别是
71.8％和70.2％，竹叶提取物整理织物消臭效果相对较差.
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A一茶多酚；B一芦荟提取物；C一竹叶提取物； D一杨梅树皮提取物；E一柑橘皮提取物；F一未整理 |
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图3 天然植物提取物整理涤纶织物对氨气的消臭性能 |
从图4可以看出，未整理的涤纶织物对硫化氢消除率很低，几乎无消臭作用.5种植物提取物整理涤纶织物对硫化氢气体均有一定的消臭作用，其中以茶多酚、杨梅树皮提取物整理涤纶织物对硫化氢气体消除效果最好.整理剂用量为4％(omf)时，茶多酚、杨梅树皮提取物整理的涤纶织物对硫化氢气体消除率分别为55.0％和57.0％，其次是柑橘皮提取物和芦荟提取物整理的织物，消除率分别是46.O％和38.5％，竹叶提取物整理的织物消臭效果相对较差.
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A一茶多酚；B一芦荟提取物；c一竹叶提取物； D一杨梅树皮提取物；E一柑橘皮提取物；F一未整理 |
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图4 天然植物提取物整理涤纶织物对硫化氢气体的消臭性能 |
从表1中5种植物提取物的分子结构可看出,茶多酚、杨梅树皮提取物主要活性成分的分子结构中含有较多的邻位、间位活性酚羟基，可与氨气、硫化氢气体的-SH、-NH2发生缩合、复合等反应[6]386，因此茶多酚、杨梅树皮提取物对氨气、硫化氢气体有一定的消臭性能.柑橘皮提取物、芦荟提取物、竹叶提取物主要活性成分为黄酮类，分子结构中也含有一定量的酚羟基，但酚羟基含量相对较少，且一部分酚羟基及酚羟基邻位苯环上的氢原子被其他官能团取代，影响酚羟基的活性，致使消臭效果相对较差.试验结果表明，儿茶素类及含有邻位羟基的黄酮类有较好的消臭性能.
3 结论
(1)5种植物提取物中荼多酚、芦荟提取物(儿茶素类及蒽醌类)整理织物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有较好的抗菌做果．用量为4％(omf)时，茶多酚整理织物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为77.9％和84.O％．芦荟提取物整理织物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为85．7％和84．4％．
(2)5种植物提取物中茶多酚、杨梅树皮提取物(儿茶素类及含有邻位羟基的黄酮类)整理织物对氨气、硫化氢气体消臭效果较好．用量为4％(omf)时，茶多酚、杨梅树皮提取物整理织物对氨气消除率分别为79.6％和81.6％，对硫化氧气体消除率分别为55.O％和57.0％．
(3)茶多酚既有较好的抗菌性能又有较好的消臭性能，是一种理想的天然抗菌、消奥材料．
参考文献：
[l]王华．传统天然植物与纺织品的保健抗菌整理[J]纺织学报， 2004．25(1)：109-lll
[2]方涛，赵建平天然植物提取物在纺织品抗菌整理中的应用[C]，2006年江苏省印染助剂情报站第二十二届年会论文集．2006;195-198
[3]张伟伟，商佩佩，吕国良，等虎杖天然染料的提取及其对棉织物的染色[J]．浙江理工大学学报，2008，25(4)：396-401．
[4]黄鹤，安玉山.不断发展的除臭功能整理[J]印染，2004(11)：39-4l
[5]田兵，华跃进，马小琼，等．芦荟抗菌作用与葸醌化合物的关系[J]中国中药杂志，2003，28(11)：l034-l037
[6]杨贤强，王岳色，陈留记祭多酚化学[M]上海：上海科学技术出版社，2003：326．386．