[摘要]分析了傳統天然植物藥的功效和有效成分的提取技術,介紹了紡織品使用天然抗菌整理劑的工藝技術和產品開發的方向。
關鍵詞:天然植物藥 紡織品 抗菌整理 保健 功能紡織品
人類面臨著日益惡化的生態環境,期待著能恢 復人體治愈能力的自然療法;期待著能恢復健康,提 高免疫力的功能性紡織品的問世。本文所涉及的功 能紡織品是指通過天然藥用植物的提取物作為功能 劑,對紡織品加工,從而達到抗菌防臭、保濕、吸濕、 防蛀、改善肌膚觸感、抗過敏、治皮炎等加工效果,應 該說這是一種保健、舒適的加工方法。
1 能提取功能劑的傳統天然植物藥
1·1 蘆 薈
蘆薈主要成分是蘆薈素(酚系成分),它是蘆薈 葉表皮及內側的苦汁,有抗炎癥、抗變異反應作用, 對人體無副作用。日本東洋紡公司在“清潔革命”的 系列產品中,有用蘆薈提取液作抗菌劑的。日本大 和紡公司推出的抗菌防臭劑Berbtrit中含有蘆薈、艾 蒿、蘇紫等萃取物。這種天然植物藥的組合,除了抗 菌作用,對皮膚也有一定的護理作用。
1·2 艾 蒿
艾蒿為一種菌科多年生草本植物,它主要成分 有1,8-桉樹腦,α-守酮、乙酰膽堿、膽堿等,具有抗菌 消炎、抗過敏和促進血液循環作用。日本Unitika公 司的Evercare產品就是由艾蒿的提取物吸附在多孔 的微膠囊狀無機物中制成。日本還有以艾蒿染色的 織物,用以加工制成患特異反應性皮炎患者的睡衣褲。
1·3 蕺 菜
蕺菜為泊草科多年生草本植物,蕺菜葉、莖部分 的藥用成分主要含有癸酰基乙醛、甲基壬基酮月桂 酸。它對葡萄球菌、線狀菌抗菌作用強。因安全性 高,用于織物保健舒適加工劑。日本大和紡公司的 天然抗菌劑Herbcare和日本Patatiumuu化學公司的 抗菌劑Paraglas都含有蕺菜提取物。
1·4 甘 草
甘草是豆科多年生草本植物,產地主要為中國、 阿富汗等。它在中藥中常作生藥,是早被人們所認 知的藥草。甘草的主要成分是有甜味的甘草甜素, 它的甜味是蔗糖的150倍。它酸解后生成甘草次 酸,葡萄醣醛酸和類黃酮配糖物等。它有抗炎癥、抗 變異反應、抗潰瘍和解毒等作用。其毒性小,對人體 安全。日本大和紡公司的抗菌防臭劑Amaxan就是 利用甘草的天然成分甘草甜素酸二鉀制成,其特點 是抗過敏、抗炎癥。
1·5 茶 葉
茶葉中含有多種化學成分,主要有多酚類化合 物,生物堿(咖啡堿)、兒茶素等。研究表明,兒茶素 對鏈球菌、金黃色葡萄球菌等微生物有抑制作用。 它還能抑制酪氨酸脫羧酶的活性。此外,它還有許 多藥用功能如抗病毒、殺真菌、解毒抗癌等。日本“敷紡”公司從天然茶葉中制取兒茶素處理加工棉織 物,加工出具有高抗菌防臭功能的產品“切巴夫蘭 秀”;“大和紡”公司也用這種兒茶素來處理加工出具 有防臭抗菌功能的棉制品“卡坦庫林”。
1·6 石榴果皮
石榴為石榴科落葉灌木,原產伊朗。果皮可入 藥,其萃取物有抑制膠原酶活性,可開發消費性能高 的生態學抗菌織物,并且其色素成分既可作為棉織 品的直接染料用,又可抗菌整理。日本都立衛生研 究所的實驗結果表明,染色濃度在50%(按織物重) 以上,石榴染色具備符合衛生加工協會評定標準的 抗菌力和耐久性。此外,在染色牢度方面符合JIS 浴用毛巾的染色牢度標準。因此,日本正在把石榴 作為不污染環境的生態學抗菌整理劑來開發。
2 植物藥有效成分的提取技術及安全性測試方法
2·1 分子蒸餾器的應用
某些植物藥的有效成分用一般的蒸餾方法來精 制,會發生聚合或分解,使質量和得率下降、成本上 升,尤其是對于沸點較高或熱敏性較強的成分,要采 用分子蒸餾器來加工,才能得到質優的產品。
分子蒸餾器的特點:1)蒸餾時氣化溫度低,甚至 低于其對應壓力下的沸點。2)由于該設備的特殊結 構,使加熱和冷凝在一個外殼內進行,盡可能地減少 了不必要的阻力,在蒸餾時可以獲得極低的操作壓 力。3)物料分子從氣化面跑到冷凝面的距離極短, 所以受熱的時間是極短暫的,一般在1 min之內,物 料受破壞的機會極少。如藿香油、當歸油等精制。
2·2 二氧化碳萃取工藝的應用
超臨界流體萃取(Super-Critical Fluid Extaction, SFE):它的工作區一般是壓力在200~300 Bar,溫度 在40~80℃之間。CO2流體的性質是介于液體與氣 體之間,有較強的溶解能力,而其粘度近似氣體,有 較高的傳質能力。它適宜于類似萃取制造啤酒用的 酒花和從咖啡或茶葉中去除咖啡因。可以將咖啡中 的咖啡因從原來的3%降到0·2%,以適應不易入睡 的人飲用咖啡,同時提出的咖啡因又是很好的天然 藥品,真可謂一舉二得。我國最近幾年也從德國引 進了幾套裝置,用以提取麻黃素、姜黃、甘草素等產 品出口。
2·3 色譜柱分離法的應用
這種裝置可以分離沸點在300℃以下的混合化 合物,尤其是沸點非常接近,相對揮發度小于1·2的 混合物。如同分異構體,分離微量雜質和一些共沸 混合物等,這些物質是難以用分溜法、液體萃取法和 分級結晶等單元操作所能分離的。
2·4 膜分離技術的應用
超濾:用以過濾粒徑1 nm的物質,可過濾一些 病毒、細菌、蛋白質、濃縮發酵液等,操作壓力在100 ~1000 kPa之間。
反滲透過濾:過濾1 nm~1μm以下的離子狀態 物質,可以分離溶液中的糖分子,鹽分子和一些金屬 離子等,可用于海水淡化。
2·5 植物藥安全性常規試驗方法
天然的物質并不意味著安全,植物藥中有許多 具有毒性。植物藥哪些能用于紡織品整理,可參照 植物藥在化妝品上應用的藥典和有關法規執行。對 毒性、刺激性和過敏性不熟悉的植物藥提取物在使 用前需先進行安全試驗。常規試驗包括:1)急性口 服毒性試驗。實驗動物為小白鼠以50%的致死量(LD50)表示其毒性值。2)皮膚刺激性試驗,以兔為 實驗動物,考察兔皮膚對樣品的發炎、紅斑、浮腫等 反應。3)過敏性試驗,以鼠為實驗動物,注射后觀察 皮膚變化。
3 紡織品使用天然抗菌整理劑的工藝技術 和產品開發
3·1 天然抗菌劑的整理技術
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