[摘要]分析了传统天然植物药的功效和有效成分的提取技术,介绍了纺织品使用天然抗菌整理剂的工艺技术和产品开发的方向。
关键词:天然植物药 纺织品 抗菌整理 保健 功能纺织品
人类面临着日益恶化的生态环境,期待着能恢 复人体治愈能力的自然疗法;期待着能恢复健康,提 高免疫力的功能性纺织品的问世。本文所涉及的功 能纺织品是指通过天然药用植物的提取物作为功能 剂,对纺织品加工,从而达到抗菌防臭、保湿、吸湿、 防蛀、改善肌肤触感、抗过敏、治皮炎等加工效果,应 该说这是一种保健、舒适的加工方法。
1 能提取功能剂的传统天然植物药
1·1 芦 荟
芦荟主要成分是芦荟素(酚系成分),它是芦荟 叶表皮及内侧的苦汁,有抗炎症、抗变异反应作用, 对人体无副作用。日本东洋纺公司在“清洁革命”的 系列产品中,有用芦荟提取液作抗菌剂的。日本大 和纺公司推出的抗菌防臭剂Berbtrit中含有芦荟、艾 蒿、苏紫等萃取物。这种天然植物药的组合,除了抗 菌作用,对皮肤也有一定的护理作用。
1·2 艾 蒿
艾蒿为一种菌科多年生草本植物,它主要成分 有1,8-桉树脑,α-守酮、乙酰胆碱、胆碱等,具有抗菌 消炎、抗过敏和促进血液循环作用。日本Unitika公 司的Evercare产品就是由艾蒿的提取物吸附在多孔 的微胶囊状无机物中制成。日本还有以艾蒿染色的 织物,用以加工制成患特异反应性皮炎患者的睡衣裤。
1·3 蕺 菜
蕺菜为泊草科多年生草本植物,蕺菜叶、茎部分 的药用成分主要含有癸酰基乙醛、甲基壬基酮月桂 酸。它对葡萄球菌、线状菌抗菌作用强。因安全性 高,用于织物保健舒适加工剂。日本大和纺公司的 天然抗菌剂Herbcare和日本Patatiumuu化学公司的 抗菌剂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,产地主要为中国、 阿富汗等。它在中药中常作生药,是早被人们所认 知的药草。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,葡萄醣醛酸和类黄酮配糖物等。它有抗炎症、抗 变异反应、抗溃疡和解毒等作用。其毒性小,对人体 安全。日本大和纺公司的抗菌防臭剂Amaxan就是 利用甘草的天然成分甘草甜素酸二钾制成,其特点 是抗过敏、抗炎症。
1·5 茶 叶
茶叶中含有多种化学成分,主要有多酚类化合 物,生物碱(咖啡碱)、儿茶素等。研究表明,儿茶素 对链球菌、金黄色葡萄球菌等微生物有抑制作用。 它还能抑制酪氨酸脱羧酶的活性。此外,它还有许 多药用功能如抗病毒、杀真菌、解毒抗癌等。日本“敷纺”公司从天然茶叶中制取儿茶素处理加工棉织 物,加工出具有高抗菌防臭功能的产品“切巴夫兰 秀”;“大和纺”公司也用这种儿茶素来处理加工出具 有防臭抗菌功能的棉制品“卡坦库林”。
1·6 石榴果皮
石榴为石榴科落叶灌木,原产伊朗。果皮可入 药,其萃取物有抑制胶原酶活性,可开发消费性能高 的生态学抗菌织物,并且其色素成分既可作为棉织 品的直接染料用,又可抗菌整理。日本都立卫生研 究所的实验结果表明,染色浓度在50%(按织物重) 以上,石榴染色具备符合卫生加工协会评定标准的 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标准。因此,日本正在把石榴 作为不污染环境的生态学抗菌整理剂来开发。
2 植物药有效成分的提取技术及安全性测试方法
2·1 分子蒸馏器的应用
某些植物药的有效成分用一般的蒸馏方法来精 制,会发生聚合或分解,使质量和得率下降、成本上 升,尤其是对于沸点较高或热敏性较强的成分,要采 用分子蒸馏器来加工,才能得到质优的产品。
分子蒸馏器的特点:1)蒸馏时气化温度低,甚至 低于其对应压力下的沸点。2)由于该设备的特殊结 构,使加热和冷凝在一个外壳内进行,尽可能地减少 了不必要的阻力,在蒸馏时可以获得极低的操作压 力。3)物料分子从气化面跑到冷凝面的距离极短, 所以受热的时间是极短暂的,一般在1 min之内,物 料受破坏的机会极少。如藿香油、当归油等精制。
2·2 二氧化碳萃取工艺的应用
超临界流体萃取(Super-Critical Fluid Extaction, SFE):它的工作区一般是压力在200~300 Bar,温度 在40~80℃之间。CO2流体的性质是介于液体与气 体之间,有较强的溶解能力,而其粘度近似气体,有 较高的传质能力。它适宜于类似萃取制造啤酒用的 酒花和从咖啡或茶叶中去除咖啡因。可以将咖啡中 的咖啡因从原来的3%降到0·2%,以适应不易入睡 的人饮用咖啡,同时提出的咖啡因又是很好的天然 药品,真可谓一举二得。我国最近几年也从德国引 进了几套装置,用以提取麻黄素、姜黄、甘草素等产 品出口。
2·3 色谱柱分离法的应用
这种装置可以分离沸点在300℃以下的混合化 合物,尤其是沸点非常接近,相对挥发度小于1·2的 混合物。如同分异构体,分离微量杂质和一些共沸 混合物等,这些物质是难以用分溜法、液体萃取法和 分级结晶等单元操作所能分离的。
2·4 膜分离技术的应用
超滤:用以过滤粒径1 nm的物质,可过滤一些 病毒、细菌、蛋白质、浓缩发酵液等,操作压力在100 ~1000 kPa之间。
反渗透过滤:过滤1 nm~1μm以下的离子状态 物质,可以分离溶液中的糖分子,盐分子和一些金属 离子等,可用于海水淡化。
2·5 植物药安全性常规试验方法
天然的物质并不意味着安全,植物药中有许多 具有毒性。植物药哪些能用于纺织品整理,可参照 植物药在化妆品上应用的药典和有关法规执行。对 毒性、刺激性和过敏性不熟悉的植物药提取物在使 用前需先进行安全试验。常规试验包括:1)急性口 服毒性试验。实验动物为小白鼠以50%的致死量(LD50)表示其毒性值。2)皮肤刺激性试验,以兔为 实验动物,考察兔皮肤对样品的发炎、红斑、浮肿等 反应。3)过敏性试验,以鼠为实验动物,注射后观察 皮肤变化。
3 纺织品使用天然抗菌整理剂的工艺技术 和产品开发
3·1 天然抗菌剂的整理技术
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