茶色素茶色素在纺织领域的应用现状

茶色素茶色素在纺织领域的应用现状

中国是茶叶的故乡，茶叶在世界上很受欢迎。茶色素作为一种天然植物色素优点较多,近年来在纺织品染色领域的应用研究受到了关注,其保健功能也越来越得到人们的关注,开发安全优质的茶叶色素已是一种必然趋势。1茶色素的机制茶叶感官品质是茶叶色泽、香气、滋味、外形等品质因子的综合反映茶中含有丰富的叶绿素、叶黄素、胡萝卜素等脂溶性色素和茶黄素、茶红素、茶褐素等复合色素,用茶来提取天然食用色素,可提高茶叶的经济价值。早在20世纪60年代,苏联就有了从红、绿茶中提取黄色素、绿色素的专利。但由于当时人们对合成色素的毒副作用尚未引起注意,而初期制取的茶色素在着色力和稳定性方面相对也较差,因而发展较为缓慢。到了80年代末期,安徽农业大学从低档茶、茶末和茶灰中提取系列茶色素(黄色素、绿色素等)自从1856年英国W.H.柏金斯发明了第一种合成有机色素苯胺紫以来,合成色素就以其成本低廉、色泽鲜艳、稳定性好等优点在食品工业中得到了广泛应用。然而,医学毒理学和生物学研究发现,大多数人工合成食用色素对人体有不同程度的伤害,有的甚至有致癌和致畸性作用。随着人们“回归自然”呼声的增高以及对天然食用色素某些生理活性作用的逐步认识,开发安全优质天然色素以取代合成色素已是一种必然趋势。茶色素是从茶叶中提取得到的一种天然色素,主要成分为茶黄素类、茶红素类和茶绿素类。茶色素含有大量的活性酚羟基等化学活性成分,具有较强的清除自由基和抗氧化作用,防癌抗癌、防紫外线照射、抗动脉粥样硬化、抗龋护齿等多种药理功能。(1)消除自由基、抗衰老作用人体衰老的主要机制是因为自由基的过量形成和脂质过氧化,而自由基的过量形成又会促进脂质过氧化,从而导致代谢功能下降,促使人体衰老。因此,只要及时有效地清除体内过量自由基,就能达到抗衰老的目的。研究表明:茶色素通过调节体内的生物酶系活性、直接消除自由基、与金属离子络合,以及防止低密度脂蛋白的氧化等途径来实现其抗氧化作用(2)降血糖、血脂,防止心血管系统疾病心血管系统的疾病已成为世界公认的三大疾病之一。心脑血管疾病的发生与自由基的关系最为密切,自由基引起的脂质过氧化对心脑血管疾病的发生及发展起着重要的作用。茶色素能有效地清除体内自由基,削弱脂质过氧化,从而达到对高血压、冠心病等的预防和治疗作用;同时,基础研究和临床研究还表明,茶色素有显著的抗凝、促纤溶、防止血小板沾附和聚集及控制动脉粥样硬化的形成和治疗作用。宋雁、刘兆平和贾旭东(3)抗癌、抗肿瘤作用近年来,国内外茶叶防癌、抗癌研究均有较大的进展。中国预防医学科学院获得了茶可预防人类癌症的证据,并指出茶多酚和茶色素均有明显的防癌作用;香港大学医学院也发现茶绿色素有防癌治病功效。刘泽嵚和韩驰(4)预防龋齿Ishigami等研究报道茶红色素中有一类苯骈卓酚酮的衍生物(如茶黄色素类物质),对与龋齿发生有密切相关的α-淀粉酶和糖基转移酶(GTP)有抑制作用,可有效预防龋齿。浙江医学科学院生物工程研究所的试验结果表明,茶黄色素对口腔中的致龋菌—甲型链球菌、乙型链球菌、变形链球菌均具有一定的抑制作用。2茶色素的主要特性(1)茶绿色素是低档绿茶的含水酒精或含水丙酮提取物,为绿色或黄绿色粉末,0.1%TGP含水乙醇溶液为亮黄绿色。脂溶性茶绿色素的色素主体成分为叶绿素;水溶性茶绿色素的色素主体成分为叶绿素铜钠盐。茶绿色素在温和条件下耐热、耐光性较好,最适pH值为3~6,在中性及碱性条件下易变黄。(2)茶黄色素是由低档绿茶热水提取而制成的水溶性色素,色素成分主要是黄烷醇类及其氧化产物、黄酮类等,外观为黄色或淡黄色固体粉末;易溶于水、含水乙醇、含水甲醇等溶剂,难溶于氯仿、石油醚等。0.1%水溶液黄色透明,耐热性较好,在酸性条件下较稳定。当pH值为3~9时,溶液颜色依次为亮黄、橙黄、橙、橙红,说明茶黄色素适宜于偏酸及中性环境中使用,在碱性环境中易发生褐变。(3)茶红色素是从红茶中提取分离的一种水溶性色素,其色素主体成分是多酚类物质氧化聚合物茶红素与茶黄素,外观为褐红色或橙红色粉末;易溶于水、含水乙醇、含水甲醇等溶剂,难溶于氯仿、石油醚等。0.1%TRP溶液呈深红色,稳定性较好。(4)其他茶色素在制取茶色素的过程中,采用不同的提取条件和方法可生产出茶橙色素、茶褐色素、茶黑色素等。用乳酸铁处理茶浸出液产生黑色素就是一例。3茶色素染色对织物色牢度的影响当前国内外对茶色素的研究主要集中于以下几个方面:(1)茶色素药理性能的研究,如茶色素的防癌抗癌、防紫外线照射、抗动脉粥样硬化、抗龋护齿等多种药理功能。(2)茶色素的制备方法,如以废次茶粉末为原料,对茶红色素的提取、浓缩、干燥等工艺条件进行研究。(3)茶色素在食品方面的应用,如现在茶色素已广泛用于糖、糕点、冰淇淋、果冻果酱、巧克力、果汁饮料等食品中,用来改善食品的色泽和风味。(4)茶色素用于纤维染色的研究,如茶色素染羊绒产品的染色工艺、茶色素染色棉织物性能测试与分析、茶色素染色对涤纶性能的影响,其中茶色素染羊绒已经有产品上市。有研究表明:应用天然染料茶叶分别对羊毛、桑蚕丝、棉、粘胶、亚麻5种纤维试样进行染色,并选用6种不同的媒染剂,对染色后各纤维试样进行媒染;测试和评定了各纤维试样的耐洗色牢度。结果表明:天然染料茶叶应用于这5种常见的纤维素纤维和蛋白质纤维染色,可得深浅不同的茶褐色,直接染色和媒染产品的色牢度均较好;不同媒染剂媒染处理的纤维试样颜色也有所不同,大多都会不同程度地偏向于这些媒染剂在水溶液中所呈现的色泽;而媒染处理后,各染色试样的耐洗牢度也均有不同程度的提高。还有专家对茶色素染色对涤纶性能的影响进行研究。以天然茶色素上染涤纶织物,探讨了不同条件下染色对涤纶织物拉伸、弯曲、压缩特性及表面特性的影响,以及对毛细效应的影响。结果表明有研究表明李凤燕等人发现汪青等研究绿茶萃取液用于涤纶织物的染色,试验染液的pH值和浓度、媒染剂类型以及染色温度和压力对涤纶织物染色深度和水洗牢度的影响,结果显示采用硫酸亚铁和氯化亚锡作为媒染剂,利用绿茶色素对涤纶织物进行染色,可以得到一系列的棕色,水洗牢度可达4级以上黄旭明等人探讨了茶叶对丝绸染色的可行性和染色条件。分别采用预媒染色、同浴媒染和后媒染色3种不同的媒染方法,在不同媒染剂的作用下对丝绸染色,染色效果综合评定,认为预媒染色较佳。不加任何媒染剂时,茶叶染料也能直接上染丝绸,但得色率和色牢度不好,且色光不丰富。媒染剂可提高得色率和色牢度,同时可赋予更丰富的色泽,满足服饰需要。对染色后织物的K/S值、水洗牢度、摩擦牢度做了测试。茶叶染料在铜盐、铁盐、铬盐做媒染剂而进行媒染染色后的丝绸,其水洗牢度可达4级或4级以上,干摩擦色牢度也能达到4级或4级以上。丝绸印染企业在染咖啡色或棕色色系时,可以尝试茶叶媒染染色贾艳梅的研究结果表明,直接染色最佳工艺为:温度90℃,时间50min,pH=5,染料质量浓度为提取原液质量浓度的80%(g/L),直接染色可获得较好的染色深度和牢度,皂洗和摩擦牢度均达到3级或3级以上;经媒染后,织物的K/S值提高显著,染色牢度略有提高,媒染剂种类对染色织物色相影响较大作为天然染料之一,茶色素近年来在纺织品染色领域的应用研究受到了关注,染色纤维包括纤维素纤维、蛋白质纤维以及部分化学纤维。目前用得最多的是以羊毛羊绒为代表的蛋白质纤维、以棉为代表的纤维素纤维。现在市场上已经出现用茶色素染料染色的纺织品,如雪莲羊绒股份有限公司的用茶黄素染色的羊绒产品。用茶色素染料染色的纺织品已经具有一定生产和使用规模,然而目前存在一个问题,当前没有织物上茶色素染料的鉴别与分析方法。这是因为织物上的染料已经上染了,需要先剥离下来或者直接从织物上测试,比鉴别纯的染料要麻烦,所以,纺织中茶色素染料的鉴别还需进一步的研究。这就致使茶色素染料染色的纺织品没法出具报告证明其所用染料为茶色素染料,这也使生产企业面临强烈的检测需求。确定织物上茶色素染料的鉴别与分析方法,可以弥补此技术领域的空白,对于满足消费市场和检测需要都具有重要的意义。4临床应用研究随着研究方法和手段的不断改进和升级,茶叶色素的研究将进一步深入细化到色素形成变化的每一步,使人们通过加工技术及调控环境因子来控制色泽变化。同时,随着人们对食品安全的重视和健康意识的增强,以及对茶叶色素的深入研究和认识,茶叶色素的保健功能也越来越得到人们的关注,开发安全优质的茶叶色素已是一种必然趋势。有研究表明,茶黄素类、茶红素类等茶色素具有降血脂、抗动脉粥样硬化、抗脂质过氧化、清除氧自由基、增强免疫功能、改善微循环及抗肿瘤等药理作用,现已逐步开始临床应用。还有研究显示,茶褐素可能是普洱茶中重要的减肥、降脂成分,然而茶褐素是一类十分复杂的化合物,其组成和功能的研究刚刚起步,急待加强和提高茶色素为水溶性、醇溶性物质;其水溶液对光稳定,在室温下长期放置,溶液颜色保持基本不变;热稳定性好,其水溶液长时间加热,颜色能保持基本不变。可见,茶色素是一种非常优良的天然色素通过茶色素对纯毛织物的染色试验及各项测试结果表明:茶色素对纯毛织物具有良好的染着性,毛织物得色较深且各项色牢度均较好,并且染色后织物抗紫外性能增强,且具有抗菌性能,达到了功能纺织品研制的目标。使用简单的提取方法即可获得茶色素,