蘆薈在紡織印染領(lǐng)域的應(yīng)用研究進展

洪國英，王雪梅，易 帆

（蘭州理工大學機電工程學院，甘肅蘭州 730050）

蘆薈又名油蔥、象膽，屬百合科多年生常青草本植物?！疤J薈”一詞常被用作對蘆薈屬植物的泛稱。蘆薈的莖干較短，葉簇大而肥厚，常披針形，或葉短寬，邊緣有尖齒狀刺。蘆薈屬植物種類較多且形態(tài)多樣，原產(chǎn)于非洲熱帶干旱地區(qū)，遍及世界各地，在中國臺灣、福建、廣東、廣西、四川、云南等地也都有栽培。蘆薈富含多糖、氨基酸、蒽醌、維生素等生物活性物質(zhì)，具有保濕、抗菌、防曬、抗輻射等特殊性能，可應(yīng)用于食品、醫(yī)療、化妝品等行業(yè)，還可應(yīng)用于染料、冶金、紡織、農(nóng)藥、畜牧等領(lǐng)域中，特別是在紡織行業(yè)具有非常大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1 蘆薈的分類

1.1 按有無毒素分類

1.1.1 有毒蘆薈

有毒蘆薈包括龍舌蘭和觀賞蘆薈，葉瓣長而且斷面單薄，葉瓣斷裂后一般不會有大量的汁液流出。

1.1.2 無毒蘆薈

無毒蘆薈包括庫拉索蘆薈、好望角蘆薈、木立蘆薈、斑紋蘆薈、皂質(zhì)蘆薈。無毒蘆薈的葉瓣比較短而且飽滿，斷裂后會有大量的汁液流出。最常見的蘆薈就是庫拉索蘆薈，人們口中所說的蘆薈通常指的就是它。

1.2 按用途分類

1.2.1 食用蘆薈

食用蘆薈膠囊具有潤腸通便作用［1］。由于蘆薈中富含豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，聯(lián)合國糧農(nóng)組織將蘆薈譽為“21世紀人類最佳保健食品之一”，國際食品法典將其列為蔬菜［2］。如今，市售添加蘆薈的食品越來越多，如蘆薈膠囊、蘆薈粉以及含有蘆薈的飲料、奶制品等。這些產(chǎn)品受到廣大消費者的喜愛。食用蘆薈包括中華蘆薈、木立蘆薈、庫拉索蘆薈等。從安全的角度出發(fā)，食用蘆薈只允許選用衛(wèi)健委等6部局《關(guān)于含庫拉索蘆薈凝膠食品標識規(guī)定的公告》中指定的庫拉索蘆薈［3］。

1.2.2 藥用蘆薈

蘆薈作為藥用由來已久。古埃及的醫(yī)書《艾帕努斯·巴皮努斯》中就有蘆薈的記載，書中不但記載了蘆薈對腹瀉和眼病的治療作用，還包含了很多蘆薈的處方。世界上大概有10多種可藥用的蘆薈品種，例如庫拉索蘆薈和木立蘆薈等。

1.2.3 美容蘆薈

研究表明，蘆薈中的多糖和蘆薈大黃素等成分能促進人體上皮細胞的合成，加快皮膚細胞的新陳代謝，防止細胞氧化和衰老，為皮膚組織細胞提供養(yǎng)分，調(diào)節(jié)肌膚的酸堿度，具有一定的美容作用；并且蘆薈還可以應(yīng)用于染發(fā)劑中，促進細胞修復，恢復毛發(fā)光澤。世界上的蘆薈品種眾多，但只有幾個品種能用于生產(chǎn)化妝品，如中華蘆薈、翠葉蘆薈、好望角蘆薈等。

2 蘆薈的多種活性物質(zhì)

蘆薈的化學成分復雜，經(jīng)研究已知的蘆薈成分就已經(jīng)超過160種，有效生物活性成分達72種以上。其中蒽醌類化合物、多糖、多肽、氨基酸、蛋白質(zhì)、有機酸、維生素、礦物質(zhì)、生物活性酶及最新研究物質(zhì)“滑水”都被確認為具有特定功能的活性成分［4］。

2.1 多糖類

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，蘆薈多糖是蘆薈凝膠的主要活性成分，一般是由甘露糖、半乳糖、葡萄糖和阿拉伯糖等組成。不同種類的蘆薈所含的多糖類比例不同，但所形成的多糖聚合物均對人體具有良好的免疫調(diào)節(jié)、增強細胞活性、抗腫瘤、消炎解毒等作用［5］。

2.2 氨基酸類

蘆薈葉片中蛋白質(zhì)占總干重的9.5%，經(jīng)水解后可以產(chǎn)生19種氨基酸。在蘆薈的新鮮葉汁中發(fā)現(xiàn)了人體必需而自身又不能合成的8種氨基酸，分別為：蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸等，且氨基酸的組成比例比較均衡。因此，蘆薈被稱為21世紀最有希望的保健食品［6］。

2.3 蒽醌類

對蘆薈所含蒽醌類物質(zhì)的研究表明，蘆薈的有機活性成分主要是羥基蒽醌類衍生物。蒽醌類化合物主要存在于蘆薈葉片浸出液中，是蘆薈的主要活性成分之一，主要包括蘆薈素、蘆薈大黃素、蘆薈大黃酚、蘆薈大黃酸、蘆薈咪酊、蘆薈大黃甙等20多種成分。這些物質(zhì)大多具有殺菌、抑菌、分解毒素、消除炎癥和促進傷口愈合等作用。蒽醌類化合物多呈酸性，能溶于水，水溶液呈現(xiàn)黃色或者淡黃色。蘆薈中蒽醌類化合物的種類和數(shù)量與蘆薈品種和栽培條件有關(guān)［6］。

2.4 維生素和甾族化合物類

蘆薈中含有豐富的維生素成分，主要包括維生素 VB1、VB2、VB6、VB12、VC、VA、胡蘿卜素等，此類物質(zhì)可以預防細胞氧化和衰老，促進細胞新陳代謝和生長，促進紅細胞合成，提高酶活性。蘆薈葉汁液中還含有鈉、鈣、鉀、鎂、鋁、硅等常量元素和鋅、鐵、鎳、鍺、銅、鋇等微量元素。

2.5 酶類

目前已發(fā)現(xiàn)的蘆薈葉汁液中所含酶類物質(zhì)有淀粉酶、脂肪酶、纖維素酶、過氧化氫酶、氧化酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、乳酸脫氫酶、蒜氨酸酶、血管緊張肽酶、堿性磷酸酯酶、酸性磷酸酯酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、緩激肽酶、白介素、植物凝血素等，這些酶類成分經(jīng)過熱處理以后便失去活性。

2.6 有機酸類

蘆薈的根、莖、葉中含有較豐富的有機酸，主要包括檸檬酸、蘋果酸、辛酸、酒石酸、丁二酸、硬脂酸、棕櫚酸、月桂酸等。其中，檸檬酸主要以鈣鹽的形式存在于蘆薈葉肉凝膠中；而十二烷酸、十三烷酸、十五烷酸、十七烷酸等有機酸大多與鉀、鈣等離子結(jié)合形成鹽。研究發(fā)現(xiàn)，蘆薈中有機酸的含量隨季節(jié)變化而變化，夏季蘆薈中有機酸含量普遍偏高。

2.7 蘆薈最新研究物質(zhì)——滑水

新鮮的蘆薈葉子中有一種沿著管壁流動速度比普通水快一倍的水——滑水?！盎笨梢詭椭行С煞趾投嗵茄杆俦蝗梭w吸收，通過加速細胞分裂促進新陳代謝。因此，許多學者推測認為蘆薈中的“滑水”是幫助治療多種疾病的一大重要原因［7］。

2.8 其他

蘆薈凝膠中還含有蘆薈皂苷、植物固醇等成分。這些物質(zhì)具有防腐、抑菌以及促進血管再生的作用。蘆薈汁液中的萘酮類物質(zhì)具有抗腫瘤、抗菌消炎、調(diào)節(jié)免疫等作用。

3 蘆薈在紡織印染領(lǐng)域的應(yīng)用

蘆薈作為一種純天然的具有多種特殊功效的植物，早已引起人們的關(guān)注。亞歷山大大帝曾令士兵攜帶大量蘆薈備用于戰(zhàn)場上，用來治療士兵化膿的傷口，療效很好。蘆薈集保濕、增白、防曬、抑菌、殺菌、消炎、抗輻射等作用于一身［8］，若將其應(yīng)用于紡織品中，對人類實現(xiàn)全面護膚有著重要的貢獻。蘆薈為綠色紡織品的開發(fā)注入了新鮮血液，迎合了人們追求綠色健康的需求，蘆薈以其全面呵護健康與美麗的天然植物形象，引導人們走向回歸大自然的路途，其紡織品的應(yīng)用市場前景良好［9］。

國內(nèi)外研究者對蘆薈的主要組分進行了深度分析，并對其應(yīng)用價值進行了研究，但主要還是針對醫(yī)藥和美容領(lǐng)域，國外最早開發(fā)的蘆薈產(chǎn)品是化妝品。相對來說，蘆薈在紡織印染領(lǐng)域的應(yīng)用研究目前還不多見，主要包括以下幾個方面。

3.1 后整理技術(shù)

蘆薈原汁具有抗靜電性，能作為織物的后整理助劑。目前普遍采用微膠囊技術(shù)，可以將一種或幾種植物的活性成分包裹在微膠囊粒子中，再固著在織物的纖維里，使其成為衛(wèi)生保健織物。微膠囊可通過各種方式釋放，在織物服用時緩慢散發(fā)出來，以保證作用的長效性。應(yīng)用時可以通過涂層加工或黏合劑的作用使微膠囊固著在紡織品上。除微膠囊技術(shù)外，還可以采用超聲波技術(shù)使在整理液中的蘆薈干粉顆粒聚集體解聚，提高蘆薈干粉在整理液中的溶解度，增加纖維的比表面積，促進纖維對整理劑的吸附。利用低溫等離子體技術(shù)進行表面改性的纖維可以使蘆薈整理劑直接吸附到纖維內(nèi)部。采用納米技術(shù)等新型后整理技術(shù)將蘆薈應(yīng)用在毛紡織品上，可賦予紡織品殺菌和抗輻射等性能。

3.2 蘆薈纖維的應(yīng)用

蘆薈纖維是以棉漿粕為原料，通過堿浸、壓榨、老成、磺化、紡絲、精練、干燥等工序而成的新型再生纖維素纖維，含有對人體有益的氨基酸和多糖，適合制作內(nèi)衣、床上用品等。該紡織品既具有黏膠纖維的舒適性，又具有氨基酸、多糖復合營養(yǎng)肌膚的保健作用，深受現(xiàn)代人的青睞，前景十分看好［10］。

蘆薈纖維開發(fā)前，蘆薈在紡織品上的應(yīng)用主要是用于織物的后整理，即經(jīng)過高科技處理后，織物表面形成蘆薈涂層，通過與皮膚的充分接觸滲透進去。其缺點是面料涂層中的蘆薈在經(jīng)過多次清洗后流失，喪失保健功能。

蘆薈纖維具有兩種紡絲方法：紡前膠注入紡絲法和后溶膠共混紡絲法。目前，長絲采用紡前膠注入法生產(chǎn)，短纖維采用后溶膠共混法生產(chǎn)。蘆薈纖維除集中了黏膠纖維的吸濕、透氣、滑爽、易染色等諸多優(yōu)點外，還將蘆薈有益于人體的諸多功能賦予纖維，使整理后的紡織品具有優(yōu)良的服用性和功能性。

新鄉(xiāng)白鷺化纖集團公司成功開發(fā)出了蘆薈營養(yǎng)黏膠纖維，并實現(xiàn)批量生產(chǎn)。河北天綸紡織股份有限公司引入了蘆薈纖維，進行了產(chǎn)品開發(fā)，但未有詳細報道。蘆薈纖維規(guī)模化生產(chǎn)已成為現(xiàn)實，新產(chǎn)品開發(fā)接連不斷。目前市場上已有蘆薈纖維紡織品，主要研究的是蘆薈纖維及其混紡纖維的開發(fā)，但國內(nèi)外對蘆薈纖維及其產(chǎn)品的開發(fā)研究還不是很系統(tǒng)。

3.3 蘆薈混紡纖維的應(yīng)用

蘆薈和其他具有一定功能的物質(zhì)制成合成面料，可將面料的功能提升到更高的層次。如蘆薈黏膠纖維、蘆薈竹炭纖維、蘆薈磁性面料等。其中，蘆薈黏膠纖維含有對人體有益的氨基酸和多糖，適合制作內(nèi)衣、床上用品、美容水刺無紡布等，紡織品既具有黏膠纖維的舒適性，又具有氨基酸、多糖復合營養(yǎng)肌膚的保健作用［11-13］。

3.4 蘆薈提取物作后媒染劑

蘆薈的根、莖、葉中含有較豐富的有機酸成分，主要包括檸檬酸、蘋果酸、酒石酸等，其中檸檬酸主要以鈣鹽的形式存在于蘆薈葉肉凝膠中；蘋果酸被作為評價蘆薈產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要參數(shù)。有的國外學者在采用天然色素上染蛋白質(zhì)纖維時，利用蘆薈提取物中含較豐富的有機酸成分這一特殊性質(zhì)，將蘆薈用作第二媒染劑，與抗壞血酸共同作用，以此來增強天然色素與角蛋白分子的固著能力，有效地提高了紡織品的染色牢度和成品質(zhì)量［14-17］。

3.5 殺菌保濕面料

蘆薈中所含的蘆薈酊具有很強的殺菌作用，可以抑制和消滅病原體的發(fā)育繁殖，殺滅真菌、細菌和病菌等。天然蘆薈通過萃取可得蘆薈整理劑，用于抗菌保濕的護膚面料，使用簡單的軋烘工藝將其交聯(lián)在織物表面，具有良好的耐水洗性能［18］。將蘆薈保濕因子加入化學纖維紡絲液中，可以使化學纖維的回潮率提高4～5個百分點，生產(chǎn)出蘆薈保濕纖維，大大提高了化學纖維的舒適性。日本高賴染工場推出蘆薈護膚織物，商品名為“蘆薈弗萊休”，以蘆薈萃取液為主要成分，加入顫菜、甘草等中藥萃取液固著在織物上，因為有良好的保濕性和抗菌性，故主要用于制作內(nèi)衣、睡衣和嬰兒用品。

3.6 防曬和防輻射作用

用于紫外線防護面料的蘆薈具有優(yōu)良的防曬性能，可防紫外線、射線和輻射。蘆薈中的蔥醒、肉桂酸等成分對日光和紫外線均有一定的吸收和隔絕作用，能有效防止日光紫外線引起的皮膚紅腫、灼傷、曬黑及皮膚過敏等，并有保濕、調(diào)理皮膚的功能［19］。作用機理主要是通過互變異構(gòu)體的變化，將有害的光能轉(zhuǎn)變成無害的熱能而將紫外線吸收掉。

3.7 其他

除上述作用外，蘆薈汁液還具有很好的消毒、防腐以及防止腳、口、腋等產(chǎn)生異味的作用，可用富含蘆薈汁液成分的纖維、紗線或面料制成內(nèi)衣、襪子、鞋墊等，應(yīng)用于開發(fā)保健功能性紡織品。

4 展望

隨著我國科技的快速發(fā)展，染整加工技術(shù)正面臨著許多變革，高新技術(shù)成果不斷涌現(xiàn)，將為紡織品的染整加工開辟更廣闊的領(lǐng)域，尤其是進行無公害的“綠色”加工，生產(chǎn)清潔的、有利于健康的紡織品［20］。采用一定方法從蘆薈中提取有效成分，將其整理到纖維、衣料、床上用品等紡織品上，起到抗菌防臭、滋潤皮膚的作用，有利于人的身心健康和延年益壽，受到消費者的喜愛。蘆薈提取物制成的面料主要用在床上用品、廚房用品、毛巾制品上，可用于不同場合的坐墊、靠墊、各種服裝等方面。相信在不久的將來，含有蘆薈特殊性能的面料將得到更加廣泛和普遍的普及。