芦荟在纺织印染领域的应用研究进展

洪国英，王雪梅，易 帆

（兰州理工大学机电工程学院，甘肃兰州 730050）

芦荟又名油葱、象胆，属百合科多年生常青草本植物。“芦荟”一词常被用作对芦荟属植物的泛称。芦荟的茎干较短，叶簇大而肥厚，常披针形，或叶短宽，边缘有尖齿状刺。芦荟属植物种类较多且形态多样，原产于非洲热带干旱地区，遍及世界各地，在中国台湾、福建、广东、广西、四川、云南等地也都有栽培。芦荟富含多糖、氨基酸、蒽醌、维生素等生物活性物质，具有保湿、抗菌、防晒、抗辐射等特殊性能，可应用于食品、医疗、化妆品等行业，还可应用于染料、冶金、纺织、农药、畜牧等领域中，特别是在纺织行业具有非常大的发展潜力。

1 芦荟的分类

1.1 按有无毒素分类

1.1.1 有毒芦荟

有毒芦荟包括龙舌兰和观赏芦荟，叶瓣长而且断面单薄，叶瓣断裂后一般不会有大量的汁液流出。

1.1.2 无毒芦荟

无毒芦荟包括库拉索芦荟、好望角芦荟、木立芦荟、斑纹芦荟、皂质芦荟。无毒芦荟的叶瓣比较短而且饱满，断裂后会有大量的汁液流出。最常见的芦荟就是库拉索芦荟，人们口中所说的芦荟通常指的就是它。

1.2 按用途分类

1.2.1 食用芦荟

食用芦荟胶囊具有润肠通便作用［1］。由于芦荟中富含丰富的营养物质，联合国粮农组织将芦荟誉为“21世纪人类最佳保健食品之一”，国际食品法典将其列为蔬菜［2］。如今，市售添加芦荟的食品越来越多，如芦荟胶囊、芦荟粉以及含有芦荟的饮料、奶制品等。这些产品受到广大消费者的喜爱。食用芦荟包括中华芦荟、木立芦荟、库拉索芦荟等。从安全的角度出发，食用芦荟只允许选用卫健委等6部局《关于含库拉索芦荟凝胶食品标识规定的公告》中指定的库拉索芦荟［3］。

1.2.2 药用芦荟

芦荟作为药用由来已久。古埃及的医书《艾帕努斯·巴皮努斯》中就有芦荟的记载，书中不但记载了芦荟对腹泻和眼病的治疗作用，还包含了很多芦荟的处方。世界上大概有10多种可药用的芦荟品种，例如库拉索芦荟和木立芦荟等。

1.2.3 美容芦荟

研究表明，芦荟中的多糖和芦荟大黄素等成分能促进人体上皮细胞的合成，加快皮肤细胞的新陈代谢，防止细胞氧化和衰老，为皮肤组织细胞提供养分，调节肌肤的酸碱度，具有一定的美容作用；并且芦荟还可以应用于染发剂中，促进细胞修复，恢复毛发光泽。世界上的芦荟品种众多，但只有几个品种能用于生产化妆品，如中华芦荟、翠叶芦荟、好望角芦荟等。

2 芦荟的多种活性物质

芦荟的化学成分复杂，经研究已知的芦荟成分就已经超过160种，有效生物活性成分达72种以上。其中蒽醌类化合物、多糖、多肽、氨基酸、蛋白质、有机酸、维生素、矿物质、生物活性酶及最新研究物质“滑水”都被确认为具有特定功能的活性成分［4］。

2.1 多糖类

经研究发现，芦荟多糖是芦荟凝胶的主要活性成分，一般是由甘露糖、半乳糖、葡萄糖和阿拉伯糖等组成。不同种类的芦荟所含的多糖类比例不同，但所形成的多糖聚合物均对人体具有良好的免疫调节、增强细胞活性、抗肿瘤、消炎解毒等作用［5］。

2.2 氨基酸类

芦荟叶片中蛋白质占总干重的9.5%，经水解后可以产生19种氨基酸。在芦荟的新鲜叶汁中发现了人体必需而自身又不能合成的8种氨基酸，分别为：苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸等，且氨基酸的组成比例比较均衡。因此，芦荟被称为21世纪最有希望的保健食品［6］。

2.3 蒽醌类

对芦荟所含蒽醌类物质的研究表明，芦荟的有机活性成分主要是羟基蒽醌类衍生物。蒽醌类化合物主要存在于芦荟叶片浸出液中，是芦荟的主要活性成分之一，主要包括芦荟素、芦荟大黄素、芦荟大黄酚、芦荟大黄酸、芦荟咪酊、芦荟大黄甙等20多种成分。这些物质大多具有杀菌、抑菌、分解毒素、消除炎症和促进伤口愈合等作用。蒽醌类化合物多呈酸性，能溶于水，水溶液呈现黄色或者淡黄色。芦荟中蒽醌类化合物的种类和数量与芦荟品种和栽培条件有关［6］。

2.4 维生素和甾族化合物类

芦荟中含有丰富的维生素成分，主要包括维生素 VB1、VB2、VB6、VB12、VC、VA、胡萝卜素等，此类物质可以预防细胞氧化和衰老，促进细胞新陈代谢和生长，促进红细胞合成，提高酶活性。芦荟叶汁液中还含有钠、钙、钾、镁、铝、硅等常量元素和锌、铁、镍、锗、铜、钡等微量元素。

2.5 酶类

目前已发现的芦荟叶汁液中所含酶类物质有淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶、过氧化氢酶、氧化酶、谷丙转氨酶、乳酸脱氢酶、蒜氨酸酶、血管紧张肽酶、碱性磷酸酯酶、酸性磷酸酯酶、谷草转氨酶、缓激肽酶、白介素、植物凝血素等，这些酶类成分经过热处理以后便失去活性。

2.6 有机酸类

芦荟的根、茎、叶中含有较丰富的有机酸，主要包括柠檬酸、苹果酸、辛酸、酒石酸、丁二酸、硬脂酸、棕榈酸、月桂酸等。其中，柠檬酸主要以钙盐的形式存在于芦荟叶肉凝胶中；而十二烷酸、十三烷酸、十五烷酸、十七烷酸等有机酸大多与钾、钙等离子结合形成盐。研究发现，芦荟中有机酸的含量随季节变化而变化，夏季芦荟中有机酸含量普遍偏高。

2.7 芦荟最新研究物质——滑水

新鲜的芦荟叶子中有一种沿着管壁流动速度比普通水快一倍的水——滑水。“滑水”可以帮助有效成分和多糖迅速被人体吸收，通过加速细胞分裂促进新陈代谢。因此，许多学者推测认为芦荟中的“滑水”是帮助治疗多种疾病的一大重要原因［7］。

2.8 其他

芦荟凝胶中还含有芦荟皂苷、植物固醇等成分。这些物质具有防腐、抑菌以及促进血管再生的作用。芦荟汁液中的萘酮类物质具有抗肿瘤、抗菌消炎、调节免疫等作用。

3 芦荟在纺织印染领域的应用

芦荟作为一种纯天然的具有多种特殊功效的植物，早已引起人们的关注。亚历山大大帝曾令士兵携带大量芦荟备用于战场上，用来治疗士兵化脓的伤口，疗效很好。芦荟集保湿、增白、防晒、抑菌、杀菌、消炎、抗辐射等作用于一身［8］，若将其应用于纺织品中，对人类实现全面护肤有着重要的贡献。芦荟为绿色纺织品的开发注入了新鲜血液，迎合了人们追求绿色健康的需求，芦荟以其全面呵护健康与美丽的天然植物形象，引导人们走向回归大自然的路途，其纺织品的应用市场前景良好［9］。

国内外研究者对芦荟的主要组分进行了深度分析，并对其应用价值进行了研究，但主要还是针对医药和美容领域，国外最早开发的芦荟产品是化妆品。相对来说，芦荟在纺织印染领域的应用研究目前还不多见，主要包括以下几个方面。

3.1 后整理技术

芦荟原汁具有抗静电性，能作为织物的后整理助剂。目前普遍采用微胶囊技术，可以将一种或几种植物的活性成分包裹在微胶囊粒子中，再固着在织物的纤维里，使其成为卫生保健织物。微胶囊可通过各种方式释放，在织物服用时缓慢散发出来，以保证作用的长效性。应用时可以通过涂层加工或黏合剂的作用使微胶囊固着在纺织品上。除微胶囊技术外，还可以采用超声波技术使在整理液中的芦荟干粉颗粒聚集体解聚，提高芦荟干粉在整理液中的溶解度，增加纤维的比表面积，促进纤维对整理剂的吸附。利用低温等离子体技术进行表面改性的纤维可以使芦荟整理剂直接吸附到纤维内部。采用纳米技术等新型后整理技术将芦荟应用在毛纺织品上，可赋予纺织品杀菌和抗辐射等性能。

3.2 芦荟纤维的应用

芦荟纤维是以棉浆粕为原料，通过碱浸、压榨、老成、磺化、纺丝、精练、干燥等工序而成的新型再生纤维素纤维，含有对人体有益的氨基酸和多糖，适合制作内衣、床上用品等。该纺织品既具有黏胶纤维的舒适性，又具有氨基酸、多糖复合营养肌肤的保健作用，深受现代人的青睐，前景十分看好［10］。

芦荟纤维开发前，芦荟在纺织品上的应用主要是用于织物的后整理，即经过高科技处理后，织物表面形成芦荟涂层，通过与皮肤的充分接触渗透进去。其缺点是面料涂层中的芦荟在经过多次清洗后流失，丧失保健功能。

芦荟纤维具有两种纺丝方法：纺前胶注入纺丝法和后溶胶共混纺丝法。目前，长丝采用纺前胶注入法生产，短纤维采用后溶胶共混法生产。芦荟纤维除集中了黏胶纤维的吸湿、透气、滑爽、易染色等诸多优点外，还将芦荟有益于人体的诸多功能赋予纤维，使整理后的纺织品具有优良的服用性和功能性。

新乡白鹭化纤集团公司成功开发出了芦荟营养黏胶纤维，并实现批量生产。河北天纶纺织股份有限公司引入了芦荟纤维，进行了产品开发，但未有详细报道。芦荟纤维规模化生产已成为现实，新产品开发接连不断。目前市场上已有芦荟纤维纺织品，主要研究的是芦荟纤维及其混纺纤维的开发，但国内外对芦荟纤维及其产品的开发研究还不是很系统。

3.3 芦荟混纺纤维的应用

芦荟和其他具有一定功能的物质制成合成面料，可将面料的功能提升到更高的层次。如芦荟黏胶纤维、芦荟竹炭纤维、芦荟磁性面料等。其中，芦荟黏胶纤维含有对人体有益的氨基酸和多糖，适合制作内衣、床上用品、美容水刺无纺布等，纺织品既具有黏胶纤维的舒适性，又具有氨基酸、多糖复合营养肌肤的保健作用［11-13］。

3.4 芦荟提取物作后媒染剂

芦荟的根、茎、叶中含有较丰富的有机酸成分，主要包括柠檬酸、苹果酸、酒石酸等，其中柠檬酸主要以钙盐的形式存在于芦荟叶肉凝胶中；苹果酸被作为评价芦荟产品质量的一个重要参数。有的国外学者在采用天然色素上染蛋白质纤维时，利用芦荟提取物中含较丰富的有机酸成分这一特殊性质，将芦荟用作第二媒染剂，与抗坏血酸共同作用，以此来增强天然色素与角蛋白分子的固着能力，有效地提高了纺织品的染色牢度和成品质量［14-17］。

3.5 杀菌保湿面料

芦荟中所含的芦荟酊具有很强的杀菌作用，可以抑制和消灭病原体的发育繁殖，杀灭真菌、细菌和病菌等。天然芦荟通过萃取可得芦荟整理剂，用于抗菌保湿的护肤面料，使用简单的轧烘工艺将其交联在织物表面，具有良好的耐水洗性能［18］。将芦荟保湿因子加入化学纤维纺丝液中，可以使化学纤维的回潮率提高4～5个百分点，生产出芦荟保湿纤维，大大提高了化学纤维的舒适性。日本高赖染工场推出芦荟护肤织物，商品名为“芦荟弗莱休”，以芦荟萃取液为主要成分，加入颤菜、甘草等中药萃取液固着在织物上，因为有良好的保湿性和抗菌性，故主要用于制作内衣、睡衣和婴儿用品。

3.6 防晒和防辐射作用

用于紫外线防护面料的芦荟具有优良的防晒性能，可防紫外线、射线和辐射。芦荟中的葱醒、肉桂酸等成分对日光和紫外线均有一定的吸收和隔绝作用，能有效防止日光紫外线引起的皮肤红肿、灼伤、晒黑及皮肤过敏等，并有保湿、调理皮肤的功能［19］。作用机理主要是通过互变异构体的变化，将有害的光能转变成无害的热能而将紫外线吸收掉。

3.7 其他

除上述作用外，芦荟汁液还具有很好的消毒、防腐以及防止脚、口、腋等产生异味的作用，可用富含芦荟汁液成分的纤维、纱线或面料制成内衣、袜子、鞋垫等，应用于开发保健功能性纺织品。

4 展望

随着我国科技的快速发展，染整加工技术正面临着许多变革，高新技术成果不断涌现，将为纺织品的染整加工开辟更广阔的领域，尤其是进行无公害的“绿色”加工，生产清洁的、有利于健康的纺织品［20］。采用一定方法从芦荟中提取有效成分，将其整理到纤维、衣料、床上用品等纺织品上，起到抗菌防臭、滋润皮肤的作用，有利于人的身心健康和延年益寿，受到消费者的喜爱。芦荟提取物制成的面料主要用在床上用品、厨房用品、毛巾制品上，可用于不同场合的坐垫、靠垫、各种服装等方面。相信在不久的将来，含有芦荟特殊性能的面料将得到更加广泛和普遍的普及。