新型含茶抗菌纖維的加工技術(shù)研究

任蓉　黃亞輝（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，廣州 510642）

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新型含茶抗菌纖維的加工技術(shù)研究

任蓉黃亞輝
（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，廣州 510642）

［摘 要］茶葉具有天然抗菌性能。新型茶纖維紡織產(chǎn)品以茶葉中的天然茶色素、茶多酚、兒茶素等物質(zhì)為功能性成分，具有抗菌除臭、改善人體微循環(huán)等功能。本文主要闡述茶葉抗菌功能，對其新型抗菌纖維的生產(chǎn)工藝進(jìn)行綜述。

［關(guān)鍵詞］茶葉；抗菌除臭；新型纖維紡織品；生產(chǎn)方法

茶葉具有天然抗菌性能，其內(nèi)含有抗菌活性物質(zhì)如茶多酚、兒茶素等，關(guān)于其抗菌機(jī)理在不同的研究中有多種解釋?，F(xiàn)代人生活質(zhì)量的提高及觀念的改變使其對生活方方面面的要求都有所改變。各類產(chǎn)品的保健功能被日益重視，一類新型茶葉纖維織物因其生產(chǎn)中結(jié)合了茶葉內(nèi)的活性物質(zhì)而獲得了抗菌功能。其具有抗菌除臭、改善人體微循環(huán)等功能，且不含任何化學(xué)性有害物質(zhì)［1，11］。本文將描述茶葉的幾種抗菌機(jī)理，并結(jié)合現(xiàn)有的資料，盡量詳盡地闡述這種新型纖維織物的生產(chǎn)工藝。

1　茶葉的抗菌性能

1.1茶葉中含有天然抗菌物質(zhì)

天然茶色素、茶多酚、兒茶素等能防止細(xì)菌、病毒繁殖，使其失去活性，從而具有優(yōu)越的抗菌作用。其含有大量苯酚性氫氧基（-0H）的化合物（即多酚類化合物），它可以利用氫氧基的還原分解作用，以及與臭氣成分中的-NH2、-SH等附加結(jié)合等作用，達(dá)到良好的除臭目的［2，10］。

關(guān)于茶多酚的抗菌機(jī)理有更詳盡的研究。在茶多酚作用下，隨著細(xì)菌數(shù)量逐步減少，胞外上清中Na+/K+-ATP酶和AKP酶活性顯著增加，結(jié)合TEM電鏡觀察證實(shí)，茶多酚能引起腐敗希瓦氏菌細(xì)胞壁和細(xì)胞膜損傷，增加細(xì)胞膜通透性，并改變細(xì)胞形態(tài)，使胞內(nèi)酶出現(xiàn)泄漏，使細(xì)菌體內(nèi)物質(zhì)運(yùn)送、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞等正常生理代謝出現(xiàn)紊亂，從而導(dǎo)致細(xì)菌活性下降甚至死亡［3］。

日本相關(guān)報(bào)道：日本燒津水產(chǎn)化學(xué)工業(yè)公司與靜岡縣立大學(xué)日前聯(lián)合開發(fā)出了高濃度多酚“茶黃素”粉末原料。綠茶等中含有的多酚“兒茶素”以抗菌效果和抗氧化效果聞名。據(jù)稱，紅茶中的茶黃素抑制流感病毒的效果是兒茶素的約15倍；阻止變形鏈球菌繁殖的效果是兒茶素的約2倍，對維持口腔環(huán)境的必要細(xì)菌沒有影響。在動物實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)茶黃素可以改善血液循環(huán)［4］。

2　抗菌纖維加工方法及性能考查

2.1抗菌纖維加工方法

粘膠纖維一般的制作工藝是由天然纖維素經(jīng)堿化而成堿纖維素，再與二硫化碳作用生成纖維素黃原酸酯，溶解于稀堿液內(nèi)得到的粘稠溶液稱粘膠，粘膠經(jīng)濕法紡絲和一系列處理工序后成粘膠纖維。在生產(chǎn)茶葉抗菌纖維的過程中，由于將茶葉或抗菌物質(zhì)與纖維結(jié)合的方式不同而出現(xiàn)了幾種不同的生產(chǎn)工序。

目前國內(nèi)生產(chǎn)中使用的三種方法。方法一的原料使用常用粘膠纖維或織物及茶多酚、茶皂素、咖啡堿等活性物質(zhì)。主要技術(shù)原理為利用接枝技術(shù)，將茶多酚等通過化學(xué)鍵和棉纖維鏈接。生產(chǎn)時(shí)將茶多酚等可溶性物質(zhì)制成膨化水溶液，棉纖維浸軋其中，充分膨化滲透，烘干，再浸軋架橋劑接枝，充分反應(yīng)，再水洗烘干。方法二采用原料為常用粘膠纖維原液以及茶色素或茶多酚或兒茶素顆?；蛉芤骸Ｔ摲ú捎脻穹徑z的方法，將茶多酚、茶色素等抗菌劑以微細(xì)?；蛉芤杭尤胝衬z紡絲溶液，常規(guī)濕法紡絲噴絲工藝成型。具體生產(chǎn)方法為將茶多酚等顆粒通過機(jī)器研磨方法粉碎，得到顆粒小于150um；并將顆?；蚍勰┤苡谒兄瞥扇芤海徊瓒喾臃哿Ｒ哉衬z纖維紡絲原液質(zhì)量1%～10%的比例加入粘膠纖維紡絲原液或以茶多酚等顆粒的飽和溶液以粘膠纖維紡絲原液質(zhì)量5%～20%的比例加入黏膠紡絲原液中；然后按常規(guī)濕法紡絲噴絲工藝成型。方法三則直接以茶葉作為原料。采用緩和制漿工藝，將茶葉進(jìn)行物理及化學(xué)處理后，形成紡絲漿液，經(jīng)過紡絲機(jī)紡絲制成。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)將茶葉霉?fàn)€、變質(zhì)后，切碎后進(jìn)行篩選及熱水沖洗后，放入蒸煮器中蒸煮制漿，再將漿液堿化、漂白得到濃漿；再經(jīng)過浸漬、壓寨、黃化、研磨等最終形成紡絲漿液，經(jīng)紡絲制得纖維，最后經(jīng)酶處理加強(qiáng)抗菌性能［2］。

茶葉抗菌纖維其它相關(guān)報(bào)道：2012年櫻花家紡?fù)瞥觥氨＝∠盗小保摻】诞a(chǎn)品采用了當(dāng)時(shí)該公司最新開發(fā)的茶纖維。呈現(xiàn)天然米棕色，有淡淡茶香，對皮膚無刺激，可起到抗菌抗氧化等作用［5］。該公司在2013年12月16日的首屆中國質(zhì)量獎中獲得中國質(zhì)量獎提名獎［6］。

2.2性能考查

茶纖維紡織品屬粘膠纖維，考查抗菌纖維的性能主要從三個(gè)方面來進(jìn)行：纖維的基本性能（如：強(qiáng)度等）；抗菌效果及持久性；制成紡織品舒適性。

2.2.1纖維基本性能

纖維分為天然纖維和化學(xué)纖維兩大類。其中，化學(xué)纖維分為人造纖維、合成纖維和無機(jī)纖維。粘膠纖維是人造纖維中的一類，屬于再生纖維。

纖維強(qiáng)度是指纖維拉斷時(shí)所能承受的最大負(fù)荷，以g、cN表示。

抗菌除臭黏膠纖維被制作成各類紡織品（如：服裝、家紡等）引入市場，使用中紡織品是否耐磨、耐水洗，是否易發(fā)生變形等直接受到纖維強(qiáng)度的影響。纖維的基本性能主要考查纖維的干態(tài)強(qiáng)度和濕態(tài)強(qiáng)度。

方法一制得纖維的干強(qiáng)、濕強(qiáng)均接近于普通粘膠纖維，而方法二、三制得纖維干強(qiáng)濕強(qiáng)接近且略低于普通纖維［2］。

2.2.2抗菌性能

經(jīng)過三種方法制得的抗菌纖維都獲得了抗菌能力。而生產(chǎn)中抗菌活性物質(zhì)的添加方式和添加量影響抗菌耐久性如何，即生產(chǎn)工藝影響抗菌性能。分析不同生產(chǎn)工藝所得茶葉抗菌纖維的抗菌效果。“方法一”采用接枝法，此法是用化學(xué)方法將抗菌活性物質(zhì)與纖維鏈接，使纖維獲得抗菌性能。根據(jù)李釗等人在《抗菌除臭粘膠纖維——茶纖維》一文中記述生產(chǎn)中：“利用接枝技術(shù)，將茶多酚等通過化學(xué)鍵和棉纖維鏈接。方法簡單，易操作，不論纖維還是織物都可以抗菌處理。但是抗菌耐久性較差”。然而，在田翠芳的《大青葉抗菌黏膠纖維的制備及性能研究》記載接枝法：“這種方法制得的纖維用作抗菌保健服裝材料，具有永久抗菌性”［7］。用接枝法制得的抗菌纖維，其抗菌耐久性能究竟如何有待進(jìn)一步探究。“方法二、三”分別為用“濕法紡絲法”使加入抗菌功能成分的粘膠原液成型以及用“緩和制漿法”處理茶葉后用紡絲機(jī)紡絲。研究表明，方法二和方法三的抗菌耐久性均較方法一好。方法二可以通過調(diào)節(jié)抗菌物質(zhì)加入量來改變抗菌效果的同時(shí)調(diào)節(jié)成品纖維顏色；方法三的特色是直接用茶葉作原料，可以充分地利用茶葉資源［2］。

2.2.3舒適性

研究表明，粘膠纖維的性能與棉相近，粘膠纖維的含濕率最符合人體皮膚的生理要求，具有光滑涼爽、透氣、抗靜電、染色絢麗等特性。粘膠纖維作為一種再生纖維素纖維，吸濕性好，穿著舒適，可紡性優(yōu)良，并可與棉、毛或各種合成纖維混紡、交織，廣泛應(yīng)用于各類服裝及裝飾用紡織品［8］。因此，抗菌黏膠纖維適宜制作要求舒適度較高、抗菌性能較好的貼身衣物及家用紡織品等織物。

3　存在問題及發(fā)展方向

纖維的干濕態(tài)強(qiáng)度及抗菌效果、持久性仍有待提高。因此，對未來改進(jìn)生產(chǎn)工藝有這樣的期待：在增強(qiáng)纖維強(qiáng)度的同時(shí)提高抗菌效果、持久性。要做到這一點(diǎn)：可以通過調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù)來制得不同物理機(jī)械性能的粘膠纖維，尋找當(dāng)纖維擁有良好機(jī)械性能時(shí)的最適參數(shù)；可以嘗試將不同方法配合使用，以求進(jìn)一步改善抗菌纖維制品的抗菌性能和耐洗性能；也可以考慮混紡，采用混紡技術(shù)：通過合理安排每種纖維的重量比例來突出每種纖維所具有的特性，集各種纖維的優(yōu)點(diǎn)一體［9］。

新型茶纖維抗菌織物的開發(fā)與茶葉抗菌性能的研究密切相關(guān)。我國茶樹種質(zhì)資源豐富、茶葉生產(chǎn)量大、茶類多，積極開展不同品種、茶類的鮮葉及成茶抗菌能力、抗菌原理的研究，對于選擇更適宜的原料及加工方法來生產(chǎn)抗菌纖維有重要的意義。通過不斷改進(jìn)加工工藝獲得質(zhì)量性能更好的茶葉抗菌纖維，充分發(fā)揮茶的有益價(jià)值，改善人類生活品質(zhì)。同時(shí)期待在未來的茶葉研究中能夠發(fā)現(xiàn)茶葉更多的保健功能并開發(fā)出合理利用的方法。

參考文獻(xiàn)

［1］袁海波.茶葉膳食纖維的研究與應(yīng)用［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，（05）.

［2］李釗，張文斌.抗菌除臭黏膠纖維-茶纖維.［J］.中國茶葉，2011，7:6-7.

［3］王慧敏，朱軍莉，陸海霞，儀淑敏.茶多酚抑制腐敗希瓦氏菌機(jī)理研究.［J］.茶葉科學(xué)，2014，（2）.

［4］日本開發(fā)出可抑制流感和蛀牙的紅茶成分原料.中國茶葉，2014，（5）:31.

［5］櫻花家紡 茶纖維產(chǎn)品消除自由基抗輻射.中國品牌服裝網(wǎng)，2012.

［6］武志軍.如意集團(tuán)：“科技+精品”助力品牌走向世界.特別策劃，2013.

［7］田翠芳.《大青葉抗菌黏膠纖維的制備及性能研究》［D］.青島大學(xué)，2013.5.9.

［8］車蓉蓉.高效除臭功能性粘膠纖維的研究［D］.青島大學(xué)，2014.6.6.

［9］王鴻博，陳建強(qiáng)，高衛(wèi)東，周婉.一種抗菌混紡紗線及其紡紗工藝［P］.應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)，201010520287.2012-04-11.

［10］茶纖維—中國制造.紡織裝飾科技，2010，（02）.

［11］靳賀玲，張玉萍.淺談四種我國自主研發(fā)的新型功能性纖維［J］.化纖與紡織技術(shù)，2013，（02）.