《Journal of Natural Fibers》：Antibacterial Activity Against Staphylococcus aureus and Colorfastness of Siam Weed (Chromolaena odorata) Extracts Dyed on Cotton and Silk Fabrics
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本研究探讨了暹罗杂草（Chromolaena odorata）叶萃取物作为天然染料对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的抗菌活性，并评估了其在棉、丝织物上的染色牢度。研究通过比较乙醇与蒸馏水提取新鲜/干叶的效能，结合明矾（alum）与单宁（tannin）媒染，证实乙醇提取的新鲜叶萃取物（FS-E95）抗菌效果最佳。染色后丝绸的耐洗色牢度优于棉，且丝绸（尤其是单宁媒染后）展现出更强的持久抗菌性。该成果为开发兼具卫生功能与环保属性的天然染料纺织品提供了新思路。
引言
金黄色葡萄球菌（S. aureus）是一种革兰氏阳性菌，常定植于人体皮肤与前鼻腔，可导致多种感染，并易产生多重耐药性，如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）。在热带气候区，棉与丝绸因其良好的透气性而被广泛使用，但天然纤维的亲水性及富含的营养元素易成为微生物滋生的温床。开发具有抗菌功能的纺织品对减少细菌传播、提升公共健康具有重要意义。泰国拥有丰富的草药资源，暹罗杂草（Chromolaena odorata）作为一种广泛分布的药用植物，被报道含有酚类、黄酮类、单宁等多种生物活性成分，具有抗菌、抗炎、抗氧化等多种药理活性。同时，天然染料相较于合成染料更环保、安全，但通常存在色牢度差的问题，需借助媒染剂改善。本研究旨在评估暹罗杂草叶提取物对S. aureus的抗菌活性，并将其作为天然染料应用于棉、丝织物，探究不同提取方法、不同媒染剂（明矾与单宁）处理后织物的抗菌效能及耐洗色牢度，以期为开发适合老年人使用的卫生、可持续纺织品提供依据。
材料与方法
提取过程
研究选用完全成熟、健康的暹罗杂草叶，分别制备新鲜叶与干叶（50°C烘干约6小时）的粗提物。提取采用浸渍法，溶剂为蒸馏水与95%乙醇（C2H5OH），料液比1:5（w/v），浸泡168小时。共获得四种萃取物：新鲜叶-蒸馏水（FS-DW）、干叶-蒸馏水（DS-DW）、新鲜叶-95%乙醇（FS-E95）、干叶-95%乙醇（DS-E95）。萃取液经过滤、80°C旋转蒸发浓缩至原体积三分之一，粗提物保存于4°C备用。
细菌接种物制备
实验菌株S. aureus购自泰国科学技术研究所（TISTR）。细菌于营养琼脂（NA）平板上37°C培养24小时，后用0.85%生理盐水悬浮，调整浊度至0.5麦氏标准（约1.5×108CFU/mL）。
提取物的抗菌活性测试
采用圆盘扩散法评估提取物对S. aureus的抑制效果。将无菌纸片（6 mm）置于涂布菌液的NA平板上，分别添加10 μL各提取物，以无菌水为阴性对照。37°C培养24小时后，用游标卡尺测量抑菌圈直径，实验重复三次。
染色过程
根据初步抗菌测试结果，选取效果最佳的提取物（FS-E95）对100%棉与丝绸进行染色。织物先用蒸馏水预浸20分钟，后在90°C、浴比1:30条件下染色40分钟。染色后进行后媒染处理：使用5%明矾（钾明矾，KAl(SO4)2·12H2O）或单宁，在40°C处理30分钟，然后无菌环境下晾干。由此得到六种样品：未媒染棉（CF-NM）、明矾媒染棉（CF-A5）、单宁媒染棉（CF-T5）；未媒染丝（SF-NM）、明矾媒染丝（SF-A5）、单宁媒染丝（SF-T5）。仅用媒染剂处理的织物作为对照。
耐洗色牢度测试
依据AATCC TM61–2013 Test No. 1A进行。使用0.37%粉末洗涤剂溶液，在40±2°C条件下，加入10个不锈钢珠，运行45分钟。测试后样品用蒸馏水漂洗三次并风干。
颜色测量
使用分光光度计在洗涤前后测量织物的颜色值，采用CIELAB色彩空间：L（明度，0为黑，100为白）、a（红-绿，+a为红，-a为绿）、b（黄-蓝，+b为黄，-b为蓝）。计算色度Cab= √(a2+ b2)和色调角hab= tan-1(b/a)。并通过公式ΔEab= √((ΔL)2+ (Δa)2+ (Δb)2)计算总色差，ΔE值越小表示色牢度越好。
染色织物的抗菌活性测试
采用基于AATCC TM147–2011的改良圆盘扩散法。将染色织物裁剪成6 mm圆片，替代纸片置于接种S. aureus的平板上，37°C培养24小时后测量抑菌圈直径。
统计分析
数据使用SPSS 10进行分析，采用单因素方差分析（ANOVA）和Duncan's新多重极差检验（DMRT）进行多重比较，显著性水平设为p ≤ .05。结果以平均值±标准差表示。
结果与讨论
抗菌活性的初步评估
圆盘扩散法结果显示，FS-E95对S. aureus的抑制效果最佳，产生直径为9.67±0.88 mm的显著抑菌圈（p ≤ .05）。DS-E95次之，抑菌圈为8.96±0.14 mm。而使用蒸馏水提取的FS-DW和DS-DW未显示出显著的抗菌活性（抑菌圈直径≤6 mm）。这表明乙醇作为溶剂能更有效地提取暹罗杂草叶中的抗菌成分（如酚类化合物），这些成分能破坏细菌细胞壁结构，抑制其生长。
染色织物的颜色特性
基于抗菌测试结果，选用FS-E95对棉和丝绸进行染色。所有染色织物均呈现出黄褐色色调。颜色测量显示，所有样品的色调角（h）均落在黄色区域，呈现偏红和偏黄的色调。洗涤后，两种织物的L值均增加，而a、b和C*值均下降。使用明矾媒染的织物颜色值（鲜艳度）通常最高，而单宁媒染的织物颜色最为暗沉，这是因为明矾作为无机化合物有助于染料附着并增艳，而植物来源的单宁则会使得颜色变暗。
在耐洗色牢度方面，所有棉样品的评级均为1级，而丝样品在1-2至2级之间。其中，CF-A5的总色差值最高（ΔE* = 19.40±0.46），表明颜色变化最大；SF-T5的总色差值最低（ΔE* = 7.41±2.95），色牢度最好。视觉观察也证实，无论采用何种媒染方法，丝织物都比棉织物保持了更好的颜色一致性。这归因于单宁作为一种高分子量多酚化合物，其酚羟基能与染料和纤维形成牢固的交联，从而有效固色；而明矾是水溶性的，更容易从染色织物中洗脱，与棉纤维的结合能力较弱，导致颜色保持性较差。
染色织物的抗菌功效
使用染色织物圆片进行的抗菌测试表明，经FS-E95染色的棉和丝织物均能抑制S. aureus的生长。对于所有棉样品，其形成的抑菌圈直径无统计学显著差异。然而，丝织物表现出比棉织物更强的抗菌活性。洗涤前，SF-A5产生的抑菌圈最大，为7.33 mm（p ≤ .05）。洗涤后，SF-T5展现出最高的抗菌活性，抑菌圈直径达到9.67 mm（p ≤ .05）。
丝织物抗菌效果优于棉织物，可归因于其纤维结晶度低于棉（棉约70%），且丝纤维含有羧基和氨基，具有更优的吸湿性，能保留更多的暹罗杂草叶提取物中的染料和抗菌化合物。此外，明矾和单宁本身也具有抗菌特性，二者与植物提取物的协同作用增强了织物的抗菌性能。
结论
从新鲜和干燥暹罗杂草叶中提取抗菌化合物的研究表明，新鲜叶的乙醇提取物（FS-E95）产生的抑菌圈最大。染色后，染料在丝绸上的分布比在棉上更均匀。丝绸的耐洗色牢度优于棉，丝样品最高达到2级，而所有棉样品均为1级，尽管所有样品的耐洗色牢度普遍较低。在抗菌活性方面，无论是洗涤前还是洗涤后，用新鲜暹罗杂草叶提取物染色的丝绸对S. aureus的抑制能力均强于棉。在测试样品中，洗涤前以明矾为媒染剂的丝绸（SF-A5）抑菌圈最大；洗涤后则以单宁为媒染剂的丝绸（SF-T5）抑菌圈最大，显示出最高的抗菌功效。抗菌活性与环保特性的结合，为纺织品提供了一种可持续且有益健康的替代方案。这些发现支持了暹罗杂草作为天然染料来源用于开发更具卫生功能的纺织品的潜力，尤其对泰国的老年人有益。此外，开发基于暹罗杂草提取物的洗涤剂或织物柔顺剂配方，可进一步增强织物的抗菌性能并帮助保持洗涤后的颜色。
