古代靛蓝染色工艺原理
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古代靛蓝染色工艺原理 取之于蓝” 凡可制取靛青的植物皆可称“ “青，取之于蓝”，凡可制取靛青的植物皆可称“蓝”。一 般熟知的是菘蓝和蓼蓝，其实含有靛质的植物有多种。 般熟知的是菘蓝和蓼蓝，其实含有靛质的植物有多种。 上述植物的茎叶中均含有可以缩合成靛蓝的吲哚酚（吲羟、 上述植物的茎叶中均含有可以缩合成靛蓝的吲哚酚（吲羟、 吲哚醇）。它在植物组织细胞中以糖甙的形式存在： ）。它在植物组织细胞中以糖甙的形式存在 吲哚醇）。它在植物组织细胞中以糖甙的形式存在：其中
1897年德国 年德国BASF生产的合成靛蓝问世，它以生产 生产的合成靛蓝问世， 年德国 生产的合成靛蓝问世 简便、原料充足、纯度高、易贮运、 简便、原料充足、纯度高、易贮运、使用方便等优 点后来居上，迅速普及， 点后来居上，迅速普及，从而使得具有几千年历史 的植物靛蓝黯然失色。本世纪60年代之后，天然靛 的植物靛蓝黯然失色。本世纪 年代之后， 年代之后 蓝终于销声匿迹，退出了历史舞台。进入80年代之 蓝终于销声匿迹，退出了历史舞台。进入 年代之 随着社会现代化程度的日益提高， 后，随着社会现代化程度的日益提高，环境保护和 劳动保护意识逐渐普及， 劳动保护意识逐渐普及，人们开始认识到了合成化 学工业的一系列有损健康、污染环境的弊病。 学工业的一系列有损健康、污染环境的弊病。如合 成靛蓝中使用的苯胺和邻苯二甲酸酐能导致人体急 性和慢性中毒， 性和慢性中毒，对呼吸道和中枢神经及肝脏均有一 定损害。而植物染料却以其无毒无害少污染的特性， 定损害。而植物染料却以其无毒无害少污染的特性， 以及“天然丽质去雕饰”的自然美， 以及“天然丽质去雕饰”的自然美，重获现代社会 的部分人们的青睐。 的部分人们的青睐。研究植物染料的栽培和应用工 对于继承传统文化， 艺，对于继承传统文化，满足人们回归大自然的心 理需求，以及节能降耗，保护自然环境， 理需求，以及节能降耗，保护自然环境，维持生态 平衡等方面，无疑都是具有重要意义的。 平衡等方面，无疑都是具有重要意义的。
Hale Waihona Puke Baidu
Ⅰ为菘蓝甙，它实际是吲哚醇与果糖酮酸生成的酯，不属于 为菘蓝甙，它实际是吲哚醇与果糖酮酸生成的酯， 酯键遇碱液（如草木灰、石灰）即可断键水解， 甙。酯键遇碱液（如草木灰、石灰）即可断键水解，游离出 吲哚醇，从而氧化为靛蓝； 吲哚醇，从而氧化为靛蓝；而马蓝和蓼蓝中含的是靛甙 ），它是吲羟与 它是吲羟与β-D（+）葡萄糖生成的配糖体，其上 （Ⅱ），它是吲羟与 （ ）葡萄糖生成的配糖体， 的甙键必须经过长时间发酵， 的甙键必须经过长时间发酵，由糖酶及稀酸作用才能水解断 从而游离出吲羟、氧化为靛蓝。 键、从而游离出吲羟、氧化为靛蓝。
两分子吲哚酮在碱性条件下发生缩合反应， 两分子吲哚酮在碱性条件下发生缩合反应，氧化成 靛蓝，呈不溶于水的悬浮物状态，缓慢下沉： 靛蓝，呈不溶于水的悬浮物状态，缓慢下沉：
此即“每水浆一石，下石灰五升，搅冲数十次， 此即“每水浆一石，下石灰五升，搅冲数十次，淀 信即结” 信即结”。
还原染色工艺原理 靛蓝染色时需先把不溶性的干靛还原成可溶性的靛白， 靛蓝染色时需先把不溶性的干靛还原成可溶性的靛白，才能 渗入织物被纤维吸附，然后将织物透风氧化再复变为靛蓝： 渗入织物被纤维吸附，然后将织物透风氧化再复变为靛蓝： 靛蓝——靛白隐色酸 靛白隐色酸——靛白隐色盐 靛白隐色盐——靛蓝。这个还原过 靛蓝。 靛蓝 靛白隐色酸 靛白隐色盐 靛蓝 程的还原剂主要是发酵产生的氢气， 程的还原剂主要是发酵产生的氢气，与前面发酵水解不同的 是，起主要作用的酵素已非糖化酶而是分解出氢气的氢化酶 了。发酵所需的养料主要来自植物组织水解出的单糖和多糖 成份（近代则是人工添加泔水、酒糟等养料）， ），其分解过程 成份（近代则是人工添加泔水、酒糟等养料），其分解过程 的生物化学反应是相当复杂的， 的生物化学反应是相当复杂的，主要反应步骤可用下列方程 式综合表示 (C6H10O5)n + n.H2O → n.C6H10O6 → 2n.CH3CH(OH)COOH→ n.CH3CH2CH2COOH + 2n.CO2 + n.H2↑ 为使最终反应加速，必须在发酵缸中加入碱剂， 为使最终反应加速，必须在发酵缸中加入碱剂，以中和产物 中的酸， 中的酸，并使难溶性的靛白隐色酸转变为可溶性的靛白隐色 宋应星对此过程的描述是： 凡淀入缸， 盐。宋应星对此过程的描述是：“凡淀入缸，必用稻灰水先 每日持竹棍搅动，不可计数。 和，每日持竹棍搅动，不可计数。”
（R为葡萄糖剩基），水解出的葡萄糖可进一步分解为乳酸， 为葡萄糖剩基），水解出的葡萄糖可进一步分解为乳酸， 为葡萄糖剩基），水解出的葡萄糖可进一步分解为乳酸 使糖酶活力加强。同时稀酸又可以催化水解酯键和甙键，加 使糖酶活力加强。同时稀酸又可以催化水解酯键和甙键， 速吲羟的游离。 速吲羟的游离。
水解出的吲羟可溶热水或碱性溶液中， 水解出的吲羟可溶热水或碱性溶液中，发生酮式互 变异构现象： 变异构现象：
制靛工艺原理 最早记录制靛方法的《齐民要术》 北魏.贾思勰 到了将 贾思勰） 最早记录制靛方法的《齐民要术》（北魏 贾思勰）,到了将 近一千年之后的明代， 宋应星在《天工开物》 近一千年之后的明代， 宋应星在《天工开物》中对制靛的 描述是： 凡造淀，叶与茎多者入窖，少者入桶与缸。 描述是：“凡造淀，叶与茎多者入窖，少者入桶与缸。水浸 七日，其汁自来。每水浆一石，下石灰五升。搅冲数十下， 七日，其汁自来。每水浆一石，下石灰五升。搅冲数十下， 淀信即结。水性定时，淀沉于底。在七天的浸泡时间中， 淀信即结。水性定时，淀沉于底。在七天的浸泡时间中，水 中和植物上的微生物在适宜的温度、 值等条件下大量繁 中和植物上的微生物在适宜的温度、PH值等条件下大量繁 从而分泌出了足够量的糖化酶，发酵水解作用充分彻底， 殖，从而分泌出了足够量的糖化酶，发酵水解作用充分彻底， 靛甙中的甙键发生酶解断键： 靛甙中的甙键发生酶解断键：
1897年德国 年德国BASF生产的合成靛蓝问世，它以生产 生产的合成靛蓝问世， 年德国 生产的合成靛蓝问世 简便、原料充足、纯度高、易贮运、 简便、原料充足、纯度高、易贮运、使用方便等优 点后来居上，迅速普及， 点后来居上，迅速普及，从而使得具有几千年历史 的植物靛蓝黯然失色。本世纪60年代之后，天然靛 的植物靛蓝黯然失色。本世纪 年代之后， 年代之后 蓝终于销声匿迹，退出了历史舞台。进入80年代之 蓝终于销声匿迹，退出了历史舞台。进入 年代之 随着社会现代化程度的日益提高， 后，随着社会现代化程度的日益提高，环境保护和 劳动保护意识逐渐普及， 劳动保护意识逐渐普及，人们开始认识到了合成化 学工业的一系列有损健康、污染环境的弊病。 学工业的一系列有损健康、污染环境的弊病。如合 成靛蓝中使用的苯胺和邻苯二甲酸酐能导致人体急 性和慢性中毒， 性和慢性中毒，对呼吸道和中枢神经及肝脏均有一 定损害。而植物染料却以其无毒无害少污染的特性， 定损害。而植物染料却以其无毒无害少污染的特性， 以及“天然丽质去雕饰”的自然美， 以及“天然丽质去雕饰”的自然美，重获现代社会 的部分人们的青睐。 的部分人们的青睐。研究植物染料的栽培和应用工 对于继承传统文化， 艺，对于继承传统文化，满足人们回归大自然的心 理需求，以及节能降耗，保护自然环境， 理需求，以及节能降耗，保护自然环境，维持生态 平衡等方面，无疑都是具有重要意义的。 平衡等方面，无疑都是具有重要意义的。
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Ⅰ为菘蓝甙，它实际是吲哚醇与果糖酮酸生成的酯，不属于 为菘蓝甙，它实际是吲哚醇与果糖酮酸生成的酯， 酯键遇碱液（如草木灰、石灰）即可断键水解， 甙。酯键遇碱液（如草木灰、石灰）即可断键水解，游离出 吲哚醇，从而氧化为靛蓝； 吲哚醇，从而氧化为靛蓝；而马蓝和蓼蓝中含的是靛甙 ），它是吲羟与 它是吲羟与β-D（+）葡萄糖生成的配糖体，其上 （Ⅱ），它是吲羟与 （ ）葡萄糖生成的配糖体， 的甙键必须经过长时间发酵， 的甙键必须经过长时间发酵，由糖酶及稀酸作用才能水解断 从而游离出吲羟、氧化为靛蓝。 键、从而游离出吲羟、氧化为靛蓝。
两分子吲哚酮在碱性条件下发生缩合反应， 两分子吲哚酮在碱性条件下发生缩合反应，氧化成 靛蓝，呈不溶于水的悬浮物状态，缓慢下沉： 靛蓝，呈不溶于水的悬浮物状态，缓慢下沉：
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还原染色工艺原理 靛蓝染色时需先把不溶性的干靛还原成可溶性的靛白， 靛蓝染色时需先把不溶性的干靛还原成可溶性的靛白，才能 渗入织物被纤维吸附，然后将织物透风氧化再复变为靛蓝： 渗入织物被纤维吸附，然后将织物透风氧化再复变为靛蓝： 靛蓝——靛白隐色酸 靛白隐色酸——靛白隐色盐 靛白隐色盐——靛蓝。这个还原过 靛蓝。 靛蓝 靛白隐色酸 靛白隐色盐 靛蓝 程的还原剂主要是发酵产生的氢气， 程的还原剂主要是发酵产生的氢气，与前面发酵水解不同的 是，起主要作用的酵素已非糖化酶而是分解出氢气的氢化酶 了。发酵所需的养料主要来自植物组织水解出的单糖和多糖 成份（近代则是人工添加泔水、酒糟等养料）， ），其分解过程 成份（近代则是人工添加泔水、酒糟等养料），其分解过程 的生物化学反应是相当复杂的， 的生物化学反应是相当复杂的，主要反应步骤可用下列方程 式综合表示 (C6H10O5)n + n.H2O → n.C6H10O6 → 2n.CH3CH(OH)COOH→ n.CH3CH2CH2COOH + 2n.CO2 + n.H2↑ 为使最终反应加速，必须在发酵缸中加入碱剂， 为使最终反应加速，必须在发酵缸中加入碱剂，以中和产物 中的酸， 中的酸，并使难溶性的靛白隐色酸转变为可溶性的靛白隐色 宋应星对此过程的描述是： 凡淀入缸， 盐。宋应星对此过程的描述是：“凡淀入缸，必用稻灰水先 每日持竹棍搅动，不可计数。 和，每日持竹棍搅动，不可计数。”
（R为葡萄糖剩基），水解出的葡萄糖可进一步分解为乳酸， 为葡萄糖剩基），水解出的葡萄糖可进一步分解为乳酸， 为葡萄糖剩基），水解出的葡萄糖可进一步分解为乳酸 使糖酶活力加强。同时稀酸又可以催化水解酯键和甙键，加 使糖酶活力加强。同时稀酸又可以催化水解酯键和甙键， 速吲羟的游离。 速吲羟的游离。
水解出的吲羟可溶热水或碱性溶液中， 水解出的吲羟可溶热水或碱性溶液中，发生酮式互 变异构现象： 变异构现象：
制靛工艺原理 最早记录制靛方法的《齐民要术》 北魏.贾思勰 到了将 贾思勰） 最早记录制靛方法的《齐民要术》（北魏 贾思勰）,到了将 近一千年之后的明代， 宋应星在《天工开物》 近一千年之后的明代， 宋应星在《天工开物》中对制靛的 描述是： 凡造淀，叶与茎多者入窖，少者入桶与缸。 描述是：“凡造淀，叶与茎多者入窖，少者入桶与缸。水浸 七日，其汁自来。每水浆一石，下石灰五升。搅冲数十下， 七日，其汁自来。每水浆一石，下石灰五升。搅冲数十下， 淀信即结。水性定时，淀沉于底。在七天的浸泡时间中， 淀信即结。水性定时，淀沉于底。在七天的浸泡时间中，水 中和植物上的微生物在适宜的温度、 值等条件下大量繁 中和植物上的微生物在适宜的温度、PH值等条件下大量繁 从而分泌出了足够量的糖化酶，发酵水解作用充分彻底， 殖，从而分泌出了足够量的糖化酶，发酵水解作用充分彻底， 靛甙中的甙键发生酶解断键： 靛甙中的甙键发生酶解断键：