利用芒果籽核与甜叶菊叶提取物开发抗菌抗氧化羊毛纱线的绿色路径

本研究针对农业食品废弃物造成的环境污染问题，创新性地利用芒果籽核生物媒染剂和甜叶菊叶天然染料，通过超声辅助提取和响应面优化技术，成功开发出兼具抗菌（84%抑菌率）、抗氧化（90.47%自由基清除率）和优异色牢度（4-5级）的羊毛纱线染色工艺，为纺织业可持续发展和废弃物资源化提供了绿色解决方案。

　　

全球农业食品废弃物每年产生数百万吨，其中芒果加工副产物和甜叶菊种植残余物因含有高价值多酚类化合物而备受关注。传统处理方式如露天焚烧会释放CH₄、SO₂等污染物，而化学媒染剂的使用又导致水体重金属污染。在此背景下，伊朗Semnan大学纺织设计与印刷系的Somayeh Baseri团队创新性地将芒果籽核（Mangifera Indica）和甜叶菊（Stevia rebaudiana）叶转化为纺织用生物材料，相关成果发表于《Scientific Reports》。

研究采用超声辅助提取（UAE）与传统提取法对比，通过响应面法（RSM）优化染色参数，利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电镜（SEM）表征材料特性，并测定生物需氧量（BOD₅）和化学需氧量（COD）评估环境效益。

在"提取与生物酚类化合物定量"部分，超声法在55°C/25分钟条件下取得29%提取率和0.253 mg/g黄酮含量，较传统方法（98°C/90分钟）效率提升81%。芒果籽核中鉴定出的没食子酸、芒果苷等酚类物质通过氢键与羊毛肽链形成三元复合物。

"S. rebaudiana提取物染色工艺优化"显示，128% owf染料浓度、24% owf生物媒染剂和8.5% owf柠檬酸为最佳组合，建立的二次模型R²=0.9785能准确预测染色效果。柠檬酸的羧基与羊毛氨基形成酰胺键，同时与染料羟基酯化，这种双重交联机制使K/S值提升至12.94。

"表面功能分析"通过FTIR证实3515 cm^-1处-OH峰位移，表明染料分子成功接枝。SEM显示染色后羊毛鳞片层出现非平面颗粒沉积，这与色牢度测试结果（光照5级、皂洗4-5级）相互印证。

"功能整理评估"揭示染色羊毛对DPPH自由基清除率达90.47%，对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）抑菌率84%，这归因于芒果籽核中的鞣花酸和甜叶菊中的绿原酸协同作用。环境参数显示该工艺使多酚去除率33.33%，COD/BOD₅比值<3证实其生物降解性。

该研究首次实现芒果籽核生物媒染剂工业化应用，相比金属媒染剂可减少17.4%的COD排放。建立的UAE-RSM协同优化体系为天然染料标准化生产提供方法论支持，所开发的抗菌抗紫外线羊毛纱线在医用纺织品领域具有应用潜力。未来研究可拓展至其他农产品废弃物（如葡萄籽、咖啡渣）的多组分协同染色机制探索。