古代靛蓝染色工艺原理分析
壮族蓝靛染布工艺的探究

壮族蓝靛染布工艺的探究壮族蓝靛染布工艺的探究1. 引言壮族蓝靛染布工艺是中国传统文化中独具特色的一部分,其历史悠久、工艺精湛,是中国非物质文化遗产的代表之一。
本文将深度探究壮族蓝靛染布工艺的起源、发展、技术特点和文化内涵,以及对这一传统工艺的观点和理解。
2. 起源与发展壮族蓝靛染布工艺起源于中国南方,可以追溯到唐代。
起初,壮族人民使用天然的靛草叶进行染色,通过将布料浸泡在靛草叶汁中,然后晾晒,最终形成了独特的蓝色。
随着时间的推移,壮族人民不断改良和创新这一染色工艺,发展出了更加高效和精细的技术。
3. 技术特点壮族蓝靛染布工艺具有多个独特的技术特点。
选材十分讲究,壮族人民使用的靛草叶必须具备一定的品质要求,以保证染布成品的色泽和质量。
染色过程需要进行多次反复,通过反复浸泡和晾晒,确保布料充分吸收靛草叶的色素,达到理想的蓝色效果。
壮族蓝靛染布工艺注重细节,高级工艺师傅还会运用不同的图案和技法,使得染布成品更具艺术性和装饰性。
4. 文化内涵壮族蓝靛染布工艺承载了丰富的文化内涵。
染布工艺是壮族传统文化的重要组成部分,在壮族节日和庆典中具有重要的象征意义和功能。
染色过程需要耗费大量的时间和精力,体现了壮族人民对工艺的热爱和执着追求。
壮族蓝靛染布图案传承了悠久的历史,承载着壮族人民的历史记忆和文化传统,具有独特的艺术魅力。
5. 观点和理解在我看来,壮族蓝靛染布工艺是一门令人着迷的传统工艺。
它不仅展示了壮族人民丰富的文化内涵和艺术才华,更重要的是,它代表了中国传统文化中的价值观和审美标准。
传统的壮族蓝靛染布工艺不仅是一种染色技术,更是一种表达情感、传承文化的工具。
对我来说,探究这一传统工艺带来的不仅仅是对染布技术的了解,更是对中国传统文化的深入认识和感悟。
总结:壮族蓝靛染布工艺作为中国传统文化的重要组成部分,其独特的起源、精湛的技术特点和丰富的文化内涵使其成为中国非物质文化遗产中的瑰宝。
通过对这一传统工艺的探究,我们不仅可以了解其中的技术奥秘和艺术之美,更能够感受到中国传统文化的博大精深和独特魅力。
靛蓝染色扎染实验报告

靛蓝染色扎染实验报告1. 实验目的探究靛蓝染色扎染的原理和过程,了解扎染技术的基本操作步骤。
2. 实验材料和设备- 棉布- 靛蓝染料- 盐- 小木棍- 橡皮筋- 扎染框架- 水盆- 温水- 扎染工具(扎染针、缝纫针等)3. 实验步骤3.1 准备工作1. 将棉布洗净并晾干,保证表面没有灰尘和杂质。
2. 准备靛蓝染料和盐水溶液,按照一定比例混合,使靛蓝溶解。
3.2 扎染图案设计1. 在棉布上设计出扎染图案的形状,如花朵、条纹等。
可以使用铅笔或彩笔在布料上勾勒出大致形状。
2. 使用橡皮筋将布料扎紧,创建不同区域的隔离。
3. 利用扎染工具(扎染针、缝纫针等)在需要扎染的区域进行薄扎,以防止染料渗透。
3.3 染色过程1. 将扎好的布料固定在扎染框架上,确保不会晃动。
2. 将染料溶液倒入水盆中,加入一定的盐,以增强染色效果。
3. 将框架浸入染料溶液中,确保整个布料都浸泡在染料中。
4. 使用小木棍或其他工具轻轻搅动染料,使其均匀渗透到布料中。
5. 根据所需色彩深浅,决定染色时间长短。
3.4 定色处理1. 取出染好的布料,用清水冲洗干净。
2. 将布料放入一定温度的水中,加入涤纶染色助剂进行定色处理。
3. 将布料取出,用清水冲洗干净,挤去多余的水分。
4. 晾干布料,完成靛蓝染色扎染。
4. 实验结果与分析通过实验操作,我们成功染色了一块棉布,并获得了靛蓝色的扎染效果。
扎染图案的部分未被染色,呈现出与其他区域明显的对比。
同时,我们发现使用不同的扎染工具和方法可以制作出多种不同的扎染效果,增加了染色布料的视觉效果。
5. 实验总结靛蓝染色扎染是一种既简单又有趣的纺织工艺技术,通过控制扎染图案和染料渗透深度,可以实现多种花纹和颜色效果。
本次实验为我们提供了对扎染技术的实践机会,并加深了对其操作步骤和原理的理解。
在未来的实践中,我们可以尝试使用不同的染料和媒染剂,探索更多的扎染效果。
此外,还可以与其他纺织工艺技术相结合,创造出更加独特和精美的织物作品。
蓝靛:古老的色彩体验

蓝靛:古老的色彩体验印染,让本来简单的生活变得多姿多彩,让单调的服饰有了色彩的体验。
在印染颜料中,除了矿物原料外,最早使用的生物染料应该数蓝靛了。
“终朝采绿,不盈一掬,终朝采蓝,不盈一襜。
”是《诗经-小雅.采绿》中的句子,本来是描述一种思念的情绪,却不知不觉告诉我人们另外一个秘密,就是那时候已经开始采集蓝靛作为染料了。
“青出于蓝而胜于蓝”,其实也是对蓝染工艺中的一种现象的总结,只不过被《荀子.劝学篇》应用到劝柬学生中,“青,取之于蓝,而青于蓝。
冰,水为之而寒于水”,学无止境,不要畏惧权威。
不过也说明了早在春秋战国时期,对制作印染用的蓝靛已经有了一定的技术规程。
东汉时期陈留《蓝赋》序中说:“余就医偃师,道经陈留,此境人皆以种蓝染绀为业。
”说明那时候北方甚至有大面积种植蓝靛,并以印染为生了。
到了隋唐时期,蓝靛和印染织品还成为商品出口到西亚、欧洲、东南亚和日本,换取大量稀罕物品和珠宝玉器呢。
印染大师还东渡日本,专门传授用蓝靛染色的技术,并写出专著《延喜式》。
那时的蓝靛染色已经形成了一项产业。
贵州是一个少数民族聚居的地方,对蓝靛的认识更深刻。
明代嘉靖年间纂修的《贵州通志-风土志》中记载:“永宁州靛山在慕役司(今镇宁),水迥山转,其中深箐可种蓝,蓝有木蓝,缪蓝,耕久而益有收,山箐之中,积数百年之枯叶烂柯,刀耕火种,土尚暖,寒则不生,岁必异地而植。
”说明当时在贵州种蓝靛已经普遍盛行,且有了很好的经验,并对蓝靛的种类有了清楚的分类,并有固定的种植规律。
到清代,贵州地方志对蓝靛的记载更多。
《贵阳府志》说:“黄平山多田少,山涧多植蓝靛。
”在小农经济时代,蓝靛是日常生活必不可少的作物。
至今在贵州的少数民族地区仍保持着种蓝的习俗,几乎家家户户都有一小片蓝地。
像在荔波尧古那些村寨附近,常常会看到一排排的蓝靛池,甚至成了一道风景线。
还有专业种植和制作蓝靛的靛农,已经将蓝靛制作作为一项重要的经济收益项目。
关键是信息流通不暢,直接出售蓝靛的价格不高,伤害了群众的利益。
蓝印花布化学原理

蓝印花布化学原理
蓝印花布是一种传统的染色技术,也被称为蓝色印花或蓝色坯布。
它的特点是在布料上形成蓝色花纹图案,常见于传统的民俗文化和手工艺品中。
蓝印花布的染色原理主要涉及以下几个步骤:
1.准备染料:蓝印花布使用的染料是一种叫作靛蓝的天然染料。
靛蓝染料通
常来源于蓝藻菌属植物中的靛蓝素,如靛蓝草(Indigofera tinctoria)。
2.提取染料:首先,将蓝藻菌属植物的叶子或根部研磨成粉末,并用水进行
浸泡。
随后,通过一系列的过滤、沉淀和搅拌等步骤,将靛蓝素提取出来
并制成染料液。
3.氧化反应:染料液中的靛蓝素是不溶于水的,需要通过氧化反应转变为可
溶性的蓝色颜料。
这个过程通常称为“还原-氧化”反应。
在还原剂的作
用下,靛蓝素转变为可溶的白色或黄色化合物。
4.印花过程:将准备好的白色或黄色染料涂在布料上,然后通过一系列的印
花工艺(如刻版、模具、蓝泥等)形成图案。
印花部分的布料会吸收染料。
5.氧化固定:一旦印花完成,需要进行氧化固定过程。
这个过程涉及将印花
的布料暴露在空气中,使布料上的白色或黄色化合物重新氧化为蓝色颜料。
这种氧化过程可以在布料上形成持久的蓝色花纹。
总体来说,蓝印花布的染色原理基于靛蓝染料的氧化反应和固定过程。
通过这些步骤,靛蓝染料被转化为可溶的蓝色颜料,并通过印花和氧化固定,使蓝色花纹固定在布料上。
合成靛蓝染色实验报告

一、实验目的本实验旨在通过合成靛蓝染料,研究其染色性能,为牛仔布等纺织品的染色提供新的技术途径。
同时,通过实验验证合成靛蓝染料在染色过程中的环保性能。
二、实验原理靛蓝是一种古老的染料,具有独特的蓝色,广泛应用于纺织印染行业。
传统的靛蓝染料主要来源于植物提取,但植物提取的靛蓝产量低、成本高。
近年来,随着生物技术的快速发展,人们开始探索合成靛蓝染料,以期提高产量、降低成本。
本实验采用生物合成法,以L-谷氨酰胺为原料,通过链霉菌发酵生产靛蓝。
链霉菌具有高效的靛蓝合成能力,其代谢途径包括L-谷氨酰胺、L-色氨酸等前体的缩合反应。
通过优化发酵条件,提高链霉菌的靛蓝合成能力,从而获得高纯度的合成靛蓝染料。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:(1)L-谷氨酰胺:分析纯,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;(2)链霉菌:由某生物科技公司提供;(3)酵母抽提物、葡萄糖、硫酸铵、碳酸钙、氯化钠:分析纯,国药集团化学试剂有限公司;(4)靛蓝染料标准品:分析纯,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;(5)纯棉牛仔布:市售。
2. 实验仪器:(1)发酵罐:2L、5L、20L,上海仪电科学仪器有限公司;(2)恒温振荡器:DHG-9140A,上海一恒科学仪器有限公司;(3)离心机:TGL-16G,上海安捷伦科技有限公司;(4)紫外-可见分光光度计:UV-2550,日本岛津公司;(5)天平:FA1004N,上海精密科学仪器有限公司。
四、实验方法1. 发酵培养基的制备:(1)酵母抽提物10g、葡萄糖20g、硫酸铵5g、碳酸钙2g、氯化钠1g,加蒸馏水至1000mL;(2)121℃高压灭菌30min。
2. 链霉菌发酵:(1)将活化后的链霉菌接种于发酵培养基中,接种量1%;(2)37℃、200r/min恒温振荡培养24h;(3)将发酵液离心分离,收集菌体;(4)用无菌水洗涤菌体3次;(5)将菌体接种于发酵培养基中,37℃、200r/min恒温振荡发酵48h。
古代青色系植物染之蓝靛染色工艺研究

古代青色系植物染之蓝靛染色工艺研究摘要:文章以古代青色系植物染之蓝靛染色工艺为研究对象,首先对青色的色彩特点进行了探讨分析,随后介绍了常见蓝靛染色植物,最后着重对蓝靛染色工艺地进行了探究,希望能够为相关研究提供一定的参考。
关键词:青色系;植物染色工艺;蓝靛植物前言:古代社会中关于蓝的认知与现代社会针对蓝色的认知并不相同,古代社会中的蓝是青色系的一种,并且本身并不是一种具体的颜色,而是多种颜色的意象的组合。
如今随着现代社会的发展,虽然经济水平得到了显著提升,但生态环境日益恶化,绿色环保、低碳生活越来越受到人们的重视。
不同于工业染料具有较大的污染性,蓝靛染色工艺因其绿色原生态、无毒无害的生物可降解性、亲肤抗菌和环境相容性等优势,愈发受到人们的关注,通过对这种工艺进行研究分析,不仅有利于古代工艺的传承,同时对我国现代染料生产发展也有着重要的助推作用价值。
1.青色的色彩特点分析在古代,人们在看待颜色时,通常会含有自身一些主观感受,最终导致实际色彩名称难以客观地展示其真实的意思。
以文字本次研究的古代青色系为例,在明代,当时的文人曾作《青赋》便带有浓烈的个人情感色彩:帝女之望巫阳,远山过雨;王孙子别南浦,芳草连天。
从作者词句表达中我们不难看出,当时作者提出的“青”对应多种意象,一是雨后的“天青”,二是远山的“墨绿”,三是水草的“碧绿”,上述颜色均被作者称之为“青”。
而到了三国时期,魏国张揖在《广雅》卷八《釋器》中,采用了碧、漂、绀...苦等字词对“青”进行了解释,虽然解释得比较详细,但从现代角度来看,实际上涵盖了多种色彩,具体指向性依然不够清晰。
并且在众多古汉语词典中,关于“青”的色彩解释同样存在较大的差异性。
古代诗人在作诗时,为避免同一种色彩名称反复出现,同样会进行字眼转化,比如“青山碧水”中的“青”与“碧”都是指同一个“青”[1]。
总而言之,我们在认识青的色彩特点时,理应传承古代的理念,不应将其简单视为一种明确的颜色,而是将其视为一个色域,才能更好地了解其全貌。
中国古代的颜色染色及植物染料

中国古代的颜色、染色及植物染料2011-11-29 13:42:34资料来自网络,搜集整理后形成中国的历史悠久,影响深远,虽然几经挫折磨难,很多书籍工艺等因为历史原因没有流传下来,但活在我们生活之中的文化依然有很多,我们在使用汉字、汉语,还有我们的民族服饰—汉服等,而中国的丝绸、陶瓷、茶等对世界的影响也是很大的,所以中国有“丝国”、“瓷国”等称呼。
中国人很早就使用丝绸制作衣裳了,而汉服的制作也与很多工艺、审美有关,汉服上的图案、色彩、印染、织绣等在诗词文献中都有记载。
由于历史的原因,汉服的消失,使得今天人们读到汉服相关的诗词文献时,犹如“盲人摸象”出现了很多错误,也不利于我们的理解,如今我们重新穿上了汉服,但为了能够更好地了解与汉服有关的诗词文献,就简单介绍下染色、植物染料及颜色方面的常识。
❤天然染色❤中国古代染色用的染料,大都是以天然矿物或植物染料为主,天然染色中使用植物染料为最多,用途也最为普遍。
如树皮、树根、枝叶、果实、果壳;花卉的鲜花、干花、花叶、花果;水果的外皮、果实、果汁,及草本植物、中药、茶叶等很多都可以用来染色。
矿物类染料,如朱砂、赭石、石青等,动物染料,如胭脂虫,紫胶虫、墨鱼汁等。
远在周朝就设有管理染色的官职-染草之官-又称染人。
在秦代设有【染色司】、唐宋设有【染院】、明清设有【蓝靛所】等管理机构。
在秦代设有染色司、唐宋设有染院、明清设有蓝靛所等管理机构。
古代原色青、赤、黄、白、黑,称为"五色",将原色混合可以得到“间色(多次色)”。
以及日本古代染色中有名的『草木染』亦是。
青色,主要是用从蓝草中提取靛蓝染成的(荀子.劝学篇:“青,取之于蓝,而青于蓝”)。
能制靛的蓝草有好多种(宋应星.《天工开物》:“凡蓝五种,皆可为靛”),能制靛的蓝草有好多种,古代最初用的是菘蓝,后来逐渐发现了蓼蓝、马蓝、木蓝、苋蓝等诸种可以制靛之蓝。
赤色,中国古代将原色的红称为赤色,而称橙红色为红色。
古代植物靛蓝染色方法

古代植物靛蓝染色方法在古代,人们主要使用两种植物来提取靛蓝染料,分别是蓼蓝和蓼紫草。
下面将分别介绍这两种植物的提取过程。
首先是蓼蓝。
蓼蓝是一种多年生草本植物,通常生长在潮湿的环境中。
使用蓼蓝提取靛蓝染料的过程通常可以分为以下几个步骤:1.采集蓼蓝:通常在蓼蓝生长的季节进行采集,以获得最鲜艳的颜料。
2.制备染料:将采集到的蓼蓝放入一个大型容器中,加入足够的水,并加热至沸腾。
然后继续煮沸一段时间以释放颜料。
3.过滤液体:将煮沸后的液体倒入一个容器中,使用滤网过滤掉固体残渣。
4.添加固定剂:为了使染料更稳定并提高其附着力,可以向液体中添加一些固定剂。
5.烘干:将液体倒入一个浅盘中,使其能够自然蒸发并留下颜料。
这个过程可能需要几天甚至几周的时间,取决于环境湿度和温度。
其次是蓼紫草。
蓼紫草是一种野生植物,具有紫色花朵和叶子。
使用蓼紫草提取靛蓝染料的过程相对简单,主要分为以下几个步骤:1.采集蓼紫草:选择具有鲜艳颜色的花朵和叶子进行采集。
2.制备染料:将采集到的蓼紫草放入一个容器中,加入适量的水,混合搅拌,以释放颜料。
3.过滤液体:将混合液倒入一个容器中,并使用滤网过滤掉固体残渣。
4.添加固定剂:为了提高染料的稳定性和附着力,可以向液体中添加适量的固定剂。
5.烘干:将液体倒入一个浅盘中,使其能够自然蒸发并留下颜料。
这个过程通常需要几天到几周的时间。
无论是使用蓼蓝还是蓼紫草提取靛蓝染料,最终的颜料都可以用于绘画、染织等用途。
靛蓝染色方法在古代被广泛应用于纺织品、服饰和美术领域,为古代文明增添了丰富多彩的色彩。
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古代靛蓝染色工艺原理分析2006-12-23 0:13:28 纺织检测航母、承接国内邮寄业务(赵文华) | 来源: 中国纺织检测专家网[摘要]含靛植物有多种,古代染色方法可分为浸揉和发酵两大类。
前者为缩合染色,后者属还原染色。
本文逐一分析了各种方法的工艺条件和助剂作用原理,解释了“蓼蓝不堪为淀”的原因。
同时指出了多有混淆的“靛红素”概念:系靛红和靛玉红两种不同的副产物。
关键词:植物靛蓝;发酵水解;发酵还原靛蓝(靛青)是我国古代最为常用的植物染料之一,在传统染织文化中占有重要地位。
在现代社会“返朴归真、回归自然”的热潮之下,当前介绍各类植物染料尤其是植物靛蓝的文章不断见诸纺织印染及科技史刊物,然而直述其工艺过程者多而对反应基理探讨者少,特别是缺乏对助剂种类及作用机理的深入分析。
笔者试以靛蓝早期浸揉染色及宋应星《天工开物》中所述制靛还原染色过程为主,逐一讨论各个步奏中的化学反应机理。
谬误之处祈请印染解及纺织史解各位专家不吝赐教。
蓝的种类及色素成份“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。
经考证蓝的科目学名如下表(对蓝的种类及名称,历代本草说法各异,现代中药典籍也不尽相同,本文仅采用其中一说)。
[1][2]:名称性状学名科别欧洲菘蓝二年生草本Isatis tinctoria L. 十字花科草大青(菘蓝、茶蓝)二年生草本Isatis indigotica Fort. 十字花科马蓝多年生灌木Baphicacanthus cusia Bremek. 爵床科蓼蓝一年生草本Polygonum tinctorium Ait. 蓼科木蓝(吴蓝、槐蓝)多年生灌木Indigofera tinctoria L. 豆科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:Ⅰ(Isatin B)Ⅱ(Indica n)其中Ⅰ为菘蓝甙,它实际是吲哚醇与果糖酮酸生成的酯,不属于甙。
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;而马蓝和蓼蓝中含的是靛甙(Ⅱ),它是吲羟与β-D(+)葡萄糖生成的配糖体,其上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键、从而游离出吲羟、氧化为靛蓝。
因此,早期的制靛技术可能仅限于用碱水浸泡菘蓝获取靛质,而蓼蓝则用于浸揉“染碧”(碧者,青黄合色也。
而黄色素如黄酮类化合物则普遍存在于各类植物细胞中)。
如苏敬(唐)《唐新本草》云:“菘蓝为淀,惟堪染青。
其蓼蓝不堪为淀,惟作碧色尔”;苏颂(宋)《本草图经》云:“有菘蓝,可以为淀……,有蓼蓝,但可染碧,而不堪作淀”;寇宗爽(宋)《本草衍义》云:“蓼蓝即堪揉汁染翠碧”。
直到明代,早于宋应星的李时珍才在著名的《本草纲目》中说:“凡蓝五种,各有主治……而作淀则一也”。
除上述五种蓝之外,宋应星还提到一种科目不明的苋蓝,亦有学者提到十字花科芸苔属的甘蓝都可用于制靛[3]。
另外应该指出的是,某些科普文章说有“靛青科”和“芸苔科”的植物可以制靛,显然混淆了植物的名称和科、属关系。
浸揉染色工艺原理靛蓝的还原染色技术始见于《齐民要术》,而秦汉之前主要以浸揉直接染色技术为主[4][5]:将蓝叶与织物一同揉搓,或先将蓝汁揉出再以织物浸泡,辅以草木灰助染。
有学者认为这是一种媒染工艺[6],但据笔者分析并非如此,理由有二:首先,媒染剂必须含有过渡金属元素,而普通草木灰中主要含K、Na、Ca、Mg、Zn、Mn等非络合型金属元素,Al、Fe、Cr含量极微,尚不足以起到媒染作用。
虽然根据草木的种类和产地不同,某种特定的草木灰中可能含有较多的过渡金属元素,但这毕竟是特殊而非一般。
除非特别指明时,应该认为一般的草木灰并无媒染作用;其次,持媒染观点的学者认为,靛蓝的结构上含有媒染基团,因此可用于媒染。
其实在浸揉过程中并无靛蓝存在,而只有半靛(吲羟),其结构上没有相邻的-OH、-NH2、-OCH3及=C=O等可供络合的基团,不可能产生媒染作用。
当氧化缩合为靛蓝时,已成为不溶性的色淀而沉积固着在纤维上,也就用不着再媒染了。
笔者认为,浸揉染色加入草木灰的目的有三:一是针对菘蓝而言,加入碱剂可以水解菘蓝甙,游离出吲哚酚;二是使揉搓而出的半靛隐色酸转变为易溶于水的隐色盐;三是加速半靛的氧化过程:还原染料隐色酸的氧化要进行数小时,而隐色盐的氧化只要数分钟[7]。
由上述分析可知,浸揉染色实际是在纤维上就地制靛的过程,可以称为缩合染色法。
由于半靛分子比靛白分子小一半,对纤维的亲合力更低,要想染成合适的深度,就要反复多次套染。
同时由于此法只适合于在蓝草收获季节进行,染液不能贮藏和运输,因而自发明还原染色方法后,浸揉方法就逐步自行淘汰。
制靛工艺原理浸揉染色受蓝草产地和收获季节限制,极不方便推广应用。
古代劳动人民在长期的实践中,发明了还原染色技术,打破了染色的时间和空间限制。
制靛技术的完善是有一个过程的,最早记录制靛方法的《齐民要术》(北魏.贾思勰)中介绍:“刈蓝倒竖于坑中,下水,以木石镇压,令没。
热时一宿、冷时再宿,漉去荄,内汁于瓮中。
率十石瓮,著石灰一斗五升,急抨之,一食顷止。
澄清,泻去水。
别作小坑,贮蓝淀著坑中。
候如强粥,还出瓮中盛之,蓝淀成矣。
”一般认为此方法就是后世沿用的发酵水解法,但笔者认为不然。
因为仅靠“热时一宿、冷时再宿”的时间,而又不加入任何菌种和营养剂,这种“发酵”作用是极不充分的,难以完成复杂的生物化学酶解过程。
因此,此法正如前所述,只能用于菘蓝而不能用于蓼蓝:浸一至二宿的目的不在于发酵而在于将菘蓝甙从植物的组织细胞中溶出来,然后靠石灰的碱性来水解酯键,游离出吲羟,氧化成靛蓝。
对于含有靛甙的蓼蓝,此种碱性水解方法并不奏效,因而曾有“蓼蓝不堪为淀”之说。
到了将近一千年之后的明代,才有了“凡蓝五种,皆可为淀”的一致说法。
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。
水浸七日,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。
”与《齐民要术》所述方法比较,可以发现水浸时间和石灰用量均增加了。
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、PH值等条件下大量繁殖,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:(R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[8],加速吲羟的游离。
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: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:此即“每水浆一石,下石灰五升,搅冲数十次,淀信即结”。
加入石灰的目的除了中和发酵所生成的酸以及进一步破坏植物组织细胞溶出吲羟之外,还有另外一层作用:发酵过程产生的CO2气体与石灰作用可生成碳酸钙沉淀,它能吸附悬浮状的靛质,加快沉降速度:CaO + H2O ——→Ca(OH)2Ca(OH)2+ CO2 ——→CaCO3↓+ H2O反应完成之后,静置一段时间,就可以得到靛泥。
靛泥可晒干成靛青,以方便贮藏、运输和买卖。
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,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:靛蓝——靛白隐色酸——靛白隐色盐——靛蓝。
这个还原过程的还原剂主要是发酵产生的氢气,与前番发酵水解不同的是,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[9]:(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,以中和产物中的酸,并使难溶性的靛白隐色酸转变为可溶性的靛白隐色盐。
宋应星对此过程的描述是:“凡淀入缸,必用稻灰水先和,每日持竹棍搅动,不可计数。
”细菌繁殖需要消耗氧气,搅动可产生水跃,使空气与水接触面积增大,有利于氧气溶解,加速细菌繁殖。
我们注意到此次还原发酵所用碱剂与前番水解发酵不同,没有用石灰而采用的是稻灰(草木灰)。
依笔者推测这并非出于偶然,可能有以下几点原因:其一是发酵还原所需碱度不高,一般为PH≈9的弱碱性[10]。
而石灰水的碱性强,缓冲力弱,不如PH为10-11的稻灰水容易掌握。
石灰加入过量会抑制发酵并促使已还原的靛白在染缸中过早氧化为靛蓝,失去上染性能。
其二是稻灰水的主要成份是K2CO3、Na2CO3,不会与发酵缸中的CO2产生沉淀,可保证还原缸的清洁。
其三,用稻灰水的弱碱性条件不仅可染棉麻织物,亦可染丝绸,不致损伤丝素。
也不致由于吸附大量钙质而使织物手感粗糙。
其四,碱性过强会导致色光偏红,这一点将在下一节专门讨论。
由上述分析可知,古人对于不同碱剂的强弱、以及在不同用途下的作用等现象已有初步的认识。
当然,使用稻草烧灰十分麻烦,产量极低,成本也要比石灰要高。
因此近代民间土靛染色多数仍然采用石灰调节发酵缸碱度,发现碱性过强、发酵缓慢时,可以补加酒糟调节PH值。
色光控制原理靛蓝染色往往会出现红光,这有两种原因造成:一种是吲羟氧化缩合时,若温度过高、碱性过强,则会生成一种靛蓝的同素异构体靛玉红[11](Indirubin);而另一种是靛白在条件剧烈的过度氧化下生成的靛红[12](吲哚满二酮,Isatin)。
二者结构式如下:值得注意的是,靛玉红和靛红是两种不同的物质,前者在氧化缩合时由吲羟产生,并在过度还原时又可转变为靛蓝;后者是在氧化固色时由靛白产生,无法恢复成靛蓝。
许多文章将二者混为一谈,笼统称为“靛红素”,似乎不够准确。
对于控制色光,古代也已初步认识。
宋应星在《天工开物》中又说到:“取松江美布,染成深青。
不复浆辗,吹干,用胶水参豆浆水一过。
先蓄好靛,名曰标缸,入内薄染即起,红焰之色隐然。
”加入胶质的作用可能有三:首先是匀染作用,其次是增加一定的粘着力,第三则是浆水中含有的淀粉和葡萄糖具有一定的弱还原性,可以防止过度氧化产生靛红。
“好靛”是指还原充分、杂质少、色光纯正的标准靛缸,结合前节所言稻灰弱碱,自然可以减少靛玉红含量。
好靛辅以胶浆,可以防止色光过分偏红,因而“红焰之色隐然”。
由此可见,当时对于产生红光的原因及防止的措施,已经有了足够的认识。
结语1897年西德BASF生产的合成靛蓝问世,它以生产简便、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,从而使得具有几千年历史的植物靛蓝黯然失色。