一種茜草植物染料的提取及其染色的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種茜草植物染料的提取及其染色的方法，屬于染料提取技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高，對生活質(zhì)量和生存環(huán)境越來越重視，天然植物染料自身能降解，不影響環(huán)境，可以被廣泛應(yīng)用在紡織品染色領(lǐng)域，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，而茜草本身含有色素，是一種很好的純天然植物染料。目前，對于茜草中色素的提取大多采用水浸漬提取法、乙醇提法或堿提取法，如中國專利(授權(quán)公告號:CN100358950C)公開了一種茜草染料的提取法，包括將茜草根莖洗凈后，在20°C?50°C的條件下發(fā)酵20小時，再采用無水乙醇或無水乙醇和水混合的溶劑萃取茜草色素，使固液比為1:10?20，加熱，萃取溫度為70°C?90°C，并采用冷凝管將蒸發(fā)的氣體冷凝回流，每次連續(xù)萃取0.5?1小時，萃取至少兩次或兩次以上。又如袁小紅等人公開的茜草植物染料提取工藝及染色性能研究(袁小紅等，中原工學(xué)院學(xué)報(bào)，第22卷第5期，45-48，2011年10月)，該方法通過將茜草根洗凈、晾干、
[0003]粉碎，得茜草粉末，再進(jìn)行氫氧化鈉溶液浸取處理，通過對氫氧化鈉質(zhì)量、固液比、粉碎度、提取溫度和提取時間及提取次數(shù)等條件進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)及正交實(shí)驗(yàn)，來得出最佳提取工藝。雖然，上述常規(guī)的方法均能夠提取相應(yīng)的茜草色素，但是相應(yīng)的工藝要么過于復(fù)雜，或者是提取效率太低，需要經(jīng)過多次提取才能夠得到較好的收率，不利于工業(yè)化生產(chǎn)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種茜草植物染料的提取及其染色的方法，解決的問題的如何提高提取效率和收率，且如何提高染色后的色牢度和耐摩擦色牢度的效果。
[0005]本發(fā)明的目的之一是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的，一種茜草植物染料的提取方法，該方法包括以下步驟:
[0006]A、前處理:選取新鮮的茜草根莖進(jìn)行粉碎成茜草根莖粉末，然后采用甲醇作為溶劑，再加入β _D-1，4內(nèi)、外切木聚糖酶，β -D-l，4內(nèi)切木聚糖酶:β -D-l，4外切木聚糖酶的用量比例為1:0.8，且所述茜草根莖粉末:甲醇按照料液比為1:1.1?1.3，然后控制溫度在52°C?58°C的條件下攪拌進(jìn)行預(yù)處理；
[0007]B、浸提:上述步驟A中預(yù)處理結(jié)束后，直接加入水，使茜草根莖粉末與水的總質(zhì)量比1:10?11，然后，將溫度繼續(xù)升溫至90°C?95°C的條件下浸提30?50分鐘，然后過濾收集浸提液；
[0008]C、濃縮:將收集的浸提液在真空條件下并控制溫度為55°C?60°C進(jìn)行濃縮至有卡其色固體析出，然后進(jìn)行冷卻處理使固體析出完全，進(jìn)行離心、干燥，得到相應(yīng)的茜草植物卡其色染料。
[0009]本發(fā)明茜草植物染料的提取方法，通過采用新鮮的茜草根莖作為原料主要由于新鮮的材料更有利于細(xì)胞壁的去除，而植物細(xì)胞壁中主要是由木聚糖上的側(cè)鏈與植物細(xì)胞中其它幾種結(jié)構(gòu)性多糖如木質(zhì)素、纖維素和葡萄糖等等以共價或非共價的形式連接，組成植物細(xì)胞重要的結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁，而本發(fā)明正是考慮到細(xì)胞壁的整體結(jié)構(gòu)特性，通過先使茜草根莖粉末與β-?_1，4內(nèi)、外切木聚糖酶在52°C?58°C的溫度下進(jìn)行預(yù)處理，目的是為了更有利于使細(xì)胞壁中木聚糖得到降解，從而達(dá)到細(xì)胞壁破壁的效果，實(shí)現(xiàn)后續(xù)提取過程中更有利于茜草色素的釋放，提高提取的效率，只需經(jīng)過一次提取就能夠使茜草色素較好的被提取，同時也保證了茜草植物染料的總提取率。當(dāng)然，最好在預(yù)處理過程中還加入同時吐溫80，經(jīng)過細(xì)胞壁破壁后，能夠使體系中的吐溫80與細(xì)胞膜產(chǎn)生作用，從而更有利于細(xì)胞膜的溶解，提尚了細(xì)胞內(nèi)茜草色素的釋放，提尚浸提的效率和茜草色素的總提取率。
[0010]在上述茜草植物染料的提取方法中，作為優(yōu)選，步驟B中所述浸提過程中還加入有氯化鑭溶液。通過加入氯化鑭溶液目的是為了更好的實(shí)現(xiàn)使茜草色素被有效的從茜草根莖中提取出來，提高浸提的總收率效果，相比與現(xiàn)有技術(shù)中需要在堿性溶液中進(jìn)行浸提，本發(fā)明的浸提效率更高，基本上無需多次重復(fù)浸提，就能夠?qū)崿F(xiàn)高收率的效果。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述氯化鑭溶液中氯化鑭與茜草根莖粉末的質(zhì)量比為0.02?0.03:1。
[0011]在上述茜草植物染料的提取方法中，作為優(yōu)選，步驟A中所述前處理過程中還加入有纖維素酶，且所述纖維素酶的質(zhì)量為茜草根莖粉末質(zhì)量的0.2%?0.3%。通過加入纖維素酶能夠更有利于細(xì)胞壁的破碎，使茜草色素更易于釋放提高浸提效率。
[0012]本發(fā)明的目的之二是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的，一種利用茜草植物染料的染色方法，該方法包括以下步驟:
[0013]a、將選取的織物完全浸沒在明礬水溶液中，再加入十二烷基聚乙二醇醚，然后升溫至80°C?85°C進(jìn)行前處理，前處理結(jié)束后，烘干，用于下一步處理；
[0014]b、將上述經(jīng)過前處理的織物浸沒在如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述方法得到的茜草植物染料配制的染液中，浸染30分鐘后，再加入經(jīng)過熱水融化的果膠，然后，控制溫度在40°C?45°C處理15?20分鐘，再升溫至90°C?95 °C進(jìn)行保溫處理40?60分鐘；
[0015]c、步驟b結(jié)束后，加入硫酸鎂和氯化鉀的混合水溶液，然后進(jìn)行固色處理，固色處理結(jié)束后，取出織物進(jìn)行水洗，烘干，再進(jìn)行皂洗定色，然后進(jìn)行水洗和烘干處理，得到染色后的織物。
[0016]本發(fā)明的利用茜草植物染料的染色方法，通過采用明礬溶液進(jìn)行前處理目的是為了使茜草植物染料能夠更好的染色在織物表面，來提高茜草植物染料染色后的色牢度，優(yōu)選，所述明礬水溶液的質(zhì)量濃度為5%?10% ;同時，通過加入十二烷基聚乙二醇醚是由于其對本發(fā)明染料茜草植物染料和織物的纖維均具有較好的親和性，通過前處理使十二烷基聚乙二醇醚先與織物之間形成較好的結(jié)合，從而使織物放入染料中進(jìn)行浸染時染料更好的著色，提高染料的勻染性，實(shí)現(xiàn)也提高了染色后的色牢度性能。優(yōu)選，所述十二烷基聚乙二醇醚的加入量為茜草植物染料的質(zhì)量的3%?6%。
[0017]在上述的利用茜草植物染料的染色方法中，作為優(yōu)選，步驟b中染液的質(zhì)量濃度為1%?5%，浴比為1:15?30，浸染的溫度為40°C?45°C。通過調(diào)整染液中茜草植物染料的濃度目的是為了使染料能夠有效的染色到織物上，且又能夠提高染色的色牢度性能，同時，結(jié)合浴比和浸染溫度能夠?qū)崿F(xiàn)更好的效果。
[0018]在上述的利用茜草植物染料的染色方法中，作為優(yōu)選，步驟b中所述果膠的加入量為5g/L?8g/L。本發(fā)明人無意中發(fā)現(xiàn)果膠的加入有利于提高茜草植物染料染色后的色牢度。
[0019]在上述的利用茜草植物染料的染色方法中，作為優(yōu)選，步驟c中所述硫酸鎂和氯化鉀的混合水溶液中硫酸鎂的質(zhì)量濃度為5?8g/L ;所述氯化鉀的質(zhì)量濃度為10?15g/Lo目的使為了更好的起到固色作用，使不易出現(xiàn)脫色現(xiàn)象。
[0020]在上述的利用茜草植物染料的染色方法中，作為優(yōu)選，步驟c中所述固色處理的溫度為90°C?100°C，且所述固色處理的時間為15?30分鐘。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]1.本發(fā)明的茜草植物染料的提取方法，只需要經(jīng)過一次浸提即可，大大的簡化了工藝，提高了浸提的效率，同時，還能夠保證茜草植物染料的總提取率的效果，總提取率能夠達(dá)到23%以上。
[0023]2.本發(fā)明利用茜草植物染料的染色方法，通過采用茜草植物染料進(jìn)行浸染，實(shí)現(xiàn)了減少對環(huán)境污染的效果，同時，通過采用明礬和十二烷基乙二醇醚對織物進(jìn)行前處理，有效的提高了茜草植物染色在織物上的勻染性，提高了染色后的色牢度性能，具有高色牢度和耐摩擦色牢度的效果。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面通過具體實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明，但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
[0025]實(shí)施例1
[0026]本實(shí)施例中的茜草卡其色素植物染料的提取方法如下:
[0027]前處理:根據(jù)需要選取洗凈后新鮮的茜草根莖100g進(jìn)行粉碎成茜草根莖粉末，然后采用甲醇作為溶劑，再加入P-D-l，4內(nèi)、外切木聚糖酶，β-?_1，4內(nèi)切木聚糖酶:β -D-l，4外切木聚糖酶的用量比例為1:0.8，使兩種酶的總濃度為lwt%，且所述茜草根莖粉末:甲醇按照料液比(質(zhì)量比)為1:1.1，調(diào)節(jié)體系的pH為5.0?5.5，然后控制溫度在52°C的條件下攪拌進(jìn)行前處理；30分鐘，前處理結(jié)束后進(jìn)入下一步；
[0028]浸提:上述前處理結(jié)束后，再直接加入水，加入水的用量是使茜草根莖粉末與水的質(zhì)量比1:11，然后，將溫度繼續(xù)升