一种亚临界水提取核桃青皮色素及其染色方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采用亚临界水从核桃青皮中提取天然色素并用于棉、毛织物染色的方法，属于天然植物活性成分提取及应用领域。更具体地，本发明涉及一种以核桃青皮为原料，水为提取溶剂，在亚临界条件下提取核桃青皮中的多酚、黄酮、蒽醌和萘醌等天然活性成分作为天然色素的方法，以及用上述提取出的核桃青皮天然色素提取液用于棉纱或棉织物及羊毛、兔毛或其毛织物染色的方法。该方法工艺过程绿色、不使用有机溶剂、核桃青皮色素的提取率高、染色过程安全、无污染、无毒，染色织物可用于各种用途，特别适合于婴幼儿用品及内衣等物品的染色。
【背景技术】
[0002]核桃Uuglans regia L.)又名胡桃、羌桃，民间有“万岁子”、“长寿果”、“益智果”、“美容果”之称，为胡桃科胡桃属植物，是一种营养价值和经济价值都很高的珍贵果木，与扁桃、腰果、榛子并称世界四大坚果。我国栽培核桃的历史悠久，史书记载核桃是张骞由西域带回种子种植，而后广泛传播到北方各省。近年来郗荣廷等根据国内外的报道，并结合考古学、细胞学和酶学的研究，提出了核桃的原始产地包括中国，认为在7000多年之，核桃在中国己经有生长分布。核桃营养丰富，具有益肾、健胃以及润肺和补脑等功效。《本草纲目》记载，“核桃仁，味甘性平，不仅能润燥化痰，还可以补气益血及温肺润肠”。不仅核桃仁味甘性平，可以入药，核桃青皮、核桃叶、根、果实的内隔膜等均在我国传统医药方面有应用。
[0003]新疆是我国核桃的主要产区之一，近年来新疆核桃种植面积在不断扩大，对优良品种的选育和推广在不断加强，对低产林的改造也在加快进程，核桃产量在逐年攀升，预计2015年全疆核桃产量将达到40万吨以上。随在核桃的采收季节，产区会出现大量的废弃物一一核桃青皮，这些废弃物随处可见，不仅破坏环境，也早成了极大的浪费。研究表明，核桃青皮中含有多种生物活性成分，如多酚、黄酮、蒽醌、萘醌、生物碱、多糖等，将核桃青皮作为染发剂使用古已有之。核桃在我国分布较为广泛，各地多有种植。目前，已有不少研究人员致力于寻找核桃青皮的新的用途和提取方法。
[0004]早在2007 年，中国专利 CN200710017664.9 和 CN200710018235.3 就分别公布了一种从核桃青皮中提取核桃酮的方法和精油抗癌活性的核桃素及其制备方法，主要是利用有机溶剂分步提取、分离和精制核桃青皮中的活性成分核桃酮和具有抗癌活性的二芳基烷基类化合物，2014年CN2014065631.3又报道了一种核桃青皮中二芳基庚烷化合物分离与制备方法方法，CN201410650315报道了从核桃青皮中分离生物碱的方法，CN201410333014报道了一种核桃青皮多酚的提取方法，CN20131024619.5 一种核桃鞣制的制备方法。这些方法都是采用甲醇、乙醇、乙酸乙酯、丙酮等有机溶剂提取分离核桃青皮中的活性成分的方法。近几年来，特别是2012年以后，有关核桃青皮的脱皮装置实用新型专利数量大幅增加，而有关利用核桃青皮作为天然染发剂、织物染色剂的专利申请也大幅增加。如中国专利CN20141066739.5青龙衣色素成分的制备及其多色系染发剂的制作方法，CN201410666574一种三七核桃青皮乌发液及其制备方法，CN201310671464 —种利用核桃青皮天然染料上染纤维素纤维的染色方法，CN201210073909核桃青皮提取液在黑色羊毛染色中的应用方法，CN201110414172由核桃青皮制备的核桃青皮染液及其制备方法以及用其对织物进行染色的方法，CN201010138664 一种利用核桃青皮制备生发乌发剂的方法，CN201310195394 一种核桃青皮提取物及其制备方法和作为抗氧化剂的用途等专利申请均公布了采用不同的提取和分离技术从核桃青皮中提取其中的活性成分及其用途的方法，上述方法各自都具有不同的特点，但对核桃青皮色素的提取过程均需首先进行采用有机溶剂萃取后，还需对提取物进行浓缩，然后再进行一定的配制后才能用于染色。
[0005]为了充分利用资源，克服现有技术提取过程中需要使用有机溶剂，提取步骤繁琐，本发明提供了一种以亚临界水为提取溶剂，从废弃核桃青皮中提取多酚、黄酮、蒽醌和萘醌等核桃青皮天然色素的方法，该方法绿色环保、对人和环境安全无毒。同时，得到的核桃青皮提取液可以直接用于对棉纱或其织物，羊毛、兔毛或其织物进行染色。为了增加色牢度和丰富色彩，还可以对采用核桃青皮提取液染色的织物采用后媒染的方法在媒染剂存在下进一步染色处理，也可以通过在核桃青皮的提取液中直接添加一定比例的媒染剂进行同浴染色，大幅度的减少了染色水的用量。
【发明内容】
[0006]随着生活质量的提高以及对健康的追求，天然色素的生理活性和安全性已经越来越多的为人们所认识，除食品化妆品领域外，纺织印染领域对天然色素的需求量也在逐年增加。此外，传统工业所造成的环境污染问题也已引起了各方关注，纺织印染行业的传统工艺所带来的环境问题也不可小觑。基于目前行业内存在的问题，本发明的目的是提供一种利用核桃种植生产中废弃的核桃青皮为原料提取其中具有功能活性的多酚、黄酮、蒽醌和萘醌等天然色素，该提取原料在新疆核桃收获季节分布广泛，来源丰富，也不能直接作为饲料使用，废弃物大量堆积还会污染环境，原料成本极低。同时，由于提取过程中采用的是水为提取溶剂，来源广泛，安全无毒，符合绿色化工的发展方向。所得的提取液可以直接用于织物染色，也可以按照工艺和产品的要求结合媒染剂染色，所选择的媒染剂为安全性高，对人和环境无毒、安全的金属离子Fe' Fe' Cu' Zn' Ti' Mg' Sn2+等的硫酸盐或盐酸盐，整个过程不使用任何有机溶剂，具有工艺过程易于控制，无需防火、防爆处理等优点，经染色的织物安全性好，并有一定的抑菌功能，能够用于各种用途，特别适用于婴幼儿及内衣等物品的染色需要。
[0007]为了实现上述目的，本发明是采用如下技术方案来予以实现的:
一种亚临界水提取核桃青皮中多酚、黄酮及蒽醌等天然色素并用于棉、毛织物染色的方法，其特征在于包括以下步骤:
(1)将核桃青皮清洗、干燥后，粉碎，将其置入一个水热反应釜中，以料液比1:1~1:50的比例加入水，控制提取温度110°C ~250°C，保持在水的亚临界状态下萃取5mirTl00 min，达到设定的提取时间后，停止加热，并对反应釜进行快速冷却至室温；
(2)将上述步骤(I)中冷却到室温的反应釜打开，过滤分离出其中的水提液，滤渣用少量水洗涤，合并上述水提液和洗涤液，得到核桃青皮的天然色素提取液；
(3)上述步骤(2)中所得到的核桃青皮的天然色素提取液在控制染色温度在200C ~100°C，染色时间30mirTl50min的条件下直接用于棉纱或棉织物的染色，染色结束后，经水洗和皂洗后，干燥，得到纯天然的染色棉纱或棉织物；
(4)上述步骤(2)中所得到的核桃青皮的天然色素提取液在控制染色温度300C ~90°C，染色时间30mirT240min的条件下，直接用于羊毛或兔毛织物的染色，染色结束后，经水洗和皂洗后，干燥，得到纯天然染色的羊毛、兔毛或其毛织物；
(5)上述步骤(2)中所得到的核桃青皮的天然色素提取液在控制染色温度在200C ~100°C，染色时间30mirTl50min的条件下直接用于棉纱或棉织物的染色，染色结束后，用水洗去表面残留的染液，按一定的料液比加入配制好的媒染剂，并控制一定的温度和染色时间进行染色，染色结束后，经水洗和皂洗后，干燥，得到相应的染色棉纱或棉织物；
(6)上述步骤(2)中所得到的核桃青皮的天然色素提取液在控制染色温度在300C ~90°C，染色时间30mirT240min的条件下直接用于羊毛、兔毛或其毛织物的染色，染色结束后，用水洗去表面残留的染液，按一定