一种茜草植物染料的提取及其染色的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种茜草植物染料的提取及其染色的方法，属于染料提取技术领域。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的提高，对生活质量和生存环境越来越重视，天然植物染料自身能降解，不影响环境，可以被广泛应用在纺织品染色领域，具有显著的社会效益和经济效益，而茜草本身含有色素，是一种很好的纯天然植物染料。目前，对于茜草中色素的提取大多采用水浸渍提取法、乙醇提法或碱提取法，如中国专利(授权公告号:CN100358950C)公开了一种茜草染料的提取法，包括将茜草根茎洗净后，在20°C?50°C的条件下发酵20小时，再采用无水乙醇或无水乙醇和水混合的溶剂萃取茜草色素，使固液比为1:10?20，加热，萃取温度为70°C?90°C，并采用冷凝管将蒸发的气体冷凝回流，每次连续萃取0.5?1小时，萃取至少两次或两次以上。又如袁小红等人公开的茜草植物染料提取工艺及染色性能研究(袁小红等，中原工学院学报，第22卷第5期，45-48，2011年10月)，该方法通过将茜草根洗净、晾干、
[0003]粉碎，得茜草粉末，再进行氢氧化钠溶液浸取处理，通过对氢氧化钠质量、固液比、粉碎度、提取温度和提取时间及提取次数等条件进行单因素实验及正交实验，来得出最佳提取工艺。虽然，上述常规的方法均能够提取相应的茜草色素，但是相应的工艺要么过于复杂，或者是提取效率太低，需要经过多次提取才能够得到较好的收率，不利于工业化生产的需要。
【发明内容】
[0004]本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种茜草植物染料的提取及其染色的方法，解决的问题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]本发明的目的之一是通过以下技术方案得以实现的，一种茜草植物染料的提取方法，该方法包括以下步骤:
[0006]A、前处理:选取新鲜的茜草根茎进行粉碎成茜草根茎粉末，然后采用甲醇作为溶剂，再加入β _D-1，4内、外切木聚糖酶，β -D-l，4内切木聚糖酶:β -D-l，4外切木聚糖酶的用量比例为1:0.8，且所述茜草根茎粉末:甲醇按照料液比为1:1.1?1.3，然后控制温度在52°C?58°C的条件下搅拌进行预处理；
[0007]B、浸提:上述步骤A中预处理结束后，直接加入水，使茜草根茎粉末与水的总质量比1:10?11，然后，将温度继续升温至90°C?95°C的条件下浸提30?50分钟，然后过滤收集浸提液；
[0008]C、浓缩:将收集的浸提液在真空条件下并控制温度为55°C?60°C进行浓缩至有卡其色固体析出，然后进行冷却处理使固体析出完全，进行离心、干燥，得到相应的茜草植物卡其色染料。
[0009]本发明茜草植物染料的提取方法，通过采用新鲜的茜草根茎作为原料主要由于新鲜的材料更有利于细胞壁的去除，而植物细胞壁中主要是由木聚糖上的侧链与植物细胞中其它几种结构性多糖如木质素、纤维素和葡萄糖等等以共价或非共价的形式连接，组成植物细胞重要的结构细胞壁，而本发明正是考虑到细胞壁的整体结构特性，通过先使茜草根茎粉末与β-?_1，4内、外切木聚糖酶在52°C?58°C的温度下进行预处理，目的是为了更有利于使细胞壁中木聚糖得到降解，从而达到细胞壁破壁的效果，实现后续提取过程中更有利于茜草色素的释放，提高提取的效率，只需经过一次提取就能够使茜草色素较好的被提取，同时也保证了茜草植物染料的总提取率。当然，最好在预处理过程中还加入同时吐温80，经过细胞壁破壁后，能够使体系中的吐温80与细胞膜产生作用，从而更有利于细胞膜的溶解，提尚了细胞内茜草色素的释放，提尚浸提的效率和茜草色素的总提取率。
[0010]在上述茜草植物染料的提取方法中，作为优选，步骤B中所述浸提过程中还加入有氯化镧溶液。通过加入氯化镧溶液目的是为了更好的实现使茜草色素被有效的从茜草根茎中提取出来，提高浸提的总收率效果，相比与现有技术中需要在碱性溶液中进行浸提，本发明的浸提效率更高，基本上无需多次重复浸提，就能够实现高收率的效果。作为进一步的优选，所述氯化镧溶液中氯化镧与茜草根茎粉末的质量比为0.02?0.03:1。
[0011]在上述茜草植物染料的提取方法中，作为优选，步骤A中所述前处理过程中还加入有纤维素酶，且所述纤维素酶的质量为茜草根茎粉末质量的0.2%?0.3%。通过加入纤维素酶能够更有利于细胞壁的破碎，使茜草色素更易于释放提高浸提效率。
[0012]本发明的目的之二是通过以下技术方案得以实现的，一种利用茜草植物染料的染色方法，该方法包括以下步骤:
[0013]a、将选取的织物完全浸没在明矾水溶液中，再加入十二烷基聚乙二醇醚，然后升温至80°C?85°C进行前处理，前处理结束后，烘干，用于下一步处理；
[0014]b、将上述经过前处理的织物浸没在如权利要求1-4任意一项所述方法得到的茜草植物染料配制的染液中，浸染30分钟后，再加入经过热水融化的果胶，然后，控制温度在40°C?45°C处理15?20分钟，再升温至90°C?95 °C进行保温处理40?60分钟；
[0015]c、步骤b结束后，加入硫酸镁和氯化钾的混合水溶液，然后进行固色处理，固色处理结束后，取出织物进行水洗，烘干，再进行皂洗定色，然后进行水洗和烘干处理，得到染色后的织物。
[0016]本发明的利用茜草植物染料的染色方法，通过采用明矾溶液进行前处理目的是为了使茜草植物染料能够更好的染色在织物表面，来提高茜草植物染料染色后的色牢度，优选，所述明矾水溶液的质量浓度为5%?10% ;同时，通过加入十二烷基聚乙二醇醚是由于其对本发明染料茜草植物染料和织物的纤维均具有较好的亲和性，通过前处理使十二烷基聚乙二醇醚先与织物之间形成较好的结合，从而使织物放入染料中进行浸染时染料更好的着色，提高染料的匀染性，实现也提高了染色后的色牢度性能。优选，所述十二烷基聚乙二醇醚的加入量为茜草植物染料的质量的3%?6%。
[0017]在上述的利用茜草植物染料的染色方法中，作为优选，步骤b中染液的质量浓度为1%?5%，浴比为1:15?30，浸染的温度为40°C?45°C。通过调整染液中茜草植物染料的浓度目的是为了使染料能够有效的染色到织物上，且又能够提高染色的色牢度性能，同时，结合浴比和浸染温度能够实现更好的效果。
[0018]在上述的利用茜草植物染料的染色方法中，作为优选，步骤b中所述果胶的加入量为5g/L?8g/L。本发明人无意中发现果胶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，作为优选，步骤c中所述硫酸镁和氯化钾的混合水溶液中硫酸镁的质量浓度为5?8g/L ;所述氯化钾的质量浓度为10?15g/Lo目的使为了更好的起到固色作用，使不易出现脱色现象。
[0020]在上述的利用茜草植物染料的染色方法中，作为优选，步骤c中所述固色处理的温度为90°C?100°C，且所述固色处理的时间为15?30分钟。
[0021]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0022]1.本发明的茜草植物染料的提取方法，只需要经过一次浸提即可，大大的简化了工艺，提高了浸提的效率，同时，还能够保证茜草植物染料的总提取率的效果，总提取率能够达到23%以上。
[0023]2.本发明利用茜草植物染料的染色方法，通过采用茜草植物染料进行浸染，实现了减少对环境污染的效果，同时，通过采用明矾和十二烷基乙二醇醚对织物进行前处理，有效的提高了茜草植物染色在织物上的匀染性，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。
【具体实施方式】
[0024]下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但是本发明并不限于这些实施例。
[0025]实施例1
[0026]本实施例中的茜草卡其色素植物染料的提取方法如下:
[0027]前处理:根据需要选取洗净后新鲜的茜草根茎100g进行粉碎成茜草根茎粉末，然后采用甲醇作为溶剂，再加入P-D-l，4内、外切木聚糖酶，β-?_1，4内切木聚糖酶:β -D-l，4外切木聚糖酶的用量比例为1:0.8，使两种酶的总浓度为lwt%，且所述茜草根茎粉末:甲醇按照料液比(质量比)为1:1.1，调节体系的pH为5.0?5.5，然后控制温度在52°C的条件下搅拌进行前处理；30分钟，前处理结束后进入下一步；
[0028]浸提:上述前处理结束后，再直接加入水，加入水的用量是使茜草根茎粉末与水的质量比1:11，然后，将温度继续升