一種蠶絲或其織物的黑曲霉孢子粉染色方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蠶絲或其織物的黑曲霉孢子粉染色方法，向培養(yǎng)液中加入篩選純化后的黑曲霉孢子粉，于28～30℃擴(kuò)大培養(yǎng)18～24小時(shí)，直至濃度為3～5g/L，得擴(kuò)大培養(yǎng)液；向擴(kuò)大培養(yǎng)液中加入媒染劑，得染色液，媒染劑包含重量百分比為20%～30%的三氧化二鑭和45%～55%的二氧化鈰，濃度為0.1～0.6g/L，將滅菌的蠶絲制品直接置于染色液中，于28～30℃繼續(xù)培養(yǎng)，直至染色完全，浴比為1:15~25，染浴pH為6.5～7.0，染色時(shí)間為18～36小時(shí)。本發(fā)明采用低溫染色技術(shù)，使黑曲霉菌持續(xù)分化繁殖并不斷分泌黑色素，能提高上染率、色牢度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢物的零排放，節(jié)能環(huán)保效果顯著。
【專利說(shuō)明】—種蠶絲或其織物的黑曲霉孢子粉染色方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種織物染色方法，具體涉及一種采用低溫媒染技術(shù)對(duì)蠶絲織物進(jìn)行染色處理的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]黑曲霉菌是重要的工業(yè)菌種之一，不僅可用于發(fā)酵制備結(jié)構(gòu)各異、種類繁多的食品及飼料工業(yè)原材料，用于醋、醬油等副食品的著色劑，而且能夠分泌具有防止紫外線輻射、清除自由基功能的黑色素，發(fā)揮抗氧化和防止衰老的功效，廣泛用于防曬霜、防曬膏和黑發(fā)劑等化妝品中。
[0003]在紡織染整工業(yè)領(lǐng)域中，黑曲霉菌也有一定的應(yīng)用。中國(guó)發(fā)明專利CN1109504A公開了一種用于酶洗紡織品的專用酶制劑，其中以黑曲霉菌發(fā)酵制備得到的C酶制劑是果膠酶和纖維素酶，主要用于麻、混紡紡織品的酶洗整理，可以使紡織品的表面光滑耐久、手感柔軟、穿著舒適，降低斷裂力和縮水率，提高硬挺度、豐滿度及彈性。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN103485158A中，公開了采用黑曲霉發(fā)酵而得的液體酶作為除氧酶，用于棉麻交織物的漂染工藝中，進(jìn)行除氧。
[0004]但是，如何利用黑曲霉菌產(chǎn)生的色素作為生物染料在織物染色工藝中加以應(yīng)用，目前尚未見報(bào)道。
[0005]近年來(lái)，隨著人們對(duì)于環(huán)境的保護(hù)意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，化學(xué)染料的缺點(diǎn)也日益明顯，研究人員開始把目光轉(zhuǎn)向天然染料。天然染料的來(lái)源主要是植物染料、動(dòng)物染料和礦物染料，因其能夠與環(huán)境相容，可生物降解，原料可以再生，對(duì)皮膚無(wú)過(guò)敏性和致癌性，受到人們的關(guān)注和青睞。然而，天然染料對(duì)紡織纖維的親和力比較低，給色量低，染色時(shí)間較長(zhǎng)，染色牢度較差，因此大部分天然染料在上染織物時(shí)都要使用媒染劑，而大部分媒染劑都含有一些重金屬離子，這些重金屬離子會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定的污染。此外，當(dāng)采用微生物產(chǎn)生的色素作為天然染料的來(lái)源時(shí)，一些常規(guī)的生物染料染色方法需要進(jìn)行高溫加熱，會(huì)導(dǎo)致菌種在染色過(guò)程中死亡。使用后染色液一般不能循環(huán)利用，并且染色廢液排放對(duì)環(huán)境有一定污染。
[0006]因此，當(dāng)試圖采用黑曲霉菌作為天然黑色素的來(lái)源進(jìn)行生物染色時(shí)，需要尋求新的媒染劑，同時(shí)需要改進(jìn)染色的方法，以有效利用黑曲霉菌這種來(lái)源充足、培養(yǎng)簡(jiǎn)便的原料，滿足印染行業(yè)生產(chǎn)的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種黑曲霉孢子粉對(duì)蠶絲及蠶絲織物進(jìn)行低溫媒染染色的方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案總體思路為，通過(guò)黑曲霉孢子粉的液體發(fā)酵，并在發(fā)酵過(guò)程中直接與無(wú)菌蠶絲制品接觸，在混合稀土媒染劑存在的條件下于30°C以下進(jìn)行生物染色。
[0009]具體而言，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下所述:
一種蠶絲或其織物的黑曲霉孢子粉染色方法，包括如下步驟:
1)黑曲霉孢子粉的擴(kuò)大培養(yǎng):將黑曲霉孢子粉轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)液中，在恒溫振蕩培養(yǎng)器內(nèi)以150?180 rpm的轉(zhuǎn)速于28?30°C擴(kuò)大培養(yǎng)18?24小時(shí)，直至所述黑曲霉孢子粉的濃度為3?5 g/L，得到黑曲霉孢子粉擴(kuò)大培養(yǎng)液；
2)蠶絲或其織物的生物染色:將媒染劑加入到黑曲霉孢子粉擴(kuò)大培養(yǎng)液中，得到染色液，其中所述媒染劑為混合稀土，其包含重量百分比為20%?30%的三氧化二鑭和45%?55%的二氧化鈰，混合稀土在所述染色液內(nèi)的濃度為0.1?0.6 g/L ;然后向所述染色液內(nèi)加入經(jīng)過(guò)滅菌處理的蠶絲或其織物，使其與擴(kuò)大培養(yǎng)后的黑曲霉孢子粉接觸，再以150?180 rpm的轉(zhuǎn)速于28?30°C繼續(xù)培養(yǎng)，直至染色完全，其中染色的浴比為1: 15?25，染浴pH為6.5--.0，染色時(shí)間為18?36小時(shí)。
[0010]進(jìn)一步的技術(shù)方案，步驟I)中所述培養(yǎng)液按照如下方法制備:稱取去皮馬鈴薯，粉碎后加入到純凈水中，加熱煮沸，加入葡萄糖繼續(xù)煎煮直至馬鈴薯融化成泥狀，濾取液體并倒入容器中，密封后于0.1 MPa、120°C的條件下滅菌20分鐘即得。
[0011]優(yōu)選的，在上述方案中，所述培養(yǎng)液內(nèi)去皮馬鈴薯的濃度為200 g/L，葡萄糖的濃度為20 g/L ο
[0012]優(yōu)選的，在上述方案中，步驟I)中所述黑曲霉孢子粉的濃度為4 g/L。
[0013]優(yōu)選的，在上述方案中，步驟2)中所述染色液內(nèi)媒染劑的濃度為0.4 g/L。
[0014]優(yōu)選的，在上述方案中，步驟2)中所述媒染劑包含重量百分比為25.52%的三氧化二鑭和50.82%的二氧化鈰。
[0015]優(yōu)選的，在上述方案中，步驟2)中所述染色的浴比為1: 20。所述染色的染浴pH為6.5。所述染色的時(shí)間為24小時(shí)。
[0016]由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
1)現(xiàn)有技術(shù)多采用高溫染色技術(shù)，染色溫度通常在80°c以上，但是高溫條件不利于黑曲霉分泌黑色素，甚至?xí)⑺牢⑸?，而本發(fā)明采用低溫染色，同時(shí)，使用培養(yǎng)液替代普通使用的水來(lái)制備染色液，微生物在此條件下可以進(jìn)行菌絲分化和孢子繁殖，在此過(guò)程中，形成的菌絲體會(huì)持續(xù)分泌黑色素，從而有利于提高染色牢度；
2)由于采用低溫染色，微生物能進(jìn)行孢子繁殖，使得染色液可以反復(fù)循環(huán)使用，因此能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)廢物零排放，污染度極低，屬于環(huán)境友好型染色方法；
3)高溫染色過(guò)程中需用大量熱能和沖洗用水，生產(chǎn)成本較高，而本發(fā)明采用低溫染色，成功地降低了能耗和用水量，節(jié)能環(huán)保效果顯著；
4)本發(fā)明使用特殊的混合稀土作為媒染劑，有助于黑曲霉孢子粉分泌的色素分子與蠶絲纖維之間形成緊密而穩(wěn)定的配位鍵，進(jìn)而提高了上染率、色牢度等多項(xiàng)染色參數(shù)指標(biāo)；
5)現(xiàn)有技術(shù)中有些化學(xué)染料以及高溫染色方案的使用會(huì)使人類的皮膚和粘膜組織產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)，甚至誘發(fā)皮膚癌，天然染料存在給色量低，染色時(shí)間較長(zhǎng)，染色牢度較差的缺陷，而本發(fā)明所使用的黑曲霉孢子粉卻對(duì)人體皮膚具有保健作用，較低的工作環(huán)境溫度也有利于保障印染行業(yè)一線人員的身體健康。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
實(shí)施例一、蠶絲織物的黑曲霉孢子粉染色。
[0018]1、培養(yǎng)液的制備:
利用電子天平稱取200 g去皮馬鈴薯，切成片狀，加入到I L純凈水中，在電磁爐上加熱煮沸，加入20 g葡萄糖繼續(xù)煎煮，直至馬鈴薯融化成泥狀，用四層紗布濾取液體并倒入玻璃容器中，密封后置于手提式不銹鋼壓力蒸汽滅菌器中，于0.1 MPa、120°C的條件下滅菌20分鐘，得到培養(yǎng)液。
[0019]2、黑曲霉孢子粉的擴(kuò)大培養(yǎng):
采用常規(guī)的菌種篩選方法，從商品化黑曲霉菌(拉丁名稱:Aspergillus niger,菌號(hào):AS3.324，生產(chǎn)廠家:山東沂源康源生物科技有限公司)中挑選出專屬分泌黑色素的菌絲體，采用無(wú)菌操作將篩選后的黑曲霉孢子粉轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)液中，在恒溫振蕩培養(yǎng)器內(nèi)以180 rpm的轉(zhuǎn)速于30°C擴(kuò)大培養(yǎng)20小時(shí)，直至黑曲霉孢子粉的濃度為4 g/L，得到黑曲霉孢子粉擴(kuò)大培養(yǎng)液。
[0020]3、織物的生物染色:
量取100 mL黑曲霉孢子粉擴(kuò)大培養(yǎng)液至500 mL錐形瓶中，加入400 mg混合稀土 (其中包含25.52重量％的La2O3和50.82重量％的CeO2)作為媒染劑，混合均勻，得到染色液，然后按照1:20的染色浴比，將滅菌的真絲電力紡直接置于染色液中(采用乙酸鈉/乙酸緩沖液調(diào)節(jié)pH值為6.5)，使其與擴(kuò)大培養(yǎng)后的黑曲霉孢子粉接觸，然后再以180 rpm的轉(zhuǎn)速于30°C繼續(xù)培養(yǎng)24小時(shí)，直至染色完全。將染色后的織物取出，用純凈水沖洗5?10分鐘，95?98°C烘干后以備染色性能考察試驗(yàn)所用。
[0021]實(shí)施例二、蠶絲織物的黑曲霉孢子粉染色。
[0022]1、培養(yǎng)液的制備:
利用電子天平稱取200 g去皮馬鈴薯，切成片狀，加入到I L純凈水中，在電磁爐上加熱煮沸，加入20 g葡萄糖繼續(xù)煎煮，直至馬鈴薯融化成泥狀，用四層紗布濾取液體并倒入玻璃容器中，密封后置于手提式不銹鋼壓力蒸汽滅菌器中，于0.1 MPa、120°C的條件下滅菌20分鐘，得到培養(yǎng)液。
[0023]2、黑曲霉孢子粉的擴(kuò)大培養(yǎng):
采用常規(guī)的菌種篩選方法，從商品化黑曲霉菌中挑選出專屬分泌黑色素的菌絲體，采用無(wú)菌操作將篩選后的黑曲霉孢子粉轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)液中，在恒溫振蕩培養(yǎng)器內(nèi)以180 rpm的轉(zhuǎn)速于30°C擴(kuò)大培養(yǎng)20小時(shí)，直至黑曲霉孢子粉的濃度為3 g/L，得到黑曲霉孢子粉擴(kuò)大培養(yǎng)液。
[0024]3、織物的生物染色:
量取100 mL黑曲霉孢子粉擴(kuò)大培養(yǎng)液至500 mL錐形瓶中，加入100 mg混合稀土 (其中包含30重量％的La2O3和45重量％的CeO2)作為媒染劑，混合均勻，得到染色液，然后按照1:15的染色浴比，將滅菌的真絲電力紡直接置于染色液中(采用乙酸鈉/乙酸緩沖液調(diào)節(jié)pH值為6.8)，使其與擴(kuò)大培養(yǎng)后的黑曲霉孢子粉接觸，然后再以180 rpm的轉(zhuǎn)速于30°C繼續(xù)培養(yǎng)20小時(shí)，直至染色完全。將染色后的織物取出，用純凈水沖洗5?10分鐘，95?98°C烘干后以備染色性能考察試驗(yàn)所用。
[0025]實(shí)施例三、蠶絲織物的黑曲霉孢子粉染色。
[0026]1、培養(yǎng)液的制備:
利用電子天平稱取200 g去皮馬鈴薯，切成片狀，加入到I L純凈水中，在電磁爐上加熱煮沸，加入20 g葡萄糖繼續(xù)煎煮，直至馬鈴薯融化成泥狀，用四層紗布濾取液體并倒入玻璃容器中，密封后置于手提式不銹鋼壓力蒸汽滅菌器中，于0.1 MPa、120°C的條件下滅菌20分鐘，得到培養(yǎng)液。
[0027]2、黑曲霉孢子粉的擴(kuò)大培養(yǎng):
采用常規(guī)的菌種篩選方法，從商品化黑曲霉菌中挑選出專屬分泌黑色素的菌絲體，采用無(wú)菌操作將篩選后的黑曲霉孢子粉轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)液中，在恒溫振蕩培養(yǎng)器內(nèi)以180 rpm的轉(zhuǎn)速于28°C擴(kuò)大培養(yǎng)24小時(shí)，直至黑曲霉孢子粉的濃度為5 g/L，得到黑曲霉孢子粉擴(kuò)大培養(yǎng)液。
[0028]3、織物的生物染色:
量取100 mL黑曲霉孢子粉擴(kuò)大培養(yǎng)液至500 mL錐形瓶中，加入600 mg混合稀土 (其中包含20重量％的La2O3和55重量％的CeO2)作為媒染劑，混合均勻，得到染色液，然后按照1:25的染色浴比，將滅菌的真絲電力紡直接置于染色液中(采用乙酸鈉/乙酸緩沖液調(diào)節(jié)pH值為7.0)，使其與擴(kuò)大培養(yǎng)后的黑曲霉孢子粉接觸，然后再以180 rpm的轉(zhuǎn)速于28°C繼續(xù)培養(yǎng)36小時(shí)，直至染色完全。將染色后的織物取出，用純凈水沖洗5~10分鐘，95~98°C烘干后以備染色性能考察試驗(yàn)所用。
[0029]實(shí)施例四、媒染劑的不同用量對(duì)Κ/S值的影響。
[0030]按照實(shí)施例一記載的方法對(duì)真絲電力紡進(jìn)行一系列黑曲霉孢子粉低溫染色，其中媒染劑混合稀土的濃度依次為0、0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6和0.8 g/L，將熨燙晾曬后的織物試樣在分光測(cè)色儀中進(jìn)行Κ/S值測(cè)定，其結(jié)果如表1所示。
[0031]表1、媒染劑的濃度對(duì)Κ/S值的影響

【權(quán)利要求】
1.一種蠶絲或其織物的黑曲霉孢子粉染色方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)黑曲霉孢子粉的擴(kuò)大培養(yǎng):將黑曲霉孢子粉轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)液中，在恒溫振蕩培養(yǎng)器內(nèi)以150?180 rpm的轉(zhuǎn)速于28?30°C擴(kuò)大培養(yǎng)18?24小時(shí)，直至所述黑曲霉孢子粉的濃度為3?5 g/L，得到黑曲霉孢子粉擴(kuò)大培養(yǎng)液； 2)蠶絲或其織物的生物染色:將媒染劑加入到黑曲霉孢子粉擴(kuò)大培養(yǎng)液中，得到染色液，其中所述媒染劑為混合稀土，其包含重量百分比為20%?30%的三氧化二鑭和45%?55%的二氧化鈰，混合稀土在所述染色液內(nèi)的濃度為0.1?0.6 g/L ;然后向所述染色液內(nèi)加入經(jīng)過(guò)滅菌處理的蠶絲或其織物，使其與擴(kuò)大培養(yǎng)后的黑曲霉孢子粉接觸，再以150?180 rpm的轉(zhuǎn)速于28?30°C繼續(xù)培養(yǎng)，直至染色完全，其中染色的浴比為1: 15?25，染浴pH為6.5?7.0，染色時(shí)間為18?36小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蠶絲或其織物的黑曲霉孢子粉染色方法，其特征在于:步驟O中所述培養(yǎng)液按照如下方法制備:稱取去皮馬鈴薯，粉碎后加入到純凈水中，加熱煮沸，加入葡萄糖繼續(xù)煎煮直至馬鈴薯融化成泥狀，濾取液體并倒入容器中，密封后進(jìn)行滅菌處理即得。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蠶絲或其織物的黑曲霉孢子粉染色方法，其特征在于:所述培養(yǎng)液內(nèi)去皮馬鈴薯的濃度為200 g/L，葡萄糖的濃度為20 g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蠶絲或其織物的黑曲霉孢子粉染色方法，其特征在于:所述滅菌處理為在0.1 MPa、120°C的條件下滅菌20分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蠶絲或其織物的黑曲霉孢子粉染色方法，其特征在于:步驟2)中所述染色液內(nèi)媒染劑的濃度為0.4 g/L。
【文檔編號(hào)】D06P1/34GK104179039SQ201410421062
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】陳國(guó)強(qiáng), 劉雅光, 田馳, 邢鐵玲, 貢成良, 翟紅霞, 盛家鏞, 楊明達(dá) 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué), 遼寧采逸野蠶絲制品有限公司