一種基于枯草芽孢桿菌發(fā)酵法制備青柿天然染料的工藝及所得染料的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于天然染料制備和應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種采用發(fā)酵法制備青柿天然染 料的工藝及所得染料的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然染料以其天然無污染、對人體益生保健以及色彩中正柔和等獨(dú)特的性質(zhì)逐漸 為大眾熟知。一般選用的天然染料均取自中藥材，在染整過程中，染料與有益組分一同上染 織物，使得織物不僅色澤獨(dú)特、自然，而且多有護(hù)膚、驅(qū)蟲等保健養(yǎng)生、優(yōu)化生活等附加功 能。
[0003] 柿子樹是柿樹科漿果類溫帶落葉果樹，原產(chǎn)我國，在我國已有一千多年的種植歷 史。目前我國種植面積最大，而且柿果產(chǎn)量最多。柿子柔嫩多汁、甘甜爽口、營養(yǎng)豐富，有甜 柿和澀柿兩種，甜柿可以鮮食，也可以做柿餅、柿醋、柿酒等，柿葉可以做柿茶;澀柿不可直 接食用，需要經(jīng)過脫澀處理。青澀柿子中含有大量的單寧。單寧亦稱鞣酸，為多酚聚合物，是 一種由兒茶酚等聚合而成多酚聚合物，含有許多鄰位的酚羥基，因而有許多特殊功能。存在 于柿果使其呈濕味的酸類物質(zhì)稱為柿單寧(kaki tannin)。
[0004] 目前，柿單寧主要來源于天然提取或化學(xué)合成。提取柿單寧的傳統(tǒng)常用方法主要 有酸提、堿提和水提等，其中以熱水浸提居多，酸、堿提取都會破壞柿單寧的結(jié)構(gòu)，且不利于 后續(xù)純化使用；而熱水浸提的提取率一般較低，難以滿足生產(chǎn)需求。一般經(jīng)過水或醇提取 后，提取液減壓濃縮后要經(jīng)過充分的吸附、淋洗、洗脫等系列流程，特別是需用蒸餾水反復(fù) 淋洗至洗出液用苯酚-硫酸法檢測不出糖為止，操作過程繁瑣，否則在后期干燥過程中由于 柿單寧濃縮液含糖份比例過高，干燥機(jī)"粘壁"嚴(yán)重，無法達(dá)到物料干燥粉狀固態(tài)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種青柿天然染料的提取方法，避免現(xiàn)有技 術(shù)中提取青柿染料工藝時存在的"操作繁瑣、糖份難以清除"的問題，同時提供一種該工藝 提取的青柿染料的應(yīng)用。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于枯草芽孢桿菌發(fā)酵法 制備青柿天然染料的工藝，具體步驟為：
[0007] (1)對青柿進(jìn)行去蒂、洗滌預(yù)處理，
[0008] 本發(fā)明所采用的青柿主要為自然落果的青柿，青柿表層會沾染土壤等雜物，故而 在取得原料后，需要對其進(jìn)行去蒂、洗滌等預(yù)處理，
[0009] (2)將步驟（1)中經(jīng)過預(yù)處理的青柿粉碎(粉碎至0.5~0.8cm3的顆粒大小即可）， 將固體與汁液一同移至容器中，加水正好淹沒柿子后，于60~70°C下對所得混合液進(jìn)行滅 菌處理30min，冷卻至常溫(25°C)后再向混合液中加入枯草芽孢桿菌實(shí)驗(yàn)菌液并攪勻，調(diào)節(jié) 發(fā)酵pH = 7.5~8,并于37±2°C溫度范圍內(nèi)發(fā)酵3~4天后，以濾網(wǎng)過濾去除固體物，對濾液 繼續(xù)發(fā)酵1天，得到青柿天然染液，
[00?0]其中，在投料關(guān)系上，經(jīng)粉碎的步驟（1)中經(jīng)過預(yù)處理的青柿為1000±20g，加入的 用于淹沒柿子的水為1900g，向混合液中加入的枯草芽孢桿菌實(shí)驗(yàn)菌液的體積為100mL，菌 濃度為2 X 109CFU/mL~1 X 101()CFU/mL，
[0011] 這里，枯草芽孢桿菌實(shí)驗(yàn)菌液的制備工藝為：取枯草芽孢桿菌凍存管一支，常溫 (25°C)融化后，用接種環(huán)取菌懸液以劃線法接種至營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基平皿上，在37±2°C下培 養(yǎng)22h;再從培養(yǎng)皿上取典型菌落接種至營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基斜面試管內(nèi)，在37±2°C下培養(yǎng) 22h，將該斜面試管貯存于冰箱內(nèi)（5~10°C)，作為保存菌；用接種環(huán)取該保存菌，以劃線法 接種到瓊脂培養(yǎng)基平皿上，在37±2°C下培養(yǎng)24h得到典型菌落(一周內(nèi)使用）；取該典型菌 落于100mL營養(yǎng)肉湯中，在37±2°C下培養(yǎng)24h得到枯草芽孢桿菌實(shí)驗(yàn)菌液，
[0012] 步驟(2)中，當(dāng)采用濾網(wǎng)過濾去除固體物后，再對濾液繼續(xù)發(fā)酵1天的目的在于:使 發(fā)酵液中糖分進(jìn)一步降低，甚至基本除去，
[0013] 對于步驟(2)中所得到的青柿天然染液，可以通過冷凍干燥的方法得到青柿子提 取物粉末，并密封避光保存。
[0014] 本發(fā)明還提供了一種上述制備方法所得到的青柿染料的應(yīng)用，即采用該青柿染料 對織物進(jìn)行染色，具體的染色工藝為:將上述得到的青柿子提取物粉末加入去離子水中稀 釋，得到均勻的稀釋液，調(diào)節(jié)稀釋液的pH后，將潔凈的織物浸入到稀釋液中，對織物進(jìn)行染 色，染色完畢后水洗并烘干，得到染色織物，
[0015] 這里的織物為真絲織物或麻織物，
[0016] 其中，青柿子提取物粉末在稀釋液中的質(zhì)量濃度為1.0~1.5%，調(diào)節(jié)稀釋液的pH 為3~5,對織物進(jìn)行染色時的參數(shù)為:浴比1:15~25、染色溫度65~75°C、染色時間為35~ 50分鐘，上染后的織物具有優(yōu)異的抗菌性能和抗紫外性能。
[0017] 本發(fā)明還提供了一種上述制備方法所得到的青柿染料在防治炭疽病方面的應(yīng)用， 具體為:將青柿子提取物粉末配成溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3~5 %的水溶液，對植物果實(shí)進(jìn)行噴施； 或者以植物果實(shí)作為防治對象，將基于青柿子提取物粉末作為染料的染色織物包裹于植 物果實(shí)上。
[0018] 本發(fā)明的有益效果在于：由于柿果中除所需的有效成分外，還包括糖、酸以及果膠 等主要可溶性成分，因此本發(fā)明采用酵母菌發(fā)酵的方式，在提取青柿染料的同時將糖類成 分徹底分解轉(zhuǎn)化為酒精，避免了后續(xù)干燥過程中由于提取物中含糖份比例過高而導(dǎo)致的干 燥機(jī)"粘壁"現(xiàn)象。
[0019] 本發(fā)明所制備的青柿提取物作為天然染料使用時，避免了有機(jī)化學(xué)染料對人體皮 膚的損害，并且具有優(yōu)良的上染率和牢度;且染料本身具有良好的抗菌、抗紫外特性，對織 物進(jìn)行上染后賦予織物抗菌性能、抗紫外性能。
[0020] 本發(fā)明于枯草芽孢桿菌發(fā)酵環(huán)境下得到青柿提取物，在發(fā)酵結(jié)束后無需對提取液 進(jìn)行加熱滅菌并再過濾的操作，節(jié)省了工序，且非但沒有影響青柿提取物本身的使用價值， 而且枯草芽孢桿菌發(fā)酵的副產(chǎn)物還與青柿提取物發(fā)生了在防治炭疽病方面的協(xié)同效果。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 實(shí)施例1
[0022]營養(yǎng)肉湯的制備工藝：
[0023]將蛋白胨10g、牛肉浸出粉3g、氯化鈉5g溶于1000mL蒸餾水中，溶解后于121°C高壓 滅菌15min后，降至常溫(25°C)，得到營養(yǎng)肉湯；
[0024] 枯草芽孢桿菌實(shí)驗(yàn)菌液的制備工藝為：
[0025] 取枯草芽孢桿菌凍存管一支，常溫(25°C)融化后，用接種環(huán)取菌懸液以劃線法接 種至營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基平皿上，在37 °C下培養(yǎng)22h;再從培養(yǎng)皿上取典型菌落接種至營養(yǎng)瓊脂 培養(yǎng)基斜面試管內(nèi)，在37°C下培養(yǎng)22h，將該斜面試管貯存于冰箱內(nèi)（5°C)，作為保存菌；用 接種環(huán)取該保存菌，以劃線法接種到瓊脂培養(yǎng)基平皿上，在37°C下培養(yǎng)24h得到典型菌落； 立即取該典型菌落于l〇〇mL上述營養(yǎng)肉湯中，在37°C下培養(yǎng)24h得到枯草芽孢桿菌實(shí)驗(yàn)菌 液。
[0026]青柿天然染料的提取：
[0027] (1)對青柿進(jìn)行去蒂、洗滌預(yù)處理，去除青柿表層沾染的土壤等雜物；
[0028] (2)將步驟（1)中經(jīng)過預(yù)處理的青柿1000g粉碎至0.5~0.8cm3的顆粒大小，將固體 與汁液一同移至容器中，加水1900g正好淹沒柿子后，于70°C下對所得混合液進(jìn)行滅菌處理 后，冷卻至常溫(25 °C)后再向該混合液中加入菌濃度為5 X 109CFU/mL的枯草芽孢桿菌實(shí)驗(yàn) 菌液100mL并攪勻，調(diào)節(jié)發(fā)酵pH = 7.5,并于37°C溫度下發(fā)酵4天(96小時）后，以濾網(wǎng)過濾去 除固體物，對濾液于37°C下繼續(xù)發(fā)酵1天，得到青柿天然染液，通過冷凍干燥的方法得到青 柿子提取物粉末，并密封避光保存。
[0029] 染色工藝：
[0030] 將上述得到的青柿子提取物粉末加入去離子水中稀釋，得到青柿子提取物粉末質(zhì) 量濃度為1.5%的均勻稀釋液，調(diào)節(jié)稀釋液的pH為4，將潔凈的亞麻床單浸入到稀釋液中，浴 比為1:20,70°C下對亞麻床單染色45分鐘，染色完畢后水洗并于70°C下烘干，得到銀灰色染 色織物，具體使用性能如表1所示。
[0031] 表 1
[0032]
[0033] 耐摩擦色牢度按GB/T3920-2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取窚y試；
[0034] 耐皂洗色牢度按GB/T3921-2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)驮硐瓷味取窚y試；
[0035] 耐光色牢度按GB/T 8426-1998《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)凸馍味取窚y試；
[0036]防紫外能力按GB/T18830-2009《紡織品防紫外性能的評定》測試；
[0037] 顏色深度(K/S值）的測定:將染色織物折疊兩次（四層），采用Datacolor SF600X電 腦測色配色儀在Amax處測定染色織物的K/S值，每個試樣測四次取平均值。
[0038]對本實(shí)施例中得到的染色織物，進(jìn)行染色前后抗菌性能的檢測：
[0039]將本實(shí)施例中得到的染色織物剪成直徑為2cm的圓形，將未染色的相同規(guī)格的亞 麻床單作為空白樣品也剪成直徑為2cm的圓形，備用，
[0040] 然后按GB/T 20944.2--2007瓊脂平皿擴(kuò)散法，將配好的固體營養(yǎng)基在121°C高 溫滅菌20min，趁熱倒入表面皿中冷卻，冷凝后涂上大腸桿菌，將染色后的亞麻床單和空白 樣品緊緊貼在固體營養(yǎng)基上，在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)18h，觀察到本實(shí)施例中得到的染色織物對大 腸桿菌的抗菌率為85%，亞麻床單空白樣品對大腸桿菌的抑菌率僅為12%。
[0041 ]對比實(shí)施例1
[0042] (與實(shí)施例1相比，對比實(shí)施例1中按照傳統(tǒng)的枯草芽孢桿菌發(fā)酵提取工藝，發(fā)酵完 畢后對提取液進(jìn)行了 "加熱滅菌并再過濾"操作）
[0043] 枯草芽孢桿菌實(shí)驗(yàn)菌液的制備工藝同實(shí)施例1;
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