[發(fā)明專利]生物合成吡咯結(jié)構(gòu)紅色納米色素分散液對(duì)羊毛織物直接染色的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710436306.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107059428A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鞏繼賢;任燕飛;張健飛;李政;李秋瑾;李輝芹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): D06P1/16
• 分類號(hào): D06P1/16;D06P3/14;D06L1/16;C12P1/04;C12R1/43
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紡織品的染整加工領(lǐng)域，特別涉及一種由生物合成的吡咯結(jié)構(gòu)紅色納米色素分散液對(duì)羊毛織物的直接染色法。

技術(shù)背景

紡織工業(yè)每年生產(chǎn)和使用大約130萬(wàn)噸染料、顏料和染料前體，價(jià)值約230億美元，幾乎都是人工合成染料，完全由石油等不可再生資源制成。其生產(chǎn)、加工以及染色廢液的排放對(duì)環(huán)境造成相當(dāng)大的危害。隨著能源和環(huán)境問(wèn)題的惡化，人們對(duì)染料來(lái)源的可再生性和綠色環(huán)保性的要求越來(lái)越高。天然染料以原料可再生，具有良好的環(huán)境相容性和生物降解性而受到廣泛關(guān)注，成為研究熱點(diǎn)。其中微生物染料/色素的生產(chǎn)不受季節(jié)、氣候和地域限制，生產(chǎn)周期短，產(chǎn)量大，種類豐富，被開(kāi)發(fā)利用的潛力巨大，同時(shí)保護(hù)了環(huán)境和生態(tài)平衡，解決了資源短缺的矛盾，具有可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用的優(yōu)勢(shì)。因此，微生物色素將逐漸成為天然染料的主要來(lái)源。

吡咯結(jié)構(gòu)色素是生物合成色素中的重要種類，是微生物的次生代謝產(chǎn)物，可由細(xì)菌、放線菌和霉菌獲得。其中，具有3吡咯環(huán)的紅色色素研究較多，該色素易溶于甲醇、乙醇、丙酮、DMF、乙酸乙酯、氯仿和苯，幾乎不溶于水。該色素主要分布在細(xì)胞內(nèi)，色素的提取需要進(jìn)行細(xì)胞破碎。由于此色素水溶性很低，色素提取要使用有機(jī)溶劑。有研究嘗試用微生物產(chǎn)的3吡咯環(huán)結(jié)構(gòu)紅色色素對(duì)羊毛織物、腈綸織物和滌綸織物的染色。在制備染液時(shí)，需要加入有機(jī)溶劑來(lái)溶解色素，這不僅使得染液制備過(guò)程工序增加，更重要的是極大增加了染色成本。

本研究通過(guò)對(duì)微生物菌株的改造和培養(yǎng)過(guò)程的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了納米粒徑的吡咯結(jié)構(gòu)紅色色素的生物制備，并實(shí)現(xiàn)了由細(xì)胞分泌進(jìn)入發(fā)酵液中納米色素在發(fā)酵液中的均勻分散，由此制備由納米顆粒分散液形成的染液，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建對(duì)羊毛織物直接染色的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用生物合成吡咯結(jié)構(gòu)紅色色素的納米分散液對(duì)羊毛織物的直接染色方法。

本發(fā)明所述的使用生物合成吡咯結(jié)構(gòu)紅色納米色素分散液對(duì)羊毛織物直接染色的方法，包括：

(1)將粘質(zhì)沙雷氏菌在平板培養(yǎng)基上劃線，選擇顏色最紅的單菌落挑出，接入發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，移取5ml菌液至直徑為9cm的培養(yǎng)皿中，功率為15W的紫外線燈管距離30cm照射5～20min，避光保存8-24h后，轉(zhuǎn)移至發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。然后再轉(zhuǎn)接到選擇培養(yǎng)基中培養(yǎng)24h后測(cè)λ＝540nm的吸光度值，然后以10％的接種量轉(zhuǎn)接到新的選擇培養(yǎng)基中培養(yǎng)24h后測(cè)λ＝540nm的吸光度值，再轉(zhuǎn)接至新的選擇培養(yǎng)基中，直至吸光度不再增加。分別取菌液0.1ml涂布10個(gè)平板，選擇顏色最紅的單菌落挑出，接入發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，加入氯化鋰使其濃度為0.1～1.5％，保溫0.5～10min，取菌液5ml轉(zhuǎn)移至發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，然后再轉(zhuǎn)接到選擇培養(yǎng)基中培養(yǎng)24h后測(cè)λ＝540nm的吸光度值，然后以10％的接種量轉(zhuǎn)接到新的選擇培養(yǎng)基中培養(yǎng)24h后測(cè)λ＝540nm的吸光度值，再轉(zhuǎn)接至新的選擇培養(yǎng)基中，直至吸光度不再增加。分別取菌液0.1ml涂布10個(gè)平板，選擇顏色最紅的單菌落挑出，作為改造完成的高產(chǎn)工程菌株。

(2)將高產(chǎn)菌株接入種子培養(yǎng)液中培養(yǎng)，溫度30℃，搖床轉(zhuǎn)速120～200rpm，培養(yǎng)時(shí)間6～24h。

(3)將種子培養(yǎng)液接入含有非離子表面活性劑體系A(chǔ)的改良的發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)48～144h后將發(fā)酵液在10000rpm，10℃下離心10min，去除菌體，得吡咯結(jié)構(gòu)紅色納米色素分散液。

(4)將步驟(1)制備的吡咯結(jié)構(gòu)納米色素分散液調(diào)pH為2.0～10.0，浴比為1∶10～50，放入羊毛織物后，以1～4℃/min的速率升溫，在80～100℃染色20～60min，然后20～40℃水洗5～10min，100℃皂洗5～20min，最后20～40℃水洗5～10min。

步驟(2)所述的種子培養(yǎng)液中，1L培養(yǎng)基中含有如下成分：蛋白胨10g，酵母粉5g，氯化鈉3g，氯化鉀2g，pH 5.0～8.0。

步驟(3)所述的改良的發(fā)酵培養(yǎng)基中，1L培養(yǎng)基中含有如下成分：蛋白胨15g，丙三醇3g，硫酸鎂2g，氯化鈉3g，氯化鉀2g，pH 5.0～8.0。

步驟(3)所述的培養(yǎng)條件為：培養(yǎng)溫度25～28℃，搖床轉(zhuǎn)速150～250rpm，時(shí)間48～144h，避光培養(yǎng)。

步驟(3)所述的表面活性劑體系A(chǔ)的組成為0～40g/L的吐溫-80，0～40g/L的蔗糖脂肪酸酯和0～40g/L的脂肪醇聚氧乙烯醚。