[發明專利]純水系細菌染料靈菌紅素納米懸浮染液的制備方法及應用

在審

• 申請號: 202210650916.6
• 申請日: 2022-06-09
• 公開（公告）號: CN114921112A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 任燕飛;張杭;付冉冉;王玉龍;杜心雨;張宇璇
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: C09B61/00
• 分類號: C09B61/00;C09B67/54;C12P17/16;D06B3/18;D06B19/00;D06B21/00;D06B23/22;C12N1/20;D06P1/00;D06P1/34;D06P3/60;C12R1/43
• 代理公司: 青島博川宇知識產權代理事務所(普通合伙) 37373
• 代理人: 孫俊業

本發明公開了一種純水系細菌染料靈菌紅素納米懸浮染液的制備方法及應用，包括如下步驟：(1)、對ATCC8100粘質沙雷氏菌進行活化；(2)、粘質沙雷氏菌種子液在恒溫培養振蕩器中培養；(3)、使用移液槍移取種子培養液到發酵培養基中發酵培養；(4)、在搖床的作用下，在培養液中形成大量納米級的靈菌紅素膠束顆粒；(5)、去除發酵液中的菌體，即得到純水系靈菌紅素納米懸浮染液。還包括純水系細菌染料靈菌紅素納米懸浮染液在棉織物浸軋染色工藝中的應用。本發明顯著提高了染料利用率，靈菌紅素的上染率提高至34.9％。本發明采用軋染工藝大大提高了生產效率，適合工業化批量生產應用，是細菌染料染色工藝領域的一個巨大革新。

技術領域

本發明涉及棉織物染色技術領域，尤其涉及一種純水系細菌染料靈菌紅素納米懸浮染液的制備方法及應用。

背景技術

紡織工業是我國傳統支柱產業和重要的民生產業。當前，隨著加快新舊動能轉換的推進，作為一個資源依賴型和環境敏感型的產業，紡織工業發展受到的壓力和約束越來越大。紡織品印染加工是紡織產業實現結構調整和轉型升級的關鍵加工環節，生產過程的清潔化和產品的生態化成為染整加工技術發展著力解決的問題。隨著人們對染料生態環保性日益強烈的追求以及國家對可再生資源重視程度的提高，生物質染料以其良好的生物降解性、來源可持續性以及染色產品的生態功能性日益成為紡織品染色領域研究的熱點。

在生物質染料中，較之植物和動物中提取的染料，微生物染料的生產具有不受季節、氣候和地域限制，生產周期短，條件易于控制，產量大，種類豐富等優點，被開發利用的潛力巨大。利用微生物生產染料/色素可以解決天然染料原料稀少、成本高昂等諸多問題，更有利于工業化生產。

微生物色素在紡織染色領域的應用，國內外已有報道，多數集中在靈菌紅素、紫色桿菌素和脂溶性紅曲色素。其中，靈菌紅素顏色鮮艷、熱穩定性良好，同時具有抗菌、抗瘧疾等功能，用作染料時可賦予紡織品較高的附加值，極具開發價值。靈菌紅素是由三個吡咯環組成的甲氧基吡咯骨架結構的天然色素，是粘質沙雷氏菌、產氣弧菌以及一些放線菌的次級代謝產物。該細菌染料靈菌紅素是一種紫紅色的色素，幾乎不溶于水，易溶于有機溶劑，其結構如下：

這種細菌染料由于不溶于水，屬于胞內色素，利用前需要使用有機溶劑進行提取。另外，染色過程中需要使用有機溶劑溶解色素。有機溶劑的使用使得染色成本明顯增加，并存在污染問題，難以實現產業化批量生產。

目前對棉織物進行染色的主要方式為浸漬染色與浸軋染色，棉織物染色用的合成染料包括活性染料和還原染料兩種，其中以活性染料為主。浸染工藝是將被染織物浸漬于染液中，通過染液循環及與被染物的相對運動，借助于染料對纖維的直接性而使染料上染，并在纖維上擴散、固著的染色方法。其特點是適用于各種形態的紡織品；間歇式生產，勞動生產效率較低，適合小批量、多品種的生產。棉織物浸染工藝的的主要工藝路線是：

堿性染液→浸漬(上染)→水洗→皂洗(固色)→水洗。

軋染工藝是將織物在染液中經過短暫的(一般為幾秒或幾十秒鐘)浸漬后，隨即用軋輥軋壓，將染液擠壓進入織物的組織和空隙內，同時軋去多余染液，使染料均勻分布在織物上。染料的上染是(或者主要是)在以后的汽蒸或焙烘等處理過程中完成的。其特點是連續染色加工，生產效率高，適合大批量織物的染色。

可見兩種方式各有優劣，而從節約成本、提高生產效率以及適合產業化批量生產的角度出發，浸軋染色工藝相對更有優勢，目前兩類染料對棉織物進行軋染的主要工藝路線如下：

1、活性染料：堿性染液→浸軋N次(上染)→汽蒸(固色)→水洗→皂洗(去浮色)→水洗；

2、還原染料：堿性染液→浸軋N次(上染)→汽蒸(上染)→堆放(氧化固色)→水洗→皂洗(去浮色)→水洗；