紫米色素的提取及其在羊毛织物上的染色性能

巫若子

（江门职业技术学院，广东江门 529090）

我国水稻资源丰富，但可用于深加工的稻米只占1/10，对其进行深加工和综合利用可以实现稻米产业的全面升级［1］。随着人们对服装绿色健康追求的提高，天然染料的应用越来越受到人们的重视。在天然染料的提取等方面进行了大量研究，并取得了一定的成果，但因其色相不全、重现性较差、上染率不高等问题影响了其规模化使用［2］。本实验通过提取天然紫米色素丰富天然染料的色谱范围，同时对其在羊毛织物上进行染色性能研究，以期为相关产品开发提供一定的参考。

1 实验

1.1 材料

毛织物（凡立丁，平纹，147 g/m2），新兴紫米（新兴县微丰农业科技有限公司），60%的盐酸酸化乙醇、CuSO4·5H2O、Fe2(SO4)3·xH2O、FeSO4·7H2O（化学纯，广州化学试剂厂）。

1.2 仪器

LG-02 二两装高速中药粉碎机（瑞安市百信药机器械厂），JA2003N 电子天平（上海菁海仪器有限公司），循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司），电热恒温水浴锅（上海医疗机械五厂），722G 型可见分光光度计（上海精密科学仪器有限公司），XRite ColorEye 7000A 电脑测配色仪（香港达利染料有限公司），Y571D 型多功能色牢度摩擦仪、SW-12A 耐洗色牢度试验机、BZGY908 型日晒牢度仪（温州方圆仪器有限公司），YG611 型标准光源箱（南通三思机电科技有限公司）。

1.3 实验方法

1.3.1 色素提取

常温浸提法：将适量紫米放入粉碎机中粉碎至适宜细度，过60 目筛，放入干燥器中干燥；称取5 份1 g 过筛紫米粉置于50 mL 烧杯中，加入60%的盐酸酸化乙醇（1%），按照料液比［紫米粉质量（g）∶乙醇溶液体积（mL）］1∶20 进行避光提取，提取温度为60 ℃，提取时间为3 h，6 000 r/min 离心5 min，取上清液，稀释定容至刻度，待用。

超声法：称取3 份1 g 过筛紫米粉置于250 mL 三角锥形瓶中，加入20 mL 乙醇（50%），超声（功率400 W）处理20 min，室温放置30 min 后抽滤，取滤液定容至刻度，待用。

采用超声法提取紫米色素，以常温浸提法作为对照。

1.3.2 染色

采用后媒染色法染色，与直接染色法进行对比。按照浴比1∶50，室温配液，放入布样，以1.5 ℃/min 升温至80 ℃，染色20 min，降温至70 ℃，加入媒染剂，其中硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铜用量均为3%（omf），染色30 min，最后50 ℃皂洗10 min，洗涤剂用量2%（omf）。染色工艺曲线如下所示：

1.4 测试［3］

1.4.1 紫米色素提取液最大吸收波长

取少量的提取液稀释成一定浓度的水溶液，用分光光度计在波长400～700 nm 内扫描，确定其最大吸光度的波长。

1.4.2 K/S值及颜色特征值

采用电脑测配色仪测试织物的K/S值及L、a、b等颜色特征值。测试条件为染色织物折叠4 层，使其不透光，在D65光源、10°标准视场下读取最大吸收波长处的数据（扫描范围400～700 nm）。

1.4.3 色牢度

按照GB/T 3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测试耐摩擦色牢度，按照GB/T 3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》测试耐皂洗色牢度，按照GB/T 8427—2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧》测试耐日晒色牢度。

2 结果与讨论

2.1 紫米色素提取液的吸收光谱

由图1 可以看出，紫米提取液在500～550 nm 有较为明显的吸收，最大吸收峰处波长为520 nm，因此选择在波长520 nm 处检测紫米色素的吸光度。

图1 紫米色素提取液的吸收光谱曲线

2.2 不同紫米色素提取方法对比

在相同条件下，提取液的吸光度与紫米色素的提取率成正比关系，因此可以通过吸光度的大小来判断提取率的相对高低。由图2 可以看出，采用超声法提取的紫米色素的提取率是常温浸提法的3倍多。

图2 常温浸提法与超声法结果对比

2.3 染色效果

前期研究表明，羊毛织物采用后媒染色法的得色量比预媒染色法有较大的提高，因此采用不同的媒染剂提高染色深度［4］。

2.3.1 K/S值和颜色特征值

由表1 可以看出，超声法提取的紫米色素提取液可对羊毛织物进行染色，添加媒染剂后羊毛织物的K/S值有一定程度的提高；添加媒染剂后，紫米提取液染得的羊毛织物获得了不同的色光，如添加Fe2+、Fe3+媒染剂的色光较暗，添加Cu2+媒染剂得到了灰紫色调，弥补了天然染料色相的不足。

表1 染色前后织物的K/S值和颜色特征值

2.3.2 色牢度

由表2 可以看出，染色羊毛织物的耐干摩擦色牢度较好，耐湿摩擦色牢度较低；对于深色织物，由于织物表面的浮色增多，色牢度较差，对此类织物应加强染色后的皂洗。

表2 染色织物的色牢度

采用后媒染色法可以在一定程度上改善织物的耐皂洗色牢度。羊毛织物的耐日晒色牢度整体较差，这和天然染料发色基团自身的不稳定性有很大关系，带有生物活性的有机物在光的催化诱导下会发生分解或氧化而导致褪色，而媒染剂的使用可以改善此类现象。

3 结论

（1）紫米提取液可上染羊毛织物，弥补了大多数天然染料以黄、棕、红等暖色调为主，缺乏蓝紫等冷色调的缺憾，特别是在媒染剂的作用下，不同程度地提高了染色深度。

（2）紫米提取液染色后的羊毛织物耐干摩擦色牢度较好，耐湿摩擦色牢度稍差，深色织物应加强皂洗后处理，媒染后部分色牢度有所改善。

（3）改进方向：完善提取方法、染色技术，突破天然染料在提取效率低、色牢度差等方面的技术瓶颈。