一种蚕丝织物的蓝黑紫色杆菌染色方法
技术领域
本发明属于纺织染整技术领域,涉及一种蚕丝织物的蓝黑紫色杆菌染色方法。
背景技术
目前,工业化生产中使用的微生物天然色素的色调大都集中在红色和黄色(如红曲霉菌产的红曲色素和红发夫酵母菌产的类胡萝卜素等),很少涉及蓝色调。而且自然界中能够生产蓝色色素的细菌相对较少,关于蓝色色素的研究报道也非常有限。
紫色杆菌素是蓝黑紫色杆菌(Janthinobacterium lividum)分泌的一种次级代谢产物,具有细胞毒性,广泛应用于医学领域,用于抗人结肠癌细胞、抗利什曼原虫、抗溃疡、抗病毒、抗菌、抗肿瘤和抗克氏锥虫病等。同时,将其应用于食品行业,可以达到既着色又抗菌的功效。然而,迄今为止没有报道称将蓝黑紫色杆菌应用于蚕丝织物染色领域。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种蚕丝织物的蓝黑紫色杆菌染色方法,优化了该染色方法的工艺参数,并对染色后织物的色牢度进行了测试。
具体而言,本发明采取的技术方案如下所述:
一种蚕丝织物的蓝黑紫色杆菌染色方法,其包括如下步骤:
(1)蓝黑紫色杆菌扩大培养液的制备:将蓝黑紫色杆菌以6%的接种量转移至发酵培养基中,在恒温振荡培养器内以180~200 rpm的转速于30~35℃扩大培养5~7天,直至所述蓝黑紫色杆菌的浓度为0.5~1 g/L,将pH值调节至6~8,得到蓝黑紫色杆菌扩大培养液;
(2)蚕丝织物的生物染色:按照1:15~25的浴比,向步骤(1)中得到的所述蓝黑紫色杆菌扩大培养液中加入灭菌的蚕丝织物,再以180~200 rpm的转速于50~80℃染色4~5小时,得到蓝黑紫色杆菌染色的蚕丝织物。
优选的,在上述染色方法中,步骤(1)中所述发酵培养基按照如下方法制备:按照胰蛋白胨:酵母提取物:水=10~15 g:5~8 g:1 L的比例,将胰蛋白胨和酵母提取物加入到水中,在搅拌条件下加热使其溶解,将pH值调节至6~8,于120℃高压灭菌20~30分钟,得到发酵培养基。
优选的,在上述染色方法中,步骤(1)中所述蓝黑紫色杆菌的浓度为0.5 g/L。
优选的,在上述染色方法中,步骤(1)中所述pH值被调节至7.0。
优选的,在上述染色方法中,步骤(1)中所述pH值通过乙酸-乙酸钠缓冲液或柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液来调节,优选柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液。
优选的,在上述染色方法中,步骤(2)中所述浴比为1:20。
优选的,在上述染色方法中,步骤(2)中所述染色的温度为70℃。
优选的,在上述染色方法中,步骤(2)中所述染色的时间为4.5小时。
由于上述技术方案的运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:本发明首次将蓝黑紫色杆菌应用于蚕丝织物的染色,并且通过工艺优化得到最适宜的染色条件,为今后蓝黑紫色杆菌的染色应用提供了技术支持;本发明所得的染色蚕丝织物的摩擦牢度、皂洗牢度、日晒牢度均为3级以上,符合真丝绸染色标准。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来进一步阐述本发明的技术方案。除非另有说明,下列实施例中所使用的试剂、材料、仪器等均可通过商业手段获得。
实施例一:蚕丝织物的蓝黑紫色杆菌染色。
1、发酵培养基的制备:
称取10.0 g胰蛋白胨和5.0 g酵母提取物,加入到1000 mL蒸馏水中,在搅拌条件下加热使其溶解,加入氢氧化钠将pH值调节至7.0,于120℃高压灭菌20 min,得到发酵培养基。
2、蓝黑紫色杆菌扩大培养液的制备:
采用常规的菌种筛选方法,从蓝黑紫色杆菌(ATCC12473,由中国科学院微生物研究所菌种室提供)中挑选出专属分泌紫色杆菌素的菌丝体,采用无菌操作以6%的接种量将筛选后的蓝黑紫色杆菌转移至发酵培养基中,在恒温振荡培养器内以180~200 rpm的转速于30℃扩大培养7 d,直至蓝黑紫色杆菌的浓度为0.8 g/L,得到蓝黑紫色杆菌扩大培养液。
3、织物的生物染色:
量取100 mL蓝黑紫色杆菌扩大培养液至500 mL锥形瓶中,然后按照1:20的染色浴比,将灭菌的真丝电力纺直接置于蓝黑紫色杆菌扩大培养液中,使其与扩大培养后的蓝黑紫色杆菌接触,然后再以200 rpm的转速于70℃染色4 h时,得到蓝黑紫色杆菌染色的蚕丝织物。将染色后的织物取出,用去离子水冲洗5~10 min,干燥后以备染色性能考察试验所用。
实施例二:蚕丝织物的蓝黑紫色杆菌染色。
1、发酵培养基的制备:
称取10.0 g胰蛋白胨和5.0 g酵母提取物,加入到1000 mL蒸馏水中,在搅拌条件下加热使其溶解,加入氢氧化钠将pH值调节至7.0,于120℃高压灭菌20 min,得到发酵培养基。
2、蓝黑紫色杆菌扩大培养液的制备:
采用常规的菌种筛选方法,从商品化蓝黑紫色杆菌中挑选出专属分泌紫色杆菌素的菌丝体,采用无菌操作以6%的接种量将筛选后的蓝黑紫色杆菌转移至发酵培养基中,在恒温振荡培养器内以180~200 rpm的转速于35℃扩大培养7 d,直至蓝黑紫色杆菌的浓度为1.0 g/L,得到蓝黑紫色杆菌扩大培养液。
3、织物的生物染色:
量取100 mL蓝黑紫色杆菌扩大培养液至500 mL锥形瓶中,然后按照1:20的染色浴比,将灭菌的真丝电力纺直接置于蓝黑紫色杆菌扩大培养液中,使其与扩大培养后的蓝黑紫色杆菌接触,然后再以200 rpm的转速于70℃继续培养5 h,得到蓝黑紫色杆菌染色的蚕丝织物。将染色后的织物取出,用去离子水冲洗5~10 min,干燥后以备染色性能考察试验所用。
实施例三:染色温度对上染率的影响。
按照实施例一记载的方法对真丝电力纺进行一系列蓝黑紫色杆菌染色实验,其中染色温度依次为25、37、42、66、70、80和95℃,染色时间为3 h。采用 Hunterlab Ultrascanp电脑测色仪测定染色后蚕丝织物的K/S值,测色光源为D65光源,10°视角。每个试样测4次,取平均值,其结果如表1所示。
从表1中可以看出,当染色温度过低(27~42℃)时,K/S值不甚理想。当染色温度达到66℃时,K/S值出现显著上升;达到70℃时,能够获得较高的K/S值(6.09)。同时,可以看出,染色温度达到80℃时,K/S值出现下降;到达95℃时,K/S值继续下降。综合考虑生产效率和能耗等因素,确定70℃的染色温度较为适宜。
实施例四:染色时间对上染率的影响。
按照实施例一记载的方法对真丝电力纺进行一系列蓝黑紫色杆菌染色实验,其中染色时间依次为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5和5.0 h,染色温度为70℃,其上染率结果如表2所示。
从表2中可以看出,当染色时间小于2.0 h时,上染率偏低;2.5 h时上染率突然升高到63.81%,3 h时上染率达到89.22%以上,4.5 h时达到最高值97.56%,随后开始出现下降。综合考虑生产效率和能耗等因素,确定4.5 h的染色时间较为适宜。
实施例五:染浴pH值对上染率的影响。
按照实施例一记载的方法对真丝电力纺进行一系列蓝黑紫色杆菌染色实验,其中将染色过程的染浴pH值依次调节至3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0和9.0,其上染率结果如表3所示。
从表3中可以看出,当染浴pH值过低(pH=3)时,上染率仅为66%左右,效果不甚理想。而在pH=6~8的范围内,均能够获得较高的上染率(>80%),因此确定7.0的染浴pH值较为适宜。
实施例六:蓝黑紫色杆菌浓度对上染率的影响。
按照实施例一记载的方法对真丝电力纺进行一系列蓝黑紫色杆菌染色实验,其中蓝黑紫色杆菌的浓度依次为0.25、0.5、1.0、2.0、4.0和8.0 g/L,其上染率结果如表4所示。
从表4中可以看出,所获得上染率普遍较高(>75%)。当浓度为0.5~1.0 g/L之间时,上染率达到峰值。此外,当浓度为0.5 g/L时,能够获得较高的上染率且此时微生物的用量较少,符合低碳环保的要求。
实施例七:染色织物的色牢度测试。
按照浴比为1:20,染色温度为70℃,染色时间为4.5 h,染浴pH值为7.0,微生物蓝黑紫色杆菌用量为0.5 g/L的参数对真丝电力纺进行染色,然后对染色织物进行色牢度实验,其中摩擦牢度的测定按照GB/T 3920-2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》试验方法进行,皂洗牢度的测定
按照GB/T 3921-2008《纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》试验方法进行,日晒牢度的测定按照GB/T 8427-2008《纺织品 色牢度试验 耐日晒色牢度》试验方法进行,其结果如表5所示。
从表5中可以看出,根据本发明的染色方法进行染色的蚕丝织物的摩擦牢度、皂洗牢度、日晒牢度均为3级或3级以上,符合真丝绸染色标准。