CN112375791B - 一种壮观链霉菌红色素的制备及染色方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种壮观链霉菌红色素的制备及染色方法，包括以下步骤：（1）培养发酵；（2）超声提取；（3）萃取；（4）纯化。在本发明的技术方案中，壮观链霉菌红色素为天然色素，具有安全无毒性、无致癌性和可生物降解等特点，与其它天然染料相比，壮观链霉菌红色素的生产周期短，成本低，易于工业化生产；优化了发酵培养基，培养壮观链霉菌时，未出现结球现象，产量较高；将壮观链霉菌红色素溶解于适当配比的溶解液中，再配以适当的上色工艺，壮观链霉菌红色素制成的染液的上染率高，经染色后蚕丝织物的皂洗色牢度、摩擦色牢度均为4级，符合蚕丝织物染色标准，同时对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌、革兰氏阴性菌肺炎克雷伯菌、真菌白假丝酵母均有一定的抗性。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及一种壮观链霉菌红色素的制备及染色方法。
背景技术
大观霉素、曲张链菌素、硝苯吡喃酮、巴佛洛霉素A1、间环丙菌素等均为壮观链霉菌产生的抗生素类次级代谢产物，壮观链霉菌也可产红色素。
近年来，随着各国对绿色环保产品的追求，人们对于染料也趋于追求可持续的、环境友好的和对人类健康有利的天然色素。天然色素具有安全无毒性、无致癌性和可生物降解等特点，开发天然色素是染料发展的总趋势。与其它天然染料相比，微生物色素的生产周期短，成本低廉，更易于工业化生产，因此，微生物染色在纺织印染领域具有广阔的应用前景。
目前未有对壮观链霉菌红色素作为染料的研究。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种步骤简单、成本较低、工业应用价值高的一种壮观链霉菌红色素的制备及染色方法。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种壮观链霉菌红色素的制备方法，包括以下步骤：
（1）培养发酵：将壮观链霉菌StreptomycesspectabilisM2020362菌种接种于孢子培养基上培养5-7d，得到孢子；再将所述的孢子接种到种子培养基中培养2-3d，后接入发酵培养基培养5-7d，得到含壮观链霉菌红色素的培养物；
所述发酵培养基的配方为：燕麦粉30-60g/L、甘露醇10-20g/L、黄豆粉10-15g/L、酵母粉20-30g/L、脯氨酸0.8-1.2g/L、甘氨酸0.8-1.2g/L、丝氨酸0.8-1.2g/L、KH2PO40.4-0.6g/L、MgSO40.4-0.6g/L、Na2HPO40.4-0.6g/L、CaCO32.5-3.5g/L，且燕麦粉和甘露醇的重量比为3:1；
（2）超声提取：将所述的含壮观链霉菌红色素的培养物放入酸性甲醇溶液中超声波浸提，减压浓缩去甲醇，得到水相产物；
（3）萃取：用乙酸乙酯萃取水相产物，取乙酸乙酯有机相；
（4）纯化：减压浓缩所述的乙酸乙酯有机相，干燥，得到所述的壮观链霉菌红色素。
进一步地，所述步骤（1）中发酵培养基的配方为：燕麦粉30-60g/L、甘露醇10-20g/L、黄豆粉10-15g/L、酵母粉20-30g/L、脯氨酸0.8-1.2g/L、甘氨酸0.8-1.2g/L、丝氨酸0.8-1.2g/L、KH2PO40.4-0.6g/L、MgSO40.4-0.6g/L、Na2HPO40.4-0.6g/L、CaCO32.5-3.5g/L，且燕麦粉和甘露醇的重量比为3:1，黄豆粉和酵母粉的重量比为1:2。
进一步地，所述步骤（1）中的孢子培养基由以下重量百分比的组分组成：黄豆粉1.8-2.2%、甘露醇1.8-2.2%、琼脂粉1.8-2.2%，余量为水。
进一步地，所述步骤（1）中的种子培养基由以下重量百分比的组分组成：葡萄糖0.8-1.2%、蛋白胨0.8-1.2%、酵母粉0.4-0.6%、燕麦粉0.8-1.2%，余量为水。
进一步地，所述步骤（2）中超声波浸提的温度为20-40℃、时间为30-40min、频率为30-50kHz。
采用上述的一种壮观链霉菌红色素的制备方法制备得到的壮观链霉菌红色素。
本发明还提供了壮观链霉菌红色素对蚕丝织物进行染色的方法，包括以下步骤：
1）在壮观链霉菌红色素中添加溶解液，得到壮观链霉菌红色素溶解液；所述溶解液由乙酸乙酯、乙醇和水组成，其中，乙酸乙酯、乙醇和水的体积比为：0.9-1.1：0.8-1.2：10；
2）用壮观链霉菌红色素溶解液配制染色液染色，染料浓度为1-5%owf，浴比为1:10-30，染浴pH值为3-5，染色温度为47-53℃，保温时间为55-65min。
进一步地，所述步骤1）中每公斤壮观链霉菌红色素中溶解液的添加量为680-720L。
进一步地，所述步骤1）中乙酸乙酯、乙醇和水的体积比为：1：1：10。
进一步地，所述步骤2）中用壮观链霉菌红色素溶解液配制染色液染色，染料浓度为3.5%owf，浴比为1:25，染浴pH值为3.5，染色温度为50℃，保温时间为60min。
在本发明的技术方案中，步骤（1）中的壮观链霉菌StreptomycesspectabilisM2020362菌种，分离自广西坡豪湖国家湿地公园的土壤中，能产生鲜艳的红色素，其拉丁名称为Streptomycesspectabilis，保藏单位为：中国典型培养物保藏中心，保藏地址为：中国武汉，保藏日期为2020年7月28日，分类命名为：Streptomycesspectabilis L20190601，保藏编号为CCTCCNO：M2020362，壮观链霉菌StreptomycesspectabilisM2020362经过液体发酵产壮观链霉菌红色素，壮观链霉菌红色素为天然色素，具有安全无毒性、无致癌性和可生物降解等特点，与其它天然染料相比，壮观链霉菌红色素的生产周期短，成本低廉，更易于工业化生产。
本发明一种壮观链霉菌红色素的制备方法，步骤（2）中采用壮观链霉菌产量分析方法确定壮观链霉菌产量最佳的培养基；壮观链霉菌产量分析方法为：壮观链霉菌发酵培养完毕后，将发酵液转入离心管中，离心，判断菌体湿重。加入3倍体积甲醇溶液进行超声提取，至离心后底部菌体无红色，取上清液，适当稀释后测其在壮观链霉菌红色素特征吸收波长（530nm）的吸光度值来判断色素的产量高低；发酵培养基优化的具体步骤及结果如下：
以种子培养基为初始培养基对发酵培养基配方组成进行了优化。
表1C源对菌体湿重和红色素产量的影响
| C源（4%） | 菌体湿重（g/L） | OD530nm |
| 淀粉 | 200.26 | 0.305 |
| 燕麦粉 | 208.66 | 0.310 |
| 葡萄糖 | 134.68 | 0.235 |
| 蔗糖 | 126.18 | 0.206 |
| 甘油 | 143.16 | 0.242 |
| 甘露醇 | 168.38 | 0.292 |
| 对照 | 228.36 | 0.314 |
表2N源对菌体湿重和红色素产量的影响
| N源（2%） | 菌体湿重（g/L） | OD530nm |
| 蛋白胨 | 204.39 | 0.301 |
| 牛肉膏 | 150.96 | 0.240 |
| 酵母粉 | 234.64 | 0.313 |
| 黄豆粉 | 240.23 | 0.318 |
| 硝酸钾 | 100.65 | 0.204 |
| 对照 | 218.36 | 0.309 |
培养基中的无机盐具有维持细胞的渗透压（Na+、K+）、作为酶的激活剂（Mg2+、Cu2+、Mn2+、Zn2+等）、细胞的组成成分（Ca、P、S）等功能，因此考察了复合无机盐（KH2PO40.5g/L、MgSO40.5g/L、Na2HPO40.5g/LCaCO33g/L）的添加与否对壮观链霉菌红色素产量的影响。
表3复合无机盐对菌体湿重和红色素产量的影响
| 复合无机盐 | 菌体湿重（g/L） | OD530nm |
| 添加 | 256.38 | 0.341 |
| 不添加 | 235.65 | 0.314 |
| 对照 | 220.36 | 0.310 |
从灵菌红素类化合物的生物合成途径可知，脯氨酸、丝氨酸和甘氨酸均参与了色素化学结构中三吡咯骨架的生物合成，于是考察三种氨基酸对壮观链霉菌色素合成的影响。
表4氨基酸对菌体湿重和红色素产量的影响
| 氨基酸（3g/L） | 菌体湿重（g/L） | OD530nm |
| 脯氨酸 | 296.39 | 0.381 |
| 甘氨酸 | 284.96 | 0.370 |
| 丝氨酸 | 290.65 | 0.374 |
| 对照 | 220.36 | 0.310 |
根据上述单因素实验结果，确定燕麦粉、淀粉与甘露醇分别为较佳的迟效碳源和速效碳源，黄豆粉为较优氮源，复合无机盐的添加是必要的，氨基酸的添加对红色素产量的影响显著。接着，采用正交设计安排实验，以通过直观分析得出最优的结果。
表5正交实验结果
| 因素 | 可溶性淀粉（%） | 燕麦粉（%） | 甘露醇（%） | 黄豆粉（%） | 氨基酸（%） | OD530nm |
| 实验1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 0.1 | 0.543 |
| 实验2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 0.2 | 0.586 |
| 实验3 | 2 | 3 | 3 | 3 | 0.3 | 0.592 |
| 实验4 | 2 | 4 | 4 | 4 | 0.4 | 0.528 |
| 实验5 | 3 | 1 | 2 | 3 | 0.4 | 0.682 |
| 实验6 | 3 | 2 | 1 | 4 | 0.3 | 0.754 |
| 实验7 | 3 | 3 | 4 | 1 | 0.2 | 0.788 |
| 实验8 | 3 | 4 | 3 | 2 | 0.1 | 0.754 |
| 实验9 | 4 | 1 | 3 | 4 | 0.2 | 0.846 |
| 实验10 | 4 | 2 | 4 | 3 | 0.1 | 0.883 |
| 实验11 | 4 | 3 | 1 | 2 | 0.4 | 0.786 |
| 实验12 | 4 | 4 | 2 | 1 | 0.3 | 0.696 |
| 实验13 | 5 | 1 | 4 | 2 | 0.3 | 0.768 |
| 实验14 | 5 | 2 | 3 | 1 | 0.4 | 0.632 |
| 实验15 | 5 | 3 | 2 | 4 | 0.1 | 0.692 |
| 实验16 | 5 | 4 | 1 | 3 | 0.2 | 0.678 |
| 均值1 | 0.562 | 0.710 | 0.690 | 0.665 | 0.718 | |
| 均值2 | 0.745 | 0.714 | 0.664 | 0.724 | 0.725 | |
| 均值3 | 0.803 | 0.714 | 0.706 | 0.709 | 0.702 | |
| 均值4 | 0.692 | 0.664 | 0.742 | 0.705 | 0.657 | |
| 极差 | 0.241 | 0.050 | 0.078 | 0.059 | 0.068 |
由正交试验得到壮观链霉菌产出红色素的最佳发酵培养基配方组成为可溶性淀粉40g/L、燕麦粉20g/L、黄豆粉30g/L、甘露醇40g/L、脯氨酸1g/L、甘氨酸1g/L、丝氨酸1g/L、KH2PO40.5g/L、MgSO40.5g/L、Na2HPO40.5g/L、CaCO33g/L；实际应用过程中该发酵培养基还存在少许问题，发酵时出现白色结球现象，结球后发酵效价会很低，产量还是达不到工业生产的要求，为此发明人进一步研究发现，碳源改为燕麦粉和甘露醇，且燕麦粉和甘露醇的重量比为3:1时，发酵培养基培养壮观链霉菌时，未出现结球现象，产量较高；进一步地，N源改为黄豆粉和酵母粉，且黄豆粉和酵母粉的重量比为1:2时，发酵培养基培养壮观链霉菌的产量更高。
本发明一种壮观链霉菌红色素的制备方法，经研究发现，壮观链霉菌红色素主要化学组成是十一烷基灵菌红素和间环灵菌红素，灵菌红素类化合物是有三个毗咯环组成的甲氧基毗咯骨架结构的天然色素，是一些放线菌、沙雷氏菌及其他细菌的次级代谢产物，具有免疫抑制、抗细菌、抗真菌和抗疟疾等多种生物活性。因此，壮观链霉菌红色素作为染料对织物进行染色，经染色的织物将会有一定的抗菌、抗癌的功能；研究发现壮观链霉菌红色素是难溶于水，而易溶于乙醇、乙酸乙酯、氯仿、正己烷、甲苯等有机溶剂中，但仅以单个有机溶剂溶解壮观链霉菌红色素，后期上色效果不佳，经发明人不断研究发现，将壮观链霉菌红色素溶解于适当配比的溶解液中，再配以适当的上色工艺，壮观链霉菌红色素制成的染液的上染率高，经染色后蚕丝织物的皂洗色牢度、摩擦色牢度均为4级，符合蚕丝织物染色标准，同时对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌、革兰氏阴性菌肺炎克雷伯菌、真菌白假丝酵母均有一定的抗性。
附图说明
附图1是本发明一种壮观链霉菌红色素的制备方法的菌株StreptomycesspectabilisM2020362的平板菌落图。
附图2是本发明一种壮观链霉菌红色素的制备方法的发酵液图片。
具体实施方式
下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不可以以任何方式限制本发明。
制备实施例1
一种壮观链霉菌红色素的制备方法，包括以下步骤：
（1）培养发酵：将从广西坡豪湖国家湿地公园土壤中分离的壮观链霉菌（Streptomycesspectabilis，已通过菌种鉴定并保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO：M2020362）菌种接种于孢子培养基上，于生化培养箱中，30℃条件下培养5d，得到孢子；再将所述的孢子接种到种子培养基中，于振荡培养箱中，30℃条件下培养2d，后接入发酵培养基中，于振荡培养箱中，30℃条件下培养5d，得到含壮观链霉菌红色素的培养物；
所述发酵培养基的配方为：燕麦粉30g/L、甘露醇10g/L、黄豆粉10g/L、酵母粉20g/L、脯氨酸0.8g/L、甘氨酸0.8g/L、丝氨酸0.8g/L、KH2PO40.4g/L、MgSO40.4g/L、Na2HPO40.4g/L、CaCO32.5g/L，且燕麦粉和甘露醇的重量比为3:1，黄豆粉和酵母粉的重量比为1:2；所述发酵培养基的pH为7.0；
所述孢子培养基由以下重量百分比的组分组成：黄豆粉1.8%、甘露醇1.8%、琼脂粉1.8%，余量为水；所述孢子培养基的pH为7.0；
所述种子培养基由以下重量百分比的组分组成：葡萄糖0.8%、蛋白胨0.8%、酵母粉0.4%、燕麦粉0.8%，余量为水；所述种子培养的pH为7.0；
（2）超声提取：将所述的含壮观链霉菌红色素的培养物放入酸性甲醇溶液中超声波浸提，超声波浸提的温度为20℃、时间为30min、频率为30kHz；减压浓缩去甲醇，得到水相产物；
（3）萃取：用乙酸乙酯萃取水相产物，取乙酸乙酯有机相；
（4）纯化：减压浓缩所述的乙酸乙酯有机相，干燥，得到所述的壮观链霉菌红色素。
壮观链霉菌发酵培养完毕后，观察发酵液，可知发酵液未出现结球现象；将发酵液转入离心管中，离心，判断菌体湿重。加入3倍体积甲醇溶液进行超声提取，至离心后底部菌体无红色，取上清液，适当稀释后测其在壮观链霉菌红色素特征吸收波长（530nm）的吸光度值，结果为：菌体湿重266.31（g/L）；OD530nm：0.343。
制备实施例2
一种壮观链霉菌红色素的制备方法，包括以下步骤：
（1）培养发酵：将从广西坡豪湖国家湿地公园土壤中分离的壮观链霉菌（Streptomycesspectabilis，已通过菌种鉴定并保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO：M2020362）菌种接种于孢子培养基上，于生化培养箱中，30℃条件下培养7d，得到孢子；再将所述的孢子接种到种子培养基中，于振荡培养箱中，30℃条件下培养3d，后接入发酵培养基中，于振荡培养箱中，30℃条件下培养7d，得到含壮观链霉菌红色素的培养物；
所述发酵培养基的配方为：燕麦粉60g/L、甘露醇20g/L、黄豆粉15g/L、酵母粉30g/L、脯氨酸1.2g/L、甘氨酸1.2g/L、丝氨酸1.2g/L、KH2PO40.6g/L、MgSO40.6g/L、Na2HPO40.6g/L、CaCO33.5g/L，且燕麦粉和甘露醇的重量比为3:1，黄豆粉和酵母粉的重量比为1:2；所述发酵培养基的pH为7.0；
所述孢子培养基由以下重量百分比的组分组成：黄豆粉2.2%、甘露醇2.2%、琼脂粉2.2%，余量为水；所述孢子培养基的pH为7.0；
所述种子培养基由以下重量百分比的组分组成：葡萄糖1.2%、蛋白胨1.2%、酵母粉0.6%、燕麦粉1.2%，余量为水；所述种子培养的pH为7.0；
（2）超声提取：将所述的含壮观链霉菌红色素的培养物放入酸性甲醇溶液中超声波浸提，超声波浸提的温度为40℃、时间为40min、频率为50kHz；减压浓缩去甲醇，得到水相产物；
（3）萃取：用乙酸乙酯萃取水相产物，取乙酸乙酯有机相；
（4）纯化：减压浓缩所述的乙酸乙酯有机相，干燥，得到所述的壮观链霉菌红色素。
壮观链霉菌发酵培养完毕后，观察发酵液，可知发酵液未出现结球现象；将发酵液转入离心管中，离心，判断菌体湿重。加入3倍体积甲醇溶液进行超声提取，至离心后底部菌体无红色，取上清液，适当稀释后测其在壮观链霉菌红色素特征吸收波长（530nm）的吸光度值，结果为：菌体湿重267.18（g/L）；OD530nm：0.344。
制备实施例3
一种壮观链霉菌红色素的制备方法，包括以下步骤：
（1）培养发酵：将从广西坡豪湖国家湿地公园土壤中分离的壮观链霉菌（Streptomycesspectabilis，已通过菌种鉴定并保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO：M2020362）菌种接种于孢子培养基上，于生化培养箱中，30℃条件下培养6d，得到孢子；再将所述的孢子接种到种子培养基中，于振荡培养箱中，30℃条件下培养2.5d，后接入发酵培养基中，于振荡培养箱中，30℃条件下培养6d，得到含壮观链霉菌红色素的培养物；
所述发酵培养基的配方为：燕麦粉36g/L、甘露醇12g/L、黄豆粉12g/L、酵母粉24g/L、脯氨酸1g/L、甘氨酸1g/L、丝氨酸1g/L、KH2PO41g/L、MgSO40.5g/L、Na2HPO40.5g/L、CaCO33g/L，且燕麦粉和甘露醇的重量比为3:1，黄豆粉和酵母粉的重量比为1:2；所述发酵培养基的pH为7.0；
所述孢子培养基由以下重量百分比的组分组成：黄豆粉2%、甘露醇2%、琼脂粉2%，余量为水；所述孢子培养基的pH为7.0；
所述种子培养基由以下重量百分比的组分组成：葡萄糖1%、蛋白胨1%、酵母粉0.5%、燕麦粉1%，余量为水；所述种子培养的pH为7.0；
（2）超声提取：将所述的含壮观链霉菌红色素的培养物放入酸性甲醇溶液中超声波浸提，超声波浸提的温度为30℃、时间为35min、频率为40kHz；减压浓缩去甲醇，得到水相产物；
（3）萃取：用乙酸乙酯萃取水相产物，取乙酸乙酯有机相；
（4）纯化：减压浓缩所述的乙酸乙酯有机相，干燥，得到所述的壮观链霉菌红色素。
壮观链霉菌发酵培养完毕后，观察发酵液，可知发酵液未出现结球现象；将发酵液转入离心管中，离心，判断菌体湿重。加入3倍体积甲醇溶液进行超声提取，至离心后底部菌体无红色，取上清液，适当稀释后测其在壮观链霉菌红色素特征吸收波长（530nm）的吸光度值，结果为：菌体湿重277.25（g/L）；OD530nm：0.373。
制备实施例4
一种壮观链霉菌红色素的制备方法，包括以下步骤：
（1）培养发酵：将从广西坡豪湖国家湿地公园土壤中分离的壮观链霉菌（Streptomycesspectabilis，已通过菌种鉴定并保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO：M2020362）菌种接种于孢子培养基上，于生化培养箱中，30℃条件下培养6d，得到孢子；再将所述的孢子接种到种子培养基中，于振荡培养箱中，30℃条件下培养2.5d，后接入发酵培养基中，于振荡培养箱中，30℃条件下培养6d，得到含壮观链霉菌红色素的培养物；
所述发酵培养基的配方为：燕麦粉36g/L、甘露醇12g/L、黄豆粉12g/L、酵母粉30g/L、脯氨酸1g/L、甘氨酸1g/L、丝氨酸1g/L、KH2PO41g/L、MgSO40.5g/L、Na2HPO40.5g/L、CaCO33g/L，且燕麦粉和甘露醇的重量比为3:1；所述发酵培养基的pH为7.0；
所述孢子培养基由以下重量百分比的组分组成：黄豆粉2%、甘露醇2%、琼脂粉2%，余量为水；所述孢子培养基的pH为7.0；
所述种子培养基由以下重量百分比的组分组成：葡萄糖1%、蛋白胨1%、酵母粉0.5%、燕麦粉1%，余量为水；所述种子培养的pH为7.0；
（2）超声提取：将所述的含壮观链霉菌红色素的培养物放入酸性甲醇溶液中超声波浸提，超声波浸提的温度为30℃、时间为35min、频率为40kHz；减压浓缩去甲醇，得到水相产物；
（3）萃取：用乙酸乙酯萃取水相产物，取乙酸乙酯有机相；
（4）纯化：减压浓缩所述的乙酸乙酯有机相，干燥，得到所述的壮观链霉菌红色素。
壮观链霉菌发酵培养完毕后，观察发酵液，可知发酵液未出现结球现象；将发酵液转入离心管中，离心，判断菌体湿重。加入3倍体积甲醇溶液进行超声提取，至离心后底部菌体无红色，取上清液，适当稀释后测其在壮观链霉菌红色素特征吸收波长（530nm）的吸光度值，结果为：菌体湿重257.36（g/L）；OD530nm：0.342。
制备对比例1
一种壮观链霉菌红色素的制备方法，包括以下步骤：
（1）培养发酵：将从广西坡豪湖国家湿地公园土壤中分离的壮观链霉菌（Streptomycesspectabilis，已通过菌种鉴定并保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO：M2020362）菌种接种于孢子培养基上，于生化培养箱中，30℃条件下培养6d，得到孢子；再将所述的孢子接种到种子培养基中，于振荡培养箱中，30℃条件下培养2.5d，后接入发酵培养基中，于振荡培养箱中，30℃条件下培养6d，得到含壮观链霉菌红色素的培养物；
所述发酵培养基的配方为：燕麦粉20g/L、甘露醇20g/L、黄豆粉12g/L、酵母粉24g/L、脯氨酸1g/L、甘氨酸1g/L、丝氨酸1g/L、KH2PO41g/L、MgSO40.5g/L、Na2HPO40.5g/L、CaCO33g/L，且燕麦粉和甘露醇的重量比为1:1，黄豆粉和酵母粉的重量比为1:2；所述发酵培养基的pH为7.0；
所述孢子培养基由以下重量百分比的组分组成：黄豆粉2%、甘露醇2%、琼脂粉2%，余量为水；所述孢子培养基的pH为7.0；
所述种子培养基由以下重量百分比的组分组成：葡萄糖1%、蛋白胨1%、酵母粉0.5%、燕麦粉1%，余量为水；所述种子培养的pH为7.0；
（2）超声提取：将所述的含壮观链霉菌红色素的培养物放入酸性甲醇溶液中超声波浸提，超声波浸提的温度为30℃、时间为35min、频率为40kHz；减压浓缩去甲醇，得到水相产物；
（3）萃取：用乙酸乙酯萃取水相产物，取乙酸乙酯有机相；
（4）纯化：减压浓缩所述的乙酸乙酯有机相，干燥，得到所述的壮观链霉菌红色素。
壮观链霉菌发酵培养完毕后，观察发酵液，可知发酵液出现结球现象；将发酵液转入离心管中，离心，判断菌体湿重。加入3倍体积甲醇溶液进行超声提取，至离心后底部菌体无红色，取上清液，适当稀释后测其在壮观链霉菌红色素特征吸收波长（530nm）的吸光度值，结果为：菌体湿重245.72（g/L）；OD530nm：0.356。
制备对比例2
一种壮观链霉菌红色素的制备方法，包括以下步骤：
（1）培养发酵：将从广西坡豪湖国家湿地公园土壤中分离的壮观链霉菌（Streptomycesspectabilis，已通过菌种鉴定并保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO：M2020362）菌种接种于孢子培养基上，于生化培养箱中，30℃条件下培养6d，得到孢子；再将所述的孢子接种到种子培养基中，于振荡培养箱中，30℃条件下培养2.5d，后接入发酵培养基中，于振荡培养箱中，30℃条件下培养6d，得到含壮观链霉菌红色素的培养物；
所述发酵培养基的配方为：燕麦粉20g/L、甘露醇40g/L、黄豆粉12g/L、酵母粉24g/L、脯氨酸1g/L、甘氨酸1g/L、丝氨酸1g/L、KH2PO41g/L、MgSO40.5g/L、Na2HPO40.5g/L、CaCO33g/L，且燕麦粉和甘露醇的重量比为1:2，黄豆粉和酵母粉的重量比为1:2；所述发酵培养基的pH为7.0；
所述孢子培养基由以下重量百分比的组分组成：黄豆粉2%、甘露醇2%、琼脂粉2%，余量为水；所述孢子培养基的pH为7.0；
所述种子培养基由以下重量百分比的组分组成：葡萄糖1%、蛋白胨1%、酵母粉0.5%、燕麦粉1%，余量为水；所述种子培养的pH为7.0；
（2）超声提取：将所述的含壮观链霉菌红色素的培养物放入酸性甲醇溶液中超声波浸提，超声波浸提的温度为30℃、时间为35min、频率为40kHz；减压浓缩去甲醇，得到水相产物；
（3）萃取：用乙酸乙酯萃取水相产物，取乙酸乙酯有机相；
（4）纯化：减压浓缩所述的乙酸乙酯有机相，干燥，得到所述的壮观链霉菌红色素。
壮观链霉菌发酵培养完毕后，观察发酵液，可知发酵液出现结球现象；将发酵液转入离心管中，离心，判断菌体湿重。加入3倍体积甲醇溶液进行超声提取，至离心后底部菌体无红色，取上清液，适当稀释后测其在壮观链霉菌红色素特征吸收波长（530nm）的吸光度值，结果为：菌体湿重251.23（g/L）；OD530nm：0.359。
制备对比例3
一种壮观链霉菌红色素的制备方法，包括以下步骤：
（1）培养发酵：将从广西坡豪湖国家湿地公园土壤中分离的壮观链霉菌（Streptomycesspectabilis，已通过菌种鉴定并保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO：M2020362）菌种接种于孢子培养基上，于生化培养箱中，30℃条件下培养6d，得到孢子；再将所述的孢子接种到种子培养基中，于振荡培养箱中，30℃条件下培养2.5d，后接入发酵培养基中，于振荡培养箱中，30℃条件下培养6d，得到含壮观链霉菌红色素的培养物；
所述发酵培养基的配方为：燕麦粉40g/L、甘露醇10g/L、黄豆粉12g/L、酵母粉24g/L、脯氨酸1g/L、甘氨酸1g/L、丝氨酸1g/L、KH2PO41g/L、MgSO40.5g/L、Na2HPO40.5g/L、CaCO33g/L，且燕麦粉和甘露醇的重量比为4:1，黄豆粉和酵母粉的重量比为1:2；所述发酵培养基的pH为7.0；
所述孢子培养基由以下重量百分比的组分组成：黄豆粉2%、甘露醇2%、琼脂粉2%，余量为水；所述孢子培养基的pH为7.0；
所述种子培养基由以下重量百分比的组分组成：葡萄糖1%、蛋白胨1%、酵母粉0.5%、燕麦粉1%，余量为水；所述种子培养的pH为7.0；
（2）超声提取：将所述的含壮观链霉菌红色素的培养物放入酸性甲醇溶液中超声波浸提，超声波浸提的温度为30℃、时间为35min、频率为40kHz；减压浓缩去甲醇，得到水相产物；
（3）萃取：用乙酸乙酯萃取水相产物，取乙酸乙酯有机相；
（4）纯化：减压浓缩所述的乙酸乙酯有机相，干燥，得到所述的壮观链霉菌红色素。
壮观链霉菌发酵培养完毕后，观察发酵液，可知发酵液出现结球现象；将发酵液转入离心管中，离心，判断菌体湿重。加入3倍体积甲醇溶液进行超声提取，至离心后底部菌体无红色，取上清液，适当稀释后测其在壮观链霉菌红色素特征吸收波长（530nm）的吸光度值，结果为：菌体湿重241.36（g/L）；OD530nm：0.348。
染色实施例1
壮观链霉菌红色素对蚕丝织物进行染色的方法，包括以下步骤：
1）在制备实施例1制备得到的壮观链霉菌红色素中添加溶解液，得到壮观链霉菌红色素溶解液；每公斤壮观链霉菌红色素中溶解液的添加量为680L；所述溶解液由乙酸乙酯、乙醇和水组成，其中，乙酸乙酯、乙醇和水的体积比为：0.9：0.8：10；
2）用壮观链霉菌红色素溶解液配制染色液染色，染料浓度为1%owf，浴比为1:10，染浴pH值为3，染色温度为47℃，保温时间为55min。
染色实施例2
壮观链霉菌红色素对蚕丝织物进行染色的方法，包括以下步骤：
1）在制备实施例1制备得到的壮观链霉菌红色素中添加溶解液，得到壮观链霉菌红色素溶解液；每公斤壮观链霉菌红色素中溶解液的添加量为720L；所述溶解液由乙酸乙酯、乙醇和水组成，其中，乙酸乙酯、乙醇和水的体积比为： 1.1：1.2：10；
2）用壮观链霉菌红色素溶解液配制染色液染色，染料浓度为5%owf，浴比为1: 30，染浴pH值为5，染色温度为53℃，保温时间为65min。
染色实施例3
壮观链霉菌红色素对蚕丝织物进行染色的方法，包括以下步骤：
1）在制备实施例1制备得到的壮观链霉菌红色素中添加溶解液，得到壮观链霉菌红色素溶解液；每公斤壮观链霉菌红色素中溶解液的添加量为700L；所述溶解液由乙酸乙酯、乙醇和水组成，其中，乙酸乙酯、乙醇和水的体积比为：1：1：10；
2）用壮观链霉菌红色素溶解液配制染色液染色，染料浓度为3.5%owf，浴比为1:25，染浴pH值为3.5，染色温度为50℃，保温时间为60min。
染色对比例1
壮观链霉菌红色素对蚕丝织物进行染色的方法，包括以下步骤：
1）在壮观链霉菌红色素中添加溶解液，得到壮观链霉菌红色素溶解液；每公斤壮观链霉菌红色素中溶解液的添加量为700L；所述溶解液为乙酸乙酯；
2）用壮观链霉菌红色素溶解液配制染色液染色，染料浓度为3.5%owf，浴比为1:25，染浴pH值为3.5，染色温度为50℃，保温时间为60min。
染色对比例2
壮观链霉菌红色素对蚕丝织物进行染色的方法，包括以下步骤：
1）在制备实施例1制备得到的壮观链霉菌红色素中添加溶解液，得到壮观链霉菌红色素溶解液；每公斤壮观链霉菌红色素中溶解液的添加量为700L；所述溶解液为乙醇；
2）用壮观链霉菌红色素溶解液配制染色液染色，染料浓度为3.5%owf，浴比为1:25，染浴pH值为3.5，染色温度为50℃，保温时间为60min。
染色对比例3
壮观链霉菌红色素对蚕丝织物进行染色的方法，包括以下步骤：
1）在制备实施例1制备得到的壮观链霉菌红色素中添加溶解液，得到壮观链霉菌红色素溶解液；每公斤壮观链霉菌红色素中溶解液的添加量为700L；所述溶解液为氯仿；
2）用壮观链霉菌红色素溶解液配制染色液染色，染料浓度为3.5%owf，浴比为1:25，染浴pH值为3.5，染色温度为50℃，保温时间为60min。
上述染色实施例1-3及染色对比例1-3的检测结果如下表1所示。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 上染率/% | 92.10 | 88.60 | 91.86 | 76.54 | 74.22 | 80.30 |
| 皂洗牢度 | 4级 | 4级 | 4级 | 3级 | 3级 | 3级 |
| 干摩擦牢度 | 4级 | 4级 | 4级 | 3级 | 3级 | 3级 |
| 湿摩擦牢度 | 4级 | 4级 | 4级 | 3级 | 3级 | 3级 |
| 抑菌率/%（金黄色葡萄球菌） | 96 | 92 | 95 | 87 | 89 | 86 |
| 抑菌率/%（肺炎克雷伯菌） | 83 | 80 | 83 | 71 | 72 | 70 |
| 抑菌率/%（白假丝酵母） | 78 | 72 | 77 | 66 | 61 | 62 |
上染率的测算采用残液法；耐摩擦牢靠度按照GB/T3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》进行测定；耐皂洗色牢度按照GB/T3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》标准测定；抗菌活性的评估依据AATCC100-2012《抗菌纺织品的评价方法》进行测验。
由上述实施例可以看出本发明提供的一种壮观链霉菌红色素的制备方法，具有以下有益效果：1、优化了发酵培养基，发酵培养基培养壮观链霉菌时，未出现结球现象，产量较高,生产成本低，易于推广应用；2、将壮观链霉菌红色素溶解于适当配比的溶解液中，再配以适当的上色工艺，壮观链霉菌红色素制成的染液的上染率高，经染色后蚕丝织物的皂洗色牢度、摩擦色牢度均为4级，符合蚕丝织物染色标准，同时对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌、革兰氏阴性菌肺炎克雷伯菌、真菌白假丝酵母均有一定的抗性。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种壮观链霉菌红色素的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）培养发酵：将壮观链霉菌菌种接种于孢子培养基上培养5-7d，得到孢子；再将所述的孢子接种到种子培养基中培养2-3d，后接入发酵培养基培养5-7d，得到含壮观链霉菌红色素的培养物；
所述发酵培养基的配方为：燕麦粉30-60g/L、甘露醇10-20g/L、黄豆粉10-15g/L、酵母粉20-30g/L、脯氨酸0.8-1.2g/L、甘氨酸0.8-1.2g/L、丝氨酸0.8-1.2g/L、KH2PO40.4-0.6g/L、MgSO40.4-0.6g/L、Na2HPO40.4-0.6g/L、CaCO32.5-3.5g/L，且燕麦粉和甘露醇的重量比为3:1；
（2）超声提取：将所述的含壮观链霉菌红色素的培养物放入酸性甲醇溶液中超声波浸提，减压浓缩去甲醇，得到水相产物；
（3）萃取：用乙酸乙酯萃取水相产物，取乙酸乙酯有机相；
（4）纯化：减压浓缩所述的乙酸乙酯有机相，干燥，得到所述的壮观链霉菌红色素；
所述步骤（1）中的壮观链霉菌Streptomyces spectabilis，已通过菌种鉴定并保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M2020362。
2.根据权利要求1所述的一种壮观链霉菌红色素的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中发酵培养基的配方为：燕麦粉30-60g/L、甘露醇10-20g/L、黄豆粉10-15g/L、酵母粉20-30g/L、脯氨酸0.8-1.2g/L、甘氨酸0.8-1.2g/L、丝氨酸0.8-1.2g/L、KH2PO40.4-0.6g/L、MgSO40.4-0.6g/L、Na2HPO40.4-0.6g/L、CaCO32.5-3.5g/L，且燕麦粉和甘露醇的重量比为3:1，黄豆粉和酵母粉的重量比为1:2。
3.根据权利要求1所述的一种壮观链霉菌红色素的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的孢子培养基由以下重量百分比的组分组成：黄豆粉1.8-2.2%、甘露醇1.8-2.2%、琼脂粉1.8-2.2%，余量为水。
4.根据权利要求1所述的一种壮观链霉菌红色素的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的种子培养基由以下重量百分比的组分组成：葡萄糖0.8-1.2%、蛋白胨0.8-1.2%、酵母粉0.4-0.6%、燕麦粉0.8-1.2%，余量为水。
5.根据权利要求1所述的一种壮观链霉菌红色素的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中超声波浸提的温度为20-40℃、时间为30-40min、频率为30-50kHz。
6.权利要求1-5任意一项所述的一种壮观链霉菌红色素的制备方法制备得到的壮观链霉菌红色素。
7.利用如权利要求6所述的壮观链霉菌红色素对蚕丝织物进行染色的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）在壮观链霉菌红色素中添加溶解液，得到壮观链霉菌红色素溶解液；所述溶解液由乙酸乙酯、乙醇和水组成，其中，乙酸乙酯、乙醇和水的体积比为：0.9-1.1：0.8-1.2：10；
2）用壮观链霉菌红色素溶解液配制染色液染色，染料浓度为1-5%owf，浴比为1:10-30，染浴pH值为3-5，染色温度为47-53℃，保温时间为55-65min。
8.根据权利要求7所述的壮观链霉菌红色素对蚕丝织物进行染色的方法，其特征在于，所述步骤1）中每公斤壮观链霉菌红色素中溶解液的添加量为680-720L。
9.根据权利要求7所述的壮观链霉菌红色素对蚕丝织物进行染色的方法，其特征在于，所述步骤1）中乙酸乙酯、乙醇和水的体积比为：1：1：10。
10.根据权利要求7所述的壮观链霉菌红色素对蚕丝织物进行染色的方法，其特征在于，所述步骤2）中用壮观链霉菌红色素溶解液配制染色液染色，染料浓度为3.5%owf，浴比为1:25，染浴pH值为3.5，染色温度为50℃，保温时间为60min。
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