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生物酶法提取天然染料的工艺研究

作　者: 张磊
导　师: 崔永珠
学　校: 大连工业大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 天然染料黄柏紫草银杏叶果胶酶纤维素酶木聚糖酶提取
分类号: TS193.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近年来，随着人们环保意识的提高，合成染料在生产和应用过程中带来的污染问题越来越引起人们的关注，在绿色革命的浪潮下，染整工业开始向生态、减排的方向发展，从而天然染料又开始被人们重视起来。天然染料大多都是中草药，具有很高的医用价值，对人的身体有益。天然染料取代化学合成染料已是大势所趋。本文对酶法提取天然染料的工艺进行了探讨。为了提高天然染料的提取率，实验中主要采用酶法提取。生物酶法提取首先它作用于提材的表面部位，通过酶解表面物质，使内部细胞壁及细胞间质中的物质得到降解，引起细胞壁及细胞间质结构发生局部疏松、膨胀、崩溃等变化，从而增大细胞内有效成分向提取介质扩散的传质面积，减少传质阻力，从而促进天然染料提取率的提高。本文选取黄柏、紫草、银杏叶为提取材料，根据部位的不同，分别选用单一酶法、复合酶法、分步添加复合酶法进行提取处理。通过单因素分析探讨了不同因素对酶法提取天然染料的影响，确定了利用酶法提取天然染料的最佳提取工艺，同时对染料上染棉、毛织物的染色性能进行了研究。实验结果表明，经过生物酶法提取的提取液的吸光度明显高于水浸法提取液的吸光度。黄柏采用单一酶法提取，与水浸法相比，吸光度提高了27%；紫草采用纤维素酶和木聚糖酶的复合酶法提取，与水浸法相比，吸光度提高了2.5倍；银杏叶选取果胶酶和纤维素酶先后作用，吸光度比水浸法提取提高了30%；并且生物酶对提取的天然染料的结构没有影响。酶法提取黄柏染料最佳提取工艺为：浴比=1：20,酶解时间80min，提取温度80℃，提取时间90min，纤维素酶与黄柏质量比=1:110；复合酶法提取紫草染料最佳提取工艺为：浴比=1：15,紫草与酶总量质量比=100:1，纤维素酶与木聚糖酶的质量比=3：2，酶解时间40min，提取温度50℃，提取时间60min。；分步添加复合酶法提取银杏染料最佳提取工艺为：浴比=1：10，M银杏叶：M酶总量=100：1，M果胶酶：M纤维素酶=1：2，酶解时间=60min,提取温度=70℃，提取时间=90min。实验中复合酶间的相互影响、酶解产生的物质对酶解反应的影响都需要进行深一步的探索。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章绪论  11-14
  1.1 提取天然染料的研究现状  11-12
  1.2 国内外应用生物酶的领域范围  12-13
  1.3 本课题的研究内容及创新点  13-14
第二章天然染料介绍与应用  14-23
  2.1 定义及性质作用  14
    2.1.1 定义  14
    2.1.2 天然染料的来源及作用  14
  2.2 天然染料的分类  14-16
    2.2.1 按来源分类  14-15
    2.2.2 按化学组成分类  15-16
  2.3 天然染料的特点  16-17
    2.3.1 天然染料的优点  16
    2.3.2 天然染料的弊端  16-17
  2.4 天然染料的染色机理  17
  2.5 天然染料在纺织领域中的应用  17-18
  2.6 天然染料的应用前景  18-19
  2.7 实验用染材简介  19-23
    2.7.1 黄柏  19-20
    2.7.2 银杏叶  20-21
    2.7.3 紫草  21-23
第三章生物酶的简介和作用机理  23-31
  3.1 酶的简介  23-26
    3.1.1 酶的发展史  24-25
    3.1.2 酶的本质  25
    3.1.3 酶的命名与分类  25-26
      3.1.3.1 命名  25-26
      3.1.3.2 分类  26
  3.2 酶催化作用的基本理论  26-28
    3.2.1 酶-底物复合物  26-27
    3.2.2 酶作用的转移性机制  27-28
  3.3 影响生物酶反应的因素  28-31
    3.3.1 底物浓度的影响  28-29
    3.3.2 酶浓度的影响  29
    3.3.3 温度的影响  29-30
    3.3.4 PH 的影响  30-31
第四章实验部分  31-62
  4.1 酶法提取黄柏染料最佳工艺及染色性能研究  31-40
    4.1.1 材料和仪器  31
    4.1.2 不同提取方法实验提取工艺及提取液吸光度比较  31-32
      4.1.2.1 酶法提取工艺  31
      4.1.2.2 水浸法提取工艺  31-32
      4.1.2.3 酶法和水浸法提取黄柏染料吸光度的比较测定  32
    4.1.3 生物酶法提取黄柏染料最佳工艺参数的确定  32-36
      4.1.3.1 浴比对酶法提取的影响  33
      4.1.3.2 酶解时间对酶法提取的影响  33-34
      4.1.3.3 提取温度对酶法提取的影响  34-35
      4.1.3.4 提取时间对酶法提取的影响  35
      4.1.3.5 纤维素酶和黄柏的质量比对酶法提取的影响  35-36
      4.1.3.6 最佳提取工艺  36
    4.1.4 黄柏色素最佳染色工艺研究  36-39
      4.1.4.1 染色时间对黄柏色素染色性能的影响  36-37
      4.1.4.2 染色温度对黄柏色素染色性能的影响  37-38
      4.1.4.3 染色浓度对黄柏色素染色性能的影响  38-39
    4.1.5 耐洗色牢度和耐摩擦色牢度的检测结果  39-40
    4.1.6 酶法提取黄柏色素最佳工艺总结  40
  4.2 复合酶法提取紫草染料最佳工艺及染色性能研究  40-51
    4.2.1 材料和仪器  40
    4.2.2 不同提取方法实验提取工艺及提取液吸光度比较  40-42
      4.2.2.1 不同提取方法紫草提取液吸光度的比较测定  41-42
    4.2.3 复合酶法提取黄柏染料最佳工艺参数的确定  42-47
      4.2.3.1 浴比对复合酶法提取紫草色素的影响  42-43
      4.2.3.2 紫草和酶总量的比值对复合酶法提取紫草色素的影响  43
      4.2.3.3 纤维素酶和木聚糖酶的质量比对复合酶法提取紫草色素的影响  43-44
      4.2.3.4 酶解时间对复合酶法提取紫草色素的影响  44-45
      4.2.3.5 提取时间对复合酶法提取紫草色素的影响  45-46
      4.2.3.6 提取温度对复合酶法提取紫草色素的影响  46-47
      4.2.3.7 最佳提取工艺  47
    4.2.4 紫草色素最佳染色工艺研究  47-49
      4.2.4.1 染色时间对紫草色素染色性能的影响  47-48
      4.2.4.2 染色温度对紫草染色性能的影响  48-49
      4.2.4.3 染色浓度对紫草染色性能的影响  49
    4.2.5 色牢度的检测  49-50
    4.2.6 复合酶法提取紫草色素最佳工艺总结  50-51
  4.3 分步添加复合酶法提取银杏叶染料最佳工艺及染色性能研究  51-62
    4.3.1 材料和仪器  51
    4.3.2 不同提取方法实验提取工艺及提取液吸光度比较  51-53
      4.3.2.1 不同提取方法提取液吸光度的比较  52-53
    4.3.3 分步添加复合酶法提取银杏叶染料最佳工艺参数的确定  53-58
      4.3.3.1 浴比对分步添加复合酶法提取银杏叶色素的影响  53-54
      4.3.3.2 酶解时间对分步添加复合酶法提取银杏叶色素的影响  54
      4.3.3.3 提取温度对分步添加复合酶法提取银杏叶色素的影响  54-55
      4.3.3.4 提取时间对分步添加复合酶法提取银杏叶色素的影响  55-56
      4.3.3.5 果胶酶和纤维素酶的比例对分步添加复合酶法提取银杏叶色素的影响  56-57
      4.3.3.6 银杏叶和酶总量的比值对分步添加复合酶法提取银杏叶色素的影响  57
      4.3.3.7 最佳提取工艺  57-58
    4.3.4 银杏叶色素最佳染色工艺研究  58-60
      4.3.4.1 染色时间对银杏叶色素染色性能的影响  58
      4.3.4.2 染色温度对银杏叶色素染色性能的影响  58-59
      4.3.4.3 染色浓度对银杏叶色素染色性能的影响  59-60
    4.3.5 色牢度检测  60-61
    4.3.6 分步添加复合酶法提取银杏叶色素最佳工艺总结  61-62
第五章全文总结  62-64
  5.1 黄柏色素酶法提取  62
  5.2 紫草色素酶法提取  62-63
  5.3 银杏叶色素酶法提取  63-64
参考文献  64-67
致谢  67

生物酶法提取天然染料的工艺研究

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