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凤眼莲天然色素的提取、分离鉴定及应用

作　者: 于萍
导　师: 罗艳
学　校: 东华大学
专　业: 应用化学
关键词: 凤眼莲天然色素提取分离鉴定染色
分类号: TQ28
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

合成色素具有颜色鲜艳、色谱齐全、耐洗耐晒等诸多优点,是目前主要的织物着色物质。但随社会整体生活水平的提高及环境的日益恶化,人们对合成色素的安全及环境问题日益关注。合成色素的弊端日益突出：原料来源于天然气、石油及煤炭等不可再生化石资源；印染污水难以处理；部分合成色素中间体为致癌、致畸变及致敏性的有害物质。因此,近年来一些国家陆续颁发禁用法规。与合成色素不同,天然色素来源于自然界,其来源广泛、丰富、可再生、具有极好的生物相容性,易降解。某些天然色素还具有一定的杀菌、解毒、消炎等药理效用及良好的抗紫外作用。因此,近年来天然色素重新引起人们的重视。但是天然色素也具有来源不稳定、价格昂贵等弊端,故扩大天然色素来源,寻找易得廉价、来源稳定的天然色素植物源极有必要。本文以“恶性杂草”凤眼莲为原料,采用浸提法、超声波法、索氏萃取法对其进行色素提取,通过单因素实验法确定较优提取工艺,并研究了所提色素的耐酸碱性、耐热性及耐光性；通过TLC、柱层析手段对所提色素进行分离纯化,并采用UV、IR、MS等手段对所提色素进行成分分析；将所提天然色素对锦纶及羊毛织物进行染色,探索其无媒染色工艺,对色素提升性、染色织物各颜色参数、K/S值及牢度性能进行测定,并将其与媒染织物比较。得出结论如下：(1)常规浸提凤眼莲色素较佳工艺为：浸提时间6h,物料比1g:15mL,温度85℃,提取次数二次,色素粗提取率达3.59%。超声提取凤眼莲色素较优工艺为：物料比1g:15mL,超声时间90min,温度35℃,功率80W,密封暗处提取3次,色素质量粗提取率达4.01%。索氏萃取凤眼莲色素较佳工艺为：物料比1g：9mL,时间为1.5h,提取次数一次,质量粗提取率可达4.26%。索氏提取法及超声提取法效果较好。(2)pH=3-10的范围内,提取色素耐酸碱稳定性较好,碱性条件下发生增色效应,酸性条件下发生减色效应；100℃范围内凤眼莲色素具有较好的耐热稳定性；色素的耐光性差,应避光保存。(3)柱层析及TLC分离纯化提取色素可得纯度高的顺式-p-类胡萝卜素、脱镁叶绿素a及叶绿素衍生物三种分离组分。柱层析分离所得第一条色带为顺式-p-类胡萝卜素；第二条为脱镁叶绿素a；第三条主要成分为脱镁叶绿素b；第四条为分子量884的含有叶绿醇的叶绿素衍生物,其卟啉环上第V环与紫红素-18的相同；第五条及第六条主要成分分别为叶绿素a及叶绿素b；第七条为类胡萝卜素,其主要成分为叶黄素；其中脱镁叶绿素质量含量最高,达28%,类胡萝卜素其次为9%。(4)凤眼莲色素无媒上染锦纶织物较优工艺为：染色时间40min,温度98℃,pH=3,浴比1：30,较优工艺下所得锦纶织物摩擦及皂洗色牢度均在4级或以上,直接染色效果优于金属媒染效果,但提升力较差。(5)凤眼莲色素无媒上染羊毛织物较优工艺为：染色温度98℃,时间40min,染色pH=3,浴比1：20,该工艺下所得羊毛织物摩擦及皂洗色牢度均在4级或以上,直接染色效果明显优于媒染效果,并且有一定的提升力。

全文目录

摘要  5-8
ABSTRACT  8-12
第一章绪论  12-25
  1.1 天然色素  12
  1.2 天然色素类别  12-18
    1.2.1 植物天然色素  12-16
    1.2.2 动物色素  16
    1.2.3 微生物色素  16-17
    1.2.4 矿物色素  17-18
  1.3 天然色素现存弊端及解决途径  18-19
  1.4 天然色素提取方法  19-21
    1.4.1 溶剂提取法  19
    1.4.2 超声波提取法  19-20
    1.4.3 超临界流体萃取法  20
    1.4.4 酶法提取  20-21
  1.5 凤眼莲  21-23
    1.5.1 凤眼莲在环境净化方面的应用  21-22
    1.5.2 凤眼莲在农业中的应用  22
    1.5.3 凤眼莲含有的活性化学物质  22-23
  1.6 本课题的设计思路及研究内容  23-25
    1.6.1 设计思路  23-24
    1.6.2 研究内容  24-25
第二章凤眼莲天然色素的提取及其性能  25-39
  2.1 引言  25
  2.2 实验仪器及药品  25-26
    2.2.1 实验仪器  25
    2.2.2 实验药品  25-26
  2.3 实验内容  26-28
    2.3.1 提取溶剂的选择  26
    2.3.2 凤眼莲天然色素的常规提取  26-27
    2.3.3 凤眼莲天然色素的超声提取  27
    2.3.4 凤眼莲天然色素的索氏萃取  27-28
    2.3.5 凤眼莲色素稳定性测试  28
  2.4 结果与讨论  28-38
    2.4.1 提取溶剂的选择  28-29
    2.4.2 凤眼莲天然色素的常规提取工艺探索  29-31
    2.4.3 凤眼莲天然色素的超声提取工艺探索  31-33
    2.4.4 凤眼莲天然色素的索氏萃取工艺探索  33-35
    2.4.5 不同提取方法的比较  35
    2.4.6 凤眼莲色素的环境稳定性  35-38
  2.5 结论  38-39
第三章凤眼莲天然色素的分离纯化及鉴定  39-50
  3.1 引言  39
  3.2 实验仪器及药品  39-40
    3.2.1 实验仪器  39
    3.2.2 实验材料  39-40
  3.3 天然色素提取鉴定工艺流程  40-41
    3.3.1 色素的提取  40
    3.3.2 色素的薄层层析分析  40
    3.3.3 柱层析分离纯化色素  40-41
    3.3.4 色素的后续分离纯化  41
    3.3.5 凤眼莲各色素带的鉴定  41
  3.4 结果与讨论  41-49
    3.4.1 凤眼莲色素的薄层分析  41-43
    3.4.2 柱层析分离纯化凤眼莲色素  43-44
    3.4.3 第七条色素带的后续分离纯化  44-45
    3.4.4 凤眼莲各色素带的鉴定  45-49
  3.5 结论  49-50
第四章凤眼莲色素的染色性能  50-61
  4.1 引言  50
  4.2 实验仪器及药品  50-51
    4.2.1 实验仪器  50-51
    4.2.2 实验药品  51
  4.3 实验内容  51-53
    4.3.1 凤眼莲色素对锦纶织物的染色性能  51-52
    4.3.2 凤眼莲色素对羊毛织物的染色性能  52
    4.3.3 染色织物染色性能测试  52-53
  4.4 结果与讨论  53-60
    4.4.1 凤眼莲色素对锦纶织物直接染色工艺探讨  53-56
    4.4.2 凤眼莲色素对羊毛织物直接染色工艺探讨  56-59
    4.4.3 媒染对羊毛织物染色效果的影响  59-60
  4.5 结论  60-61
第五章结论  61-62
参考文献  62-65
攻读学位期间的研究成果目录  65-66
致谢  66

凤眼莲天然色素的提取、分离鉴定及应用

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