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摘 要

采用溶剂浸提法提取天然红心火龙果皮中的色素，并对火龙果皮色素提取工艺中乙醇和果皮的质量比，浸提时间和温度这三个影响因素进行研究，得出提取火龙果皮色素的工艺为：冷冻鲜火龙果皮与乙醇的比例为1:4，提取时间80min，浸提温度50。并将提取色素应用于丝绸染色，着重分析了染料上染过程染色时间，色素浓度，染浴pH值，染色温度这四个影响因素，并采用正交实验对上染工艺进行改良，得到改良后的上染工艺为：染色时间50min，色素浓度80（ml/100ml），染浴pH值为4，染色温度50℃。对染色样品的耐摩擦牢度、耐水洗牢度、耐汗渍牢度和抗菌性进行研究。

关键词：红心火龙果皮 天然染料 丝绸 染色条件

Application of Pitaya Peel Extract on Fabrics

Abstract

Solvent extraction method was used to extract the pigments in the skin of natural red dragon, and the influence of the extraction process on the extraction process was studied by the ratio of fresh pitaya peel and ethanol mass, extraction time and temperature.The process for extracting dye pigments from pitaya skin is as follows:the ratio of fresh frozen pitaya to ethanol was 1:4, extraction time was 80 minutes, and extraction temperature was 50°C.The extracts were applied to silk dyeing. The effects of dyeing time, dye concentration, dye pH, and dye uptake temperature on silk dyeing were emphatically analyzed, and the dyeing process was optimized by orthogonal experiment : the dyeing time is 50min, the dye concentration is 80（ml/100ml）, the dye pH is 4, and the dyeing temperature is 50°C. The rubbing fastness, wash fastness, perspiration fastness and antibacterial property of dyed samples were studied.

Keywords: Red Heart Dragon Peel; Natural Dyes; Silk;Dyeing Conditions

目录

摘要 Ⅰ

Astract Ⅱ

第一章 文献综述 1

1.1 天然染料 1

1.1.1 历史起源 1

1.1.2 天然染料性能 1

1.1.3 天然染料的提取方法 2

1.1.4 天然染料应用现状及存在的问题 2

1.2 火龙果 3

1.3 本课题的研究内容及意义 3

第二章 实验部分 4

2.1 材料与仪器 4

2.2 实验方案 4

2.2.1 火龙果皮色素提取工艺 4

2.2.2 媒染剂的选择 5

2.2.3染色工艺及染色影响因素 5

2.3 检测方法 7

第三章 结果与讨论 8

3.1 火龙果皮色素提取工艺的确定及最大吸收波长的测定 8

3.1.1 火龙果皮色素提取工艺的确定 8

3.1.2 火龙果皮色素的最大吸收波长 9

3.2 不同煤染剂及染色方法对染色的影响 9

3.3 火龙果皮色素对丝绸染色工艺优化 10

3.3.1 色素浓度 10

3.3.2 染浴pH值 12

3.3.3 染色时间 13

3.3.4 染色温度 15

3.3.5 正交试验 16

3.4 抗菌性能测试 18

第四章 结论 19

参考文献 20

致谢 22

第一章 文献综述

1.1天然染料

1.1.1 历史背景

我们一般将从自然环境中得到的，如植物、动物或者有色矿石，并且基本上没有使用化学试剂对它的提取过程进行处理的称作天然染料^[1]。据相传，早在夏朝之前就有人发现可以从植物的根、茎、叶、皮、果实中提取出有色染液，并对织物进行染色。到了明清时期，天然染料的应用达到了鼎盛，染料提取和染色工艺获得了很大的进步，并且达到了很高的水平，所以天然染料在我国具有悠久的历史应用^[2]。在我国古代，天然染料从提取到上染织物这一系列的工艺探索和优化主要是靠父辈和子辈不断地尝试并延承下来，这种古老的方法只在家族中传承，一般是不对外公布。在1856年，伴随着第二次工业改革带来巨大的发展，英国化学家威廉·亨利·帕金斯，通过对煤焦油的研究完成了第一个合成染料。合成染料成了世界的宠儿，天然染料逐渐被合成染料所替代，传统古老的制备工艺也被慢慢摈弃，原先的匠人为了顺应时代的发展几近绝迹。时代不断进步，经济不断发展，科学技术也在伴随着经济的高速发展。在这个被化学合成充斥的生活环境里，现代人开始重新审视这些合成染料，他们发现一部分以合成染料进行染色加工的纺织衣物会对自身的健康安全构成威胁，并且它们自身携带的化学特性会对环境造成严重的毁坏。那个之前被时代遗忘的天然染料因为其自身具有绿色、环保、无污染，能满足现代人对健康追求的特性，又再一次掀起了人们追逐的热潮^[3]。

1.1.2 天然染料性能

天然染料具有“三无”特性，即无毒害物质、无危害物质、无污染物。它能与环境友好共存，自身具备生物可降解功能，而且在它的提取过程中不需要使用任何有毒有害的化学试剂，因而不会对皮肤造成过敏和致癌，有些还具有一定的抗菌保健功能^[4]。因此优化染整工艺的清洁度，实现绿色生产的最为有效的方式就是以天然染料为原材料进行染色。以天然矿物粉为例，通过天然矿物质提取的色素作着色剂进行染色时，不需要额外的添加化学助剂促进上染，只需要在常温条件下或者加热进行上染，因此不会对人体健康和环境造成危害。再如香云纱，其本名为莨纱，产于广州顺德具有一百多年的历史。制备香云纱的原料为薯莨水，需要把薯莨粉碎、浸提、隔渣，然后将薯莨水制成凝胶做为染料，进行加工而成。它穿着体感凉爽、顺滑、除臭、除菌、驱虫、对皮肤起到保护作用，还具备耐水洗、耐曝晒等特性，已被列为国家非物质文化遗产。而且被废弃的香云纱，可自身进行降解，不会造成环境压力^[5]。

1.1.3 天然染料的提取方法

目前已经研究出的提取方法分为物理法和化学法，物理法主要为超临界流体提取法、微波萃取提取法;化学法为碱提取、有机溶剂提取。结合日常生产工艺和成本有机溶剂提取法被最广泛的使用^[6]，主要是因为有机溶剂价格较为便宜，获取方便，使用有机溶液提取的工艺简单，操作方便，提取的效果也能满足生产需求。但是有机溶剂本身自带的气味会破坏提取物自身的气味，且会残留在染色后的织物上，从而影响成品，造成有机溶剂提取法的发展步伐减缓；碱提取法主要是利用碱对其他物质强的化学反应力，目前为止碱法主要用于提取多糖、咖啡因、黑米色素、姜黄色素等等^[7-9]；超临界流体是温度、压力高于它的临界状态，对液体或者固体进行萃取从而得到我们所需组分，将它们从中分离出来。用作于超临界流体的气体主要有二氧化碳、二氧二氯甲烷、氯气、乙稀等，通常使用的超临界萃取剂为二氧化碳^[10]。微波萃取法主要是利用电磁场的原理，该法的使用所需试剂量少，萃取率高，不受原料水含量因素影响、节约能源，且对环境无污染。目前已经研究的微波萃取法主要用来提取茜红素、枸杞红素、栀子花黄色素等^[11]。酶解法^[12]就是利用生物酶来催化水解除去一些结构，主要可用来提取番茄红素、黄茶色素等。

1.1.4天然染料应用现状及存在问题

伴随着合成染料生产加工给环境带来污染和化学残留给人体健康带来威胁，近年来天然染料因其绿色环保性能又重新受到社会广泛关注度，有关天然染料的研究报道和专家项目研究也在增加^[13-14]。张弛^[15]等人对国内外天然植物染料的应用现状可知当前国外的发展如韩国主要着重于对分离提纯工艺的优化和分析分子结构，印度就上染率和色牢度的研究有了重大突破；国内对于天然植物染料的研究也不甘落后，目前已开发出五十多种染料，有多家服装企业已经开始工业化生产并投入市场如北京铜牛纺织、海澜集团等。但是以天然染料作为工业制备生产的原材料进行大批量工业生产的的染料品种还是比较有限的。这主要和天然染料的原材料供应具有不稳定性，对染料的染色效果也会产生不稳定因素，造成标准不统一，无法制定行业标准。同时影响天然染料提取工艺的因素有很多，使得提取的天然染料不具有稳定性、染色后的织物上染率比较低较浅，且具有色牢度低等缺点，这限制了天然染料工业生产的推广^[16-17]。

1.2 火龙果

火龙果又叫红龙果,来自古巴、智利等地处沙漠的国家^[18]，因为它的外观像一团旺盛的火球所以被称为火龙果^[19]。在明清时期，由东南亚引入台湾，再由台湾进行嫁接改良种植引入大陆，现在火龙果主要在我国南方地区种植如海南省、广西、广东等。

火龙果的营养价值很高，不仅含有人们日常所需的蛋白质、糖类和维生素，还含有一种比较珍贵的营养物质-花青素。花青素相当于一种清洁剂，它能清除人体内的自由基，其清除自由基的能力是维生素的数十倍，在人体内存活时间长，能达到预防由自由基引起的相关性疾病的效果，而且它的抗氧化效果好，能延缓衰老提高皮肤的光滑度，在女性产品中应用范围很广 ^[20]。花青素还能够有效地降低血压，增加血管弹性能够对动脉血管内壁起到保护作用，对于高血压和心脏病患者是不可多得营养要素^[21]，也被称作人体第七大必需营养素。

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