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蘇木(Sappanwood)為豆科植物蘇木(CaesalpiniaSappanL.)的干燥芯材,是一種傳統中藥材,資源豐富,用途廣泛。研究表明,蘇木水提物具有中樞抑制、抗炎、抗高血脂作用;具有明顯的免疫抑制作用、抗心臟移植排斥反應等。蘇木色素可用于羊毛、蠶絲、大豆蛋白纖維、棉纖維及其織物的染色。此外,蘇木色素還可以開發植物染發劑。蘇木色素紡織品色澤鮮艷,具有抗菌的生物活性及保健功能,同時屬于綠色紡織品。
蘇木色素化學成分主要有巴西蘇木素(Brazilin)和蘇木精(Hematoxylin)。巴西蘇木素為琥珀黃色結晶,在水溶液特別在堿性溶液中易被氧化成紅色的巴西蘇木紅素。而蘇木精為白色結晶,在空氣中迅速氧化成紅棕色的氧化蘇木精。由于該兩種色素成分均含有大量羥基,因此易溶于水,可用水做溶劑提取蘇木。傳統的蘇木染料制備方法包括以下主要工藝流程:蘇木→以水或水/酒精為溶劑提取蘇木色素→過濾→減壓濃縮→噴霧干燥→粉末蘇木染料。其中,減壓濃縮是采用減壓、水份汽化的方法將提取液中的水份與色素分離,達到濃縮色素的目的,該方法能耗大,用水量大。
步驟一、熱水提取蘇木色素
常溫下,將粉碎的蘇木芯材加入20倍重量水中,加熱至90℃,提取1h,共提取3次。
步驟二、采用篩網粗濾
采用180目鋼絲篩網趁熱對蘇木料液、料渣混合物進行粗濾,以分離蘇木料液及料渣,并合并各次濾液,制得紅黃色蘇木色素提取液。
步驟三、濾紙抽濾
將快速定性濾紙置于布氏漏斗上,利用真空泵抽真空(真空度為0.098MPa)對料液進行抽濾。
步驟四、微濾膜過濾除雜除菌
采用循環泵將透過濾紙的溫度為35℃以下的料液通過微濾膜進液口,進入材料為聚偏氟乙烯(PVDF)、孔徑為0.2μm外壓式微濾膜,調節操作壓力為0.04MPa,未透過液仍回流到原液容器,反復運行至透過液已基本沒有流出,分別收集澄清透亮的透過液及含有雜質的未透過液。
步驟五、采用超濾膜濃縮蘇木色素溶液
采用截留分子量為3000的疏水性聚砜(PS)超濾膜,對透過微濾膜的澄清透亮的料液進行濃縮,濃縮至料液含固量為5%。在微濾膜濃縮過程中,調節膜操作壓力為0.02MPa。未透過超濾膜的截留液為蘇木色素濃縮液,濃縮液進行下步的噴霧干燥工藝,而透過液中蘇木色素含量非常低,可循環使用提取蘇木色素。
步驟六、噴霧干燥
采用噴霧干燥機,將蘇木色素濃縮液中的水份蒸發,制得有效色素成分含量高的蘇木色素粉末。
1)將蘇木切塊后進行--50℃真空冷凍干燥處理10小時,然后對干燥處理后的蘆薈葉進行粉碎、過50目篩得到蘆薈干粉。
將蘇木干粉后放入萃取釜中,通入超臨界甲醇作為萃取劑,加入氨水作為夾帶劑,萃取溫度為25℃,萃取壓力7MPa,萃取時間為10分鐘,甲醇流速為5L/h,夾帶劑流速0.1ml/min;
2)將含有萃取物的超臨界甲醇進行減壓,以分離出萃取產物,分離溫度10℃,分離壓力為1MPa,收集所得的萃取液;
4)濃縮至膏狀,上D-101型大孔樹脂,依次用水、10%的乙醇洗至水澄清,最后用85%乙醇洗脫,洗脫液出去乙醇得濃縮液A;
5)將濃縮液A用乙醇溶劑后過濾,濾液用聚酰胺拌樣,上聚酰胺層析柱,采用體積比例為10:1~1:1水與甲醇混合溶液進行梯度洗脫,收集水:甲醇為8:1~5:1洗脫液濃縮得濃縮液B,再將濃縮液B冷凍干燥后即得。
取蘇木若干,洗凈,在110℃下烘干30min,粉碎成60目的粉末,常溫下,將粉碎的蘇木粉末與蒸餾水按質量比為1:25配比,調節pH=9,保持溶液的沸騰溫度提取50min,得到蘇木色素提取液,將濾紙置于布氏漏斗上,利用真空泵對所述紅黃色蘇木色素提取液進行抽濾,收集濾液且濃縮后,置于烘箱中干燥,制成蘇木色素。
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[2] 嚴瑛, & YANYing. (2015). 蘇木色素的應用及發展動態. 染整技術, 37(11), 33-35.
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