[发明专利]纯水系细菌染料灵菌红素纳米悬浮染液的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种纯水系细菌染料灵菌红素纳米悬浮染液的制备方法及应用，包括如下步骤：(1)、对ATCC8100粘质沙雷氏菌进行活化；(2)、粘质沙雷氏菌种子液在恒温培养振荡器中培养；(3)、使用移液枪移取种子培养液到发酵培养基中发酵培养；(4)、在摇床的作用下，在培养液中形成大量纳米级的灵菌红素胶束颗粒；(5)、去除发酵液中的菌体，即得到纯水系灵菌红素纳米悬浮染液。还包括纯水系细菌染料灵菌红素纳米悬浮染液在棉织物浸轧染色工艺中的应用。本发明显著提高了染料利用率，灵菌红素的上染率提高至34.9％。本发明采用轧染工艺大大提高了生产效率，适合工业化批量生产应用，是细菌染料染色工艺领域的一个巨大革新。

技术领域

本发明涉及棉织物染色技术领域，尤其涉及一种纯水系细菌染料灵菌红素纳米悬浮染液的制备方法及应用。

背景技术

纺织工业是我国传统支柱产业和重要的民生产业。当前，随着加快新旧动能转换的推进，作为一个资源依赖型和环境敏感型的产业，纺织工业发展受到的压力和约束越来越大。纺织品印染加工是纺织产业实现结构调整和转型升级的关键加工环节，生产过程的清洁化和产品的生态化成为染整加工技术发展着力解决的问题。随着人们对染料生态环保性日益强烈的追求以及国家对可再生资源重视程度的提高，生物质染料以其良好的生物降解性、来源可持续性以及染色产品的生态功能性日益成为纺织品染色领域研究的热点。

在生物质染料中，较之植物和动物中提取的染料，微生物染料的生产具有不受季节、气候和地域限制，生产周期短，条件易于控制，产量大，种类丰富等优点，被开发利用的潜力巨大。利用微生物生产染料/色素可以解决天然染料原料稀少、成本高昂等诸多问题，更有利于工业化生产。

微生物色素在纺织染色领域的应用，国内外已有报道，多数集中在灵菌红素、紫色杆菌素和脂溶性红曲色素。其中，灵菌红素颜色鲜艳、热稳定性良好，同时具有抗菌、抗疟疾等功能，用作染料时可赋予纺织品较高的附加值，极具开发价值。灵菌红素是由三个吡咯环组成的甲氧基吡咯骨架结构的天然色素，是粘质沙雷氏菌、产气弧菌以及一些放线菌的次级代谢产物。该细菌染料灵菌红素是一种紫红色的色素，几乎不溶于水，易溶于有机溶剂，其结构如下：

这种细菌染料由于不溶于水，属于胞内色素，利用前需要使用有机溶剂进行提取。另外，染色过程中需要使用有机溶剂溶解色素。有机溶剂的使用使得染色成本明显增加，并存在污染问题，难以实现产业化批量生产。

目前对棉织物进行染色的主要方式为浸渍染色与浸轧染色，棉织物染色用的合成染料包括活性染料和还原染料两种，其中以活性染料为主。浸染工艺是将被染织物浸渍于染液中，通过染液循环及与被染物的相对运动，借助于染料对纤维的直接性而使染料上染，并在纤维上扩散、固着的染色方法。其特点是适用于各种形态的纺织品；间歇式生产，劳动生产效率较低，适合小批量、多品种的生产。棉织物浸染工艺的的主要工艺路线是：

碱性染液→浸渍(上染)→水洗→皂洗(固色)→水洗。

轧染工艺是将织物在染液中经过短暂的(一般为几秒或几十秒钟)浸渍后，随即用轧辊轧压，将染液挤压进入织物的组织和空隙内，同时轧去多余染液，使染料均匀分布在织物上。染料的上染是(或者主要是)在以后的汽蒸或焙烘等处理过程中完成的。其特点是连续染色加工，生产效率高，适合大批量织物的染色。

可见两种方式各有优劣，而从节约成本、提高生产效率以及适合产业化批量生产的角度出发，浸轧染色工艺相对更有优势，目前两类染料对棉织物进行轧染的主要工艺路线如下：

1、活性染料：碱性染液→浸轧N次(上染)→汽蒸(固色)→水洗→皂洗(去浮色)→水洗；

2、还原染料：碱性染液→浸轧N次(上染)→汽蒸(上染)→堆放(氧化固色)→水洗→皂洗(去浮色)→水洗；