CN112898800B

CN112898800B - 一种靛蓝的提取方法

Info

Publication number: CN112898800B
Application number: CN202110063213.9A
Authority: CN
Inventors: 高旻天
Original assignee: Shandong Yunqing Biotechnology Co ltd
Current assignee: Shandong Yunqing Biotechnology Co ltd
Priority date: 2021-01-18
Filing date: 2021-01-18
Publication date: 2022-09-16
Anticipated expiration: 2041-01-18
Also published as: CN112898800A

Abstract

本发明公开了一种靛蓝的提取方法，包括以下步骤：①将含有靛苷的蓝草叶片洗净投入水中浸泡，浸泡完毕分离叶片；②向步骤①得到的液体中加入碱调节pH为碱性，密闭条件下向液体中通入氮气或二氧化碳；③继续搅拌通入氮气或二氧化碳的液体1小时以上，向其中加入酸调节pH为酸性沉降靛蓝；④固液分离得到沉淀物，干燥沉淀物后得到靛蓝。本发明的提取方法中，浸泡后的水中加入碱性物质后，通入氮气、二氧化碳等气体降低碱性条件下液体中的溶氧值，从而减少了副产物的生成和植物组织的沉降，有效提高了靛蓝的浓度。

Description

一种靛蓝的提取方法

技术领域

本发明涉及天然植物染料的提取方法，具体涉及一种靛蓝的提取方法。

背景技术

靛蓝是世界上最古老、产量最大的染料之一，广泛应用于印染、食品和医药等工业。靛蓝是植物的次生代谢产物。吲哚葡萄糖苷(indoxyl-β-D-glucoside)作为靛蓝的重要前体，存在于菘蓝、木蓝、马蓝等蓝草叶子中。当这些蓝草叶子的组织被破坏，液泡中的吲哚葡萄糖苷被叶绿体中的葡萄糖苷酶催化生成吲哚酚，吲哚配体在空气中发生自我氧化反应产生靛蓝，同时在碱性条件下吲哚酚会发生缩合发应形成靛蓝。

靛蓝的制备方法主要有植物提取法和化学合成法。植物提取法是将蓝草（例如菘蓝、木蓝、马蓝、蓼蓝等）叶片浸泡在水中，通过自然发酵得到吲哚酚，添加生石灰后使水变成碱性，吲哚酚溶解于碱性溶液中并发生酮式互变异构现象得到靛蓝。植物提取法的优点是安全环保，缺点是靛蓝浓度不高，最终靛蓝浓度为2%～3%。

中国专利文献CN 103881414A（申请号 201410066631.3）公开了一种用野青树提取靛蓝的方法，先用野青树枝叶提取靛蓝泥，再对靛蓝泥进行纯化得靛蓝：取靛蓝泥，加入蒸馏水，搅拌均匀，慢慢搅拌加入盐酸，不冒气泡时停止搅拌，水浴加热至100℃1小时；然后进行抽提，抽出上面的水，再加入蒸馏水，搅拌，水洗至中性PH-7，抽干水，留下沉淀，再用5%氢氧化钠调节待加入的蒸馏水为PH-9后，倒入装沉淀的容器，搅拌均匀，再次水浴加热煮沸1小时，抽滤，水洗至中性PH-7，抽干水得纯化样品，该样品在烘箱60℃干燥4小时，粉碎过100目筛，即得纯化样品。

中国专利文献CN 107365512A（申请号 201610318311.1）公开了从板蓝根植物提取靛蓝天然染料的一种方法，提取方法如下：(1)材料：采用一年或者两年生的板蓝根植物地上部位的茎干枝叶为原料；(2)割取板蓝根：在板蓝根生长5-7个月后，当植株枝盛叶茂时在距地上10厘米左右部位的板蓝根植株割取鲜嫩的茎干枝叶，除去杂草、杂质，以便提高靛蓝天然染料的品质；(3)浸泡：将割下的鲜嫩板蓝根茎干枝叶投入盛水的大水桶或水池中进行浸泡发酵，发酵时间为8天左右，使蓝甙从植物的组织细胞中充分溶出来，夏季时间稍短，秋冬季日间较长；(4)投入石灰：向盛满板蓝根茎干枝叶的大水桶或水池容器中投入石灰粉末，使靛蓝物质充分渗出，同时，使浸泡发酵的板蓝根植物茎枝叶不腐烂；(5)捞出板蓝根茎干枝叶：将经过浸泡并充分渗出靛蓝物质后的板蓝根茎干枝叶捞取拧干后捞出；(6)放入石灰水搅拌、搅动：把板蓝根茎干枝叶捞出干净后的浸泡液再放入少量的石灰水，然后用水瓢涛起浸泡液后再倒下，使浸泡液形成搅拌和搅动状态，连续不断重复进行，加强其分解靛质能力，时间约1-2个小时左右；(7)静置：通过搅拌、搅动处理后，见到有靛质蓝色胶状时，就停止搅拌或搅动，将浸泡水溶液静置，静置时间约4-5天；(8)滤出清水：经过静置处理后，靛蓝物质经石灰分解下沉，呈深蓝色胶状，即可将清水倒出，再静置1-2天后再倒去滤出的清水，即成靛蓝蓝胶状；(9)成品：经过滤出清水后得到的靛蓝蓝胶状物质-糊状的靛泥，即为靛蓝天然染料产品，将靛泥晒干或烘干，磨成粉状，就是成品。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高纯度靛蓝的提取方法。

实现本发明目的的技术方案是一种靛蓝的提取方法，包括以下步骤：

①将含有靛苷的蓝草叶片洗净投入水中浸泡，浸泡完毕分离叶片。

②向步骤①得到的液体中加入碱调节pH为碱性，密闭条件下向液体中通入氮气或二氧化碳，液体中的溶解氧值为对应温度下饱和溶解氧值的20%以下。

③继续搅拌通入氮气或二氧化碳的液体1小时以上，向其中加入酸调节pH为酸性沉降靛蓝。

④固液分离得到沉淀物，干燥沉淀物后得到靛蓝。

上述步骤①中，还向水中加入生物酶，每1L水中加入生物酶0.1～2g；所述生物酶是葡萄糖氧化酶、胰凝乳蛋白酶或胰蛋白酶中的一种或一种以上的组合物。

上述步骤①加入生物酶后浸泡时间为0.5h～12h。

上述步骤②中，向液体中通入氮气或二氧化碳1h～3h。

上述步骤②中，加入碱调节pH为9～13。

上述步骤③中，通气后，继续搅拌通入氮气或二氧化碳的液体1 h～5h。

上述步骤③中，加入酸调节pH为1～5。

包括以下步骤：

本发明具有积极的效果：

（1）本发明的提取方法中，浸泡后的水中加入碱性物质后，通入氮气、二氧化碳等气体降低碱性条件下液体中的溶解氧值，从而减少了副产物的生成和植物组织的沉降，有效提高了靛蓝的浓度。

（2）本发明的植物提取方法工艺简单，成本较低，在不升高其生产成本的前提下提高了靛蓝纯度。

附图说明

图1为实施例1和对比例1得到的靛蓝的纯度对比图。

图2为靛蓝纯度与氮气、空气通入时间的关系图。

图3为应用例中不同工艺得到的靛蓝的染色效果图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。

（实施例1）

本实施例的靛蓝的提取方法包括以下步骤：

①将100g含有靛苷的蓝草叶片（本实施例中为蓼蓝叶片）洗净投入1L水中，室温下（15℃～35℃，本实施例中为15℃）放置2～3天（本实施例中为2天），然后过滤分离叶片。

除了蓼蓝叶片，含有靛苷的蓝草叶片还有菘蓝、木蓝和马蓝等叶片。

②向步骤①浸泡发酵后分离得到的液体中加入氢氧化钠，调节液体pH值为10。在密闭条件下向该碱性液体中通入氮气2h，通气过程中保持搅拌。此时液体中的溶解氧值为对应温度下饱和溶解氧值的20%以下，本实施例中控制为对应温度下饱和溶解氧值的5%。

③继续搅拌步骤②通入氮气后的液体3h，搅拌完毕向其中加入硫酸调节液体pH值为1沉降靛蓝。

④自然沉降后，压滤收集得到沉淀物并干燥沉淀物，得到靛蓝。

（实施例2）

本实施例的靛蓝的提取方法其余与实施例1相同，不同之处在于：

步骤①中，将100g菘蓝叶片洗净投入1L水中，向水中加入1g胰蛋白酶，浸泡11h，然后过滤分离叶片。

步骤②中，向步骤①水解后分离得到的液体中加入氢氧化钠，调节分离得到pH值为13。在密闭条件下向该碱性液体中通入二氧化碳1.5h，通气过程中保持搅拌，液体中的溶解氧值为对应温度下饱和溶解氧值的12%。

步骤步骤③中，继续搅拌通入二氧化碳后的液体1h，继续搅拌向其中加入硫酸调节液体pH值为3。

步骤④中自然沉降后抽滤得到沉淀物，干燥沉淀物得到靛蓝。

（实施例3）

本实施例的靛蓝的提取方法其余与实施例2相同，不同之处在于：

步骤①中，将200g木蓝叶片洗净投入1L水中，加入2g葡萄糖氧化酶，浸泡2h。

步骤②中，向步骤①水解后分离得到的液体中加入氢氧化钠，调节分离得到pH值为11。在密闭条件下向该碱性液体中通入氮气1h。

步骤步骤③中，继续搅拌通入氮气后的液体4h，再向其中加入硫酸调节液体pH值为1。

（实施例4）

本实施例的靛蓝的提取方法其余与实施例3相同，不同之处在于：

步骤②中，在密闭条件下向该碱性液体中通入氮气80分钟。

（实施例5）

步骤②中，在密闭条件下向该碱性液体中通入氮气2h。

对实施例3、4和5制备得到的靛蓝用液相色谱法检测纯度，检测方法同实施例1，得到的结果见图2。

另做对照试验，即将实施例1、4和5中通入氮气改为通入空气1小时、80分钟、2小时，检测得到靛蓝的纯度，结果见图2。

由图2可见，在通入氮气的情况下，靛蓝纯度随着通入氮气的时间的增加缓步提高。而通入空气的情况下在1小时后靛蓝纯度随着时间的增加缓步下降。

（对比例1）

本对比例的靛蓝的提取方法包括以下步骤：

①将100g蓼蓝叶片洗净投入1L水中， 15℃放置2天，然后过滤分离叶片。

②向步骤①浸泡发酵后分离得到的液体中加入氢氧化钠，调节液体pH值为10。在密闭条件下向该碱性液体中通入空气2小时，通气过程中保持搅拌。

③继续搅拌步骤②通入空气后的液体3h，搅拌完毕向其中加入硫酸调节液体pH值为1沉降靛蓝。

④自然沉降后，收集得到的沉淀物并干燥沉淀物，得到靛蓝。

采用液相色谱法检测实施例1和对比例1得到的靛蓝纯度。

色谱条件为：分离柱为C18 柱, 流动相为乙腈--0.05 % 磷酸，梯度洗脱。检测波长300 nm , 柱温30 ℃ , 进样量20 ul。

检测结果见图1，在对比例1通入空气的情况下，靛蓝的纯度为24%，而实施例1通入氮气的情况下靛蓝的纯度到达64%。说明在缺少氧气的环境下，叶片组织及吲哚酚不易被氧化生成沉淀，进而靛蓝的纯度得到了极大的提高。

（实验例、靛蓝染色）

实验方法：

染料：将0.01g靛蓝染料用 5uL乙醇化、20uL液碱（1：3）、250uL 60℃的H2O、0.008g保险粉，混匀制成染料。

靛蓝染料有3个样品，1号样品是对比例1通入空气制得的靛蓝，2号样品为实施例1通入氮气制得的靛蓝，3号样品为印度靛蓝。

染色：0.45g织物添加26.8 uL H2O，270uL 染液全部添加，再添加0.134g烧碱，以及0.134g保险粉，染色20min，晾干。

染色结果如下：左图为对比例1中通空气制备的靛蓝的染色结果，中图为实施例1中通氮气制备的靛蓝的染色结果，右图为印度靛蓝的染色结果。如图3所示，利用通入空气制备的靛蓝染色后，颜色偏绿，说明靛蓝中含有大量的杂质。而利用通过氮气制备的靛蓝染色后，布料的颜色为蓝色，没有其他杂色，与印度靛蓝的颜色相近，但是颜色更深。

Claims

1.一种靛蓝的提取方法，其特征在于包括以下步骤：

①将含有靛苷的蓝草叶片洗净投入水中浸泡，浸泡完毕分离叶片；

②向步骤①得到的液体中加入碱调节pH为碱性，密闭条件下向液体中通入氮气或二氧化碳，液体中的溶解氧值为对应温度下饱和溶解氧值的20%以下；

③继续搅拌通入氮气或二氧化碳的液体1小时以上，向其中加入酸调节pH为酸性沉降靛蓝；

④固液分离得到沉淀物，干燥沉淀物后得到靛蓝。

2.根据权利要求1所述的靛蓝的提取方法，其特征在于：步骤①中，还向水中加入生物酶，每1L水中加入生物酶0.1～2g；所述生物酶是葡萄糖氧化酶、胰凝乳蛋白酶或胰蛋白酶中的一种或一种以上的组合物。

3.根据权利要求2所述的靛蓝的提取方法，其特征在于：步骤①加入生物酶后浸泡时间为0.5h～12h。

4.根据权利要求1所述的靛蓝的提取方法，其特征在于：步骤②中，向液体中通入氮气或二氧化碳1h～3h。

5.根据权利要求1所述的靛蓝的提取方法，其特征在于：步骤②中，加入碱调节pH为9～13。

6.根据权利要求1所述的靛蓝的提取方法，其特征在于：步骤③中，通气后，继续搅拌通入氮气或二氧化碳的液体1h～5h。

7.根据权利要求1所述的靛蓝的提取方法，其特征在于：步骤③中，加入酸调节pH为1～5。