艾草天然色素的提取工藝研究

鮑楊萍 汝吉東

（常熟理工學(xué)院紡織服裝與設(shè)計學(xué)院，江蘇 常熟 215500）

天然染料的使用有著悠久的歷史，且不少天然染料具有附加價值，例如，艾草就具有保健功能。艾草中的黃酮類化合物具有很強(qiáng)的抗氧化性，能夠起到抗氧化、抑菌和清除自由基等作用，具有很好的開發(fā)利用價值。

將艾草作為染料，使其抗菌性運(yùn)用到衣物上，進(jìn)而開發(fā)新的功能性服裝。但由于艾草色素提取率低，影響后續(xù)染色效果，本文對艾草色素的提取工藝進(jìn)行研究及分析，獲得提取艾草色素最優(yōu)的工藝參數(shù)。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料與儀器

試驗(yàn)材料和藥品：艾草、氫氧化鈉、鹽酸。

儀器與設(shè)備：GHH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋（常州高德儀器制造有限公司）；FA2104電子天平（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）；SHZ-DⅢ予華牌循環(huán)水真空泵（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）；SYC-2A雙功能水浴恒溫振蕩器（上海本亭儀器有限公司）；TU-1810紫外可見光分光光度計（別境普析通用儀器責(zé)任有限公司）；VIS-723N型可見光分光光度計（北京北分瑞利分析儀器集團(tuán)有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱量1g艾草至50ml燒杯中，根據(jù)不同料液比加入作為提取溶劑的去離子水，在恒溫水浴加熱一定時間后，將提取液抽濾、去除雜質(zhì)。將提取液稀釋進(jìn)而使用紫外分光光度計測定提取液的最大吸光度波長，測定該波長的吸光度，獲得提取艾草色素最優(yōu)的工藝參數(shù)。

通過改變提取時間、提取溫度、溶劑pH值、料液比，進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，探討時間、溫度、pH值、料液比對提取艾草色素提取效果的影響，獲得提取艾草色素最優(yōu)的工藝參數(shù)。

1.3 測試分析

1.3.1 艾草提取液可見光吸收光譜的測定

在艾草中按1：20的料液比加入去離子水，調(diào)pH值至7，恒溫水浴60℃加熱20min后抽濾。將獲得的艾草提取液稀50倍，用TU-1810紫外可見光分光光度計在600～700nm范圍內(nèi)進(jìn)行測定，獲取可見光吸收光譜，記錄最大吸光度的波長x，之后的提取液統(tǒng)一測定x的吸光度。

1.3.2 艾草提取液吸光度的測試

將不同條件下提取的艾草提取液稀釋5倍，用VIS-723N型可見光分光光度計測定在所得最大吸光度波長為x時的吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 艾草提取液可見光吸收光譜

參考1.3.1的工藝獲得艾草提取液，艾草提取液可見光吸收光譜見圖1。

圖1 艾草提取液可見光吸收光譜

由圖1可知，其最大吸光度的波長λx=666nm。以此波長的提取液吸光度值作為之后提取效果的判別依據(jù)。

2.2 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 不同提取時間提取艾草色素

參考1.2的色素提取工藝，分別提取20、30、40、50、60min。并參考1.3.2測定提取稀釋液波長為666nm時處的吸光度值。結(jié)果如圖2。

圖2 不同時間提取艾草色素的吸光度變化

由圖2可知，提取時間為30min時，艾草色素的吸光度最大，艾草色素的提取效果最好，故選擇提取時間為30min作為最佳提取工藝參數(shù)。當(dāng)提取時間＞40min時，色素出現(xiàn)不穩(wěn)定情況。

2.2.2 不同提取溫度提取艾草色素

參考1.2的色素提取工藝，分別在40℃、50℃、60℃、70℃、80℃的溫度下提取艾草色素。并參考1.3.2測定提取稀釋液在波長為666nm時的吸光度值。結(jié)果如圖3。

圖3 不同提取溫度提取艾草色素的吸光度變化

由圖3可知，提取溫度為60℃時，艾草色素的吸光度最大，艾草色素的提取效果最好，故選擇提取溫度為60℃作為最佳提取工藝參數(shù)。當(dāng)溫度＞70℃時，會破壞艾草色素的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致提取效果差。

2.2.3 不同料液比提取艾草色素

參考1.2的色素提取工藝，分別設(shè)定料液比為1：15、1：20、1：30、1：40、1：50提取艾草色素。并參考1.3.2測定提取稀釋液波長為666nm時的吸光度值。結(jié)果如圖4。

圖4 不同料液比提取艾草色素的吸光度變化

由圖4可知，料液比越小，吸光度越低，且料液比為1：15時，艾草未得到充分浸泡，導(dǎo)致吸光度低。料液比為1：20時，艾草色素的吸光度最大，艾草色素的提取效果最好，故選擇料液比為1：20作為最佳提取工藝參數(shù)。

2.2.4 不同溶劑pH值提取艾草色素

參考1.2的色素提取工藝，改變?nèi)軇┑膒H值，分別用pH值=5、6、7、8、9的溶劑提取艾草色素。并參考1.3.2測定提取稀釋液為波長666nm時的吸光度值。結(jié)果如圖5。

圖5 不同pH值溶劑提取艾草色素的吸光度變化

由圖5可知，溶劑pH值為7時，艾草色素的吸光度最大，艾草色素的提取效果最好，故選擇溶劑pH值為7作為最佳提取工藝參數(shù)。當(dāng)溶劑pH值＞8時，堿性環(huán)境可能導(dǎo)致艾草色素結(jié)構(gòu)被破壞，從而導(dǎo)致吸光度降低。

3 結(jié)論

1.艾草色素提取液最大吸收波長為666nm，提取液為黃褐色。

2.艾草色素最佳的提取工藝為：pH值=7的去離子水作為溶劑，料液比為1：20，提取溫度為60℃、提取時間為30min。

3.當(dāng)溫度＞70℃、提取時間＞40min、溶劑pH值＞8時，艾草色素會出現(xiàn)不穩(wěn)定情況。