發表時間:2018/7/31
早在遠古時期,人類就開始使用天然染料對織物進行染色。19 世紀開始,價格便宜且製取方便、色譜廣的合成染料逐步佔領市場。但是,有些合成染料因合成前體或者產物對人體有致癌、致敏的作用而被禁用。
隨著人們生活水平的提高,健康、環保的生活理念開始備受推崇。細菌、真菌等微生物可通過發酵培養的方法穩定地產生天然色素,色素產量高,被認為是目前可能替代合成染料的主要天然染料來源之一。近年來,其在紡織品染色中的應用逐步得到關注。
此外,微生物產生的天然染料的發色基團還能夠進一步經化學修飾,得到更為廣泛的光譜;一些蒽醌類的微生物染料除色彩明亮外,還具有一定的抗菌作用,在織物的功能性整理上同樣具有潛在的應用價值。
微生物染色之細菌的顏色
紫色桿菌:藍色和紫色
自然界中產藍紫色色素的微生物比較少,因此,天然的藍色色素比較罕見。1997年日本報導了一種能夠產生藍色桿菌素和紫色桿菌素的細菌,這種細菌來源於汙染的蠶絲:蠶絲在潤溼狀態下放置幾個月,有一部分變色為藍紫色,從蠶絲上分離出了該菌株,隨後利用有機溶劑四氫呋喃從菌體中萃取色素。利用該色素對不同織物進行染色實驗,發現該色素性能穩定,色澤良好,適用於蠶絲、羊毛、棉等天然纖維的染色。
弧菌:紅色
有研究者從海洋沉澱物中分離出一種能夠產生鮮豔的紅色染料的菌株——弧菌,並採用其產生的靈菌紅素實現了對羊毛、錦綸、蠶絲等織物的染色。細菌培養過程:首先將基礎的海水培養基(SBRM)瓊脂平板上的單菌落接種到含有SBRM液體培養基的錐形瓶中,在30 ℃、轉速為200 r/min的搖床上培養12 h,隨後進行擴大培養,通過過濾、濃縮、洗脫等步驟進行提純即可獲得靈菌紅素。
微生物染色之真菌的顏色
黑麴黴孢子粉:色澤可調節
黑麴黴是廣泛分布在穀物、空氣和土壤中的麴黴屬真菌,作為食品著色劑可應用於醬油、醋等副食品上。有研究者創造性地採用馬鈴薯葡萄糖作為液體培養基,將一定量的混合稀土加入到黑麴黴孢子粉的擴大培養液中作為染色液,後加入滅菌的蠶絲織物進行染色。不僅得到了勻染性好的織物,染後織物的皂洗牢度和摩擦牢度可達到4級或4~5級,日曬牢度達到3級,而且可通過控制加入孢子粉的質量來改變織物的色澤深淺。
紅麴黴菌:紅、紫、橙、黃
紅麴黴菌能產生大量的天然紅曲色素,紅曲色素中主要含有6種醇溶性的色素和4種水溶性的色素,主要有紅色素、紫色素和橙色素、黃色素等。有研究者直接採用紅麴黴菌對蠶絲織物進行染色,具體方法為:將培養好的紅麴黴菌接種到培養液中,在28~30 ℃培養作為擴大培養液,後加入稀土作為媒染劑,對滅菌後的蠶絲織物進行低溫染色,染色織物的各項牢度均能達到基本服用要求。
尖孢鐮刀菌:粉紫色
有研究者從感染根腐病的柑橘樹根中分離出了5種尖孢鐮刀菌,從中篩選了一種能夠產生粉紫色蒽醌染料的菌株,並將其應用於羊毛織物的染色。發現織物不僅可獲得亮麗的色澤,並且色牢度較高,水洗牢度、摩擦牢度和耐汗漬牢度、日曬牢度均可達到紡織品服用性能要求。
冬蟲夏草菌:6種紅色
冬蟲夏草BCC1869是一種昆蟲病原真菌,可製造出6種紅色萘醌類物質,這些萘醌類的物質的化學結構類似於商用紅色顏料紫草素和紫朱草素。研究表明,由冬蟲夏草菌培養的萘醌類物質具有極高的熱穩定性和較強的耐酸鹼性、抗菌性,因此,冬蟲夏草BCC1869作為紅色的染料對紡織品進行染色後整理具有巨大的商業應用價值,但是利用其進行染色的相關報導目前還未出現。
(來源:紡織導報)