洋葱皮色素的提取及在亚麻织物上的染色研究

吴济琼 汝吉东

（常熟理工学院纺织服装与设计学院，江苏 苏州 215500）

1.1 实验用品

实验原料：紫色洋葱皮（市售）、无水乙醇、氢氧化钠、浓盐酸、无水碳酸钠，试剂均为分析纯。

1.2 设备

实验仪器：TU-1810 紫外可见分光光度计、VIS-723N 紫外可见光分光光度计、CT-6021 型酸度计、HH-2数显恒温水浴锅、FA2004N 电子天平、DHG-9070A 型电热恒温鼓风干燥箱、Y571B 型摩擦色牢度仪、SW-8A 型耐洗色牢度试验机、SYC-2A 双功能水浴恒温振荡器。

1.3 洋葱皮色素提取的流程

称取一定质量的洋葱皮，剪碎→配置浴比→倒入一定浓度的乙醇溶液→放入一定温度的水浴锅中加热一定时间→冷却、过滤→测定提取液吸光度

1.4 染色方法

直接染色：准备染液，调节染液的pH，加热至一定温度，将处理后的亚麻织物浸入染液，恒温加热一定时间，取出水洗，烘干。

2.1 最大吸收波长测定

称取1 份质量为0.5g 的紫色干燥洋葱皮，剪碎，按照1:40 的料液比配出质量分数为70%的乙醇提取液，将洋葱皮放入提取液中，于30℃下用恒温水浴锅加热30min，冷却后过滤。在波长435-795nm 范围内对洋葱皮色素的吸光度进行扫描测试，扫描结果见图1。

由图1 可见，在波长 435～795nm 的扫描范围内染液具有最大吸收峰，其对应的最大吸收波长在525nm 处。

图1 紫色洋葱皮色素吸光度

2.2 洋葱皮色素提取的单因素探究

根据已有研究，选择提取料液比、乙醇浓度、提取时间、提取温度、提取PH5 个因素进行洋葱皮色素提取的单因素探究，在波长525nm 下测定染液的吸光度。

2.2.1 乙醇质量分数对染料吸光度的影响

称取4 份质量0.5g 的干燥洋葱皮，剪碎，料液比为1:40，乙醇的质量分数分别为 50%、60%、70%、80%，pH=7。于30℃加热30min，冷却后过滤。测得的吸光度分别为 0.053、0.064、0.062、0.058。数据表明，随着乙醇浓度的变大，吸光度先上升后下降，乙醇质量分数在60%时吸光度达到最大值。

2.2.2 提取料液比对染料吸光度的影响

称取5 份质量为0.5g 的干燥洋葱皮，剪碎，料液比分别为 1:40、1:50、1:60、1:70、1:80，提取液的乙醇质量分数为60%，pH 为7。于30℃下加热30min，冷却后过滤。测得的吸光度分别为 0.049、0.059、0.044、0.032、0.041。数据表明，吸光度小于1:50 时，吸光度上升，料液比在1:50 时吸光度最大，之后，吸光度下降。料液比大于1:70时吸光度略有上升。

2.2.3 提取温度对染料吸光度的影响

称取6 份质量为0.5g 左右的干燥洋葱皮，剪碎，料液比为1:50，提取液的乙醇质量分数为60%，pH=7。分别在温度为 30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃的条件下加热30min，冷却后过滤。测得的吸光度分别为0.096、0.090、0.082、0.142、0.152、0.177。数据表明，低于 50℃时，吸光度随着温度升高而下降，高于50℃时，吸光度随着温度升高而上升，在60℃时急剧升高，大于60℃后吸光度没有明显变化。

2.2.4 提取时间对染料吸光度的影响

称取7 份质量为0.5g 左右的干燥洋葱皮，剪碎，料液比为1:50，提取液的乙醇质量分数为60%，pH=7。于30℃下加热，提取的时长为 20min、30min、40min、50min、60min、70min、80min，冷却后过滤。测得的吸光度分别为0.131、0.137、0.142、0.164、0.186、0.235、0.236。

数 据 表明，吸光度随着时间的延长而增加，在70min 时吸光度迅速增加，随后变得平稳。

2.2.5 提取液pH 对染料吸光度的影响

称取11 份质量为0.5g 的干燥洋葱皮，剪碎，料液比为1:50，提取液的乙醇质量分数为60%。调节pH 值分别至 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11。于 60℃下加热 70min，冷却后过滤。测得的吸光度分别为 0.270、0.166、0.127、0.112、0.076、0.058、0.059、0.054、0.041、0.038、0.030。数据表明，吸光度随着pH 增大而整体下降，由于洋葱皮色素在碱性条件下不稳定，故选择提取液pH 为4。

2.3 洋葱皮色素上染亚麻织物的染色性能研究

2.3.1 洋葱皮色素上染亚麻织物的正交试验

以上染率作为判断指标，选择染色温度、染料用量、染色时间、pH 作为影响因素，选择直接染色的染色方式，采用L9（34）的正交表进行分析试验，实验结果见表2 所示。

表2 染色正交试验结果

由表可见，各影响因素主次顺序是：染料用量、pH值、染色温度、染色时间。从上染率的数据可以看出序号9 的上染率最大，故该工艺条件下染后织物的颜色最深，根据其对应的工艺对各参数进一步优化。

2.3.2 洋葱皮色素上染亚麻织物的单因素优化试验

（1）染料用量对上染率的影响

称取4 份质量为1g 的方形亚麻织物，置于洋葱皮染液中，染液的质量浓度分别为 4g/L、5g/L、6g/L、6.5g/L，pH=3。在温度70℃的条件下染色60min。所测的不同染料用量对应的上染率分别为41.11%、43.86%、46.07%、46.20%。数据显示，上染率随着染料质量浓度增大而增大，在质量浓度为6g/L 前上染率增加迅速，在质量浓度6g/L 后上染率增长缓慢，故选择染液质量浓度为6g/L。

（2）染色温度对上染率的影响

称取4 份质量为1g 的方形亚麻织物，置于洋葱皮染液中，染液的质量浓度为6g/L，pH=3。在温度分别为50℃、60℃、70℃、80℃的条件下染色60min。所测的不同染色温度对应的上染率分别为38.92%、40.27%、42.40%、41.20%。结果显示，上染率随着染色温度的升高先增大后减小，在染色温度70℃时上染率达到最大，故选择染色温度为70℃。

（3）pH 对上染率的影响

称取4 份质量为1g 的方形亚麻织物，置于洋葱皮染液中，染液的质量浓度 6g/L，pH 分别为 3、4、5、6。在温度70℃的条件下染色60min。所测的不同pH 对应的上染率分别为40.20%、40.07%、37.86%、35.11%。数据表明，上染率随着pH 值的变大而减小，但亚麻织物不耐酸，而且在酸性条件下洋葱皮色素上染亚麻织物不均匀，故染液酸度不宜过高，故选择染液pH 为4。

（4）染色时间对上染率的影响

称取4 份质量为1g 的方形亚麻织物，置于洋葱皮染液中，染液的质量浓度6g/L，pH 值为4。在温度70℃的条件下分别染色 40min、50min、60min、70min。所测的不同染色时间对应的上染率分别为38.30%、41.10%、44.52%、45.20%。数据表明，上染率随着染色时间的延长而增大，在60min 后缓慢增加，故选择染色时间为60min。

2.4 染色牢度测试结果

洋葱皮色素对亚麻织物染色的色牢度测定结果如表 3 所示。

表3 洋葱皮色素上染亚麻织物的染色牢度测试结果

（1）紫色洋葱皮染液提取的最佳工艺为：乙醇浓度60%，提取温度 60 ℃，料液比 1:50，提取时间 70 min，pH值为4。

（2）紫色洋葱皮色素对亚麻织物直接染色的最佳工艺为：染色时间60min，染料质量浓度6g/L，染色温度70℃，pH 值 4。

（3）洋葱皮色素用于亚麻织物直接染色的耐摩擦色牢度较好，但耐洗色牢度和耐皂洗色牢度低于耐摩擦色牢度。

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