專利名稱：從棉纖維中提取純化棕色棉色素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然化合物提取純化工藝領(lǐng)域，具體地說是一種從棉纖維中提取純化棕色棉色素的方法。
背景技術(shù)：
天然彩色棉 是棉纖維中含有天然色素的特殊類型的棉花，由于其天然色素避免紡織過程中添加化學(xué)染料造成的環(huán)境污染和化學(xué)染料服裝對人體的危害，深受人們青睞。研究彩色棉色素的化學(xué)本質(zhì)，進(jìn)而測定其代謝途徑，是進(jìn)一步提高彩色棉纖維品質(zhì)的關(guān)鍵。王學(xué)德，李悅有，2002，彩色棉纖維色素提取和測定方法的研究，浙江大學(xué)學(xué)報(bào)，28(6) =596-600文獻(xiàn)中曾提出以白色棉、棕色棉和綠色棉的成熟纖維為材料，用有機(jī)溶劑(乙醇、乙醚、二甲苯)，酸性、堿性溶液，以及HN03/乙醇溶液，分別對不同顏色纖維中的色素進(jìn)行提取。結(jié)果表明，3種有機(jī)溶劑均不能對纖維色素進(jìn)行提??；用酸、堿溶液和加溫處理均不能將纖維中的色素物質(zhì)提取出來；棕色和綠色纖維中的色素可用HN03 乙醇(I 4)提取，提取液中的色素含量可在412nm波長下根據(jù)吸收值的大小進(jìn)行估計(jì)，但含苯環(huán)的化合物例如含苯環(huán)的蛋白質(zhì)和非色素酚類化合物都有可能對該方法形成干擾，白色棉相同的提取方法，在412nm處也有一定的吸收，在測定彩色棉色素含量時(shí)，很難找到與彩色棉遺傳基礎(chǔ)一致的白色棉作對照，所以該方法在適用范圍上有一定限制。探討棕色棉纖維的色素提取、純化，并對色素的化學(xué)性質(zhì)作初步鑒定，初步推斷棕色棉纖維色素的化學(xué)結(jié)構(gòu)，為研究色素的化學(xué)本質(zhì)奠定了基礎(chǔ)，為下一步研究色素的形成機(jī)理提供理論依據(jù)，進(jìn)而有助于色素的結(jié)構(gòu)分析和棕色棉育種。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種快速從棉纖維中提取純化棕色棉色素的方法。本發(fā)明方法包含以下步驟I、從棉纖維中提取純化棕色棉色素的方法，其特征在按如下步驟進(jìn)行，A.剝離成熟的棉纖維，放置烘箱中80°C烘干至恒重；B.稱取0. 5g步驟A棉纖維，剪碎后用超純水洗凈，用0. 05mol/L-0. 15mol/L鹽酸浸泡l_2h，蒸餾水沖洗至中性；C.向步驟B中加4-6倍體積濃度0. 5% -I. 5%的氫氧化鈉溶液，55°C _65°C水浴提?。淮崛∫侯伾^深時(shí)收集提取液；按上述步驟反復(fù)提取收集至溶液無色，合并提取液，用0. 05mol/L-0. 15mol/L鹽酸調(diào)節(jié)至中性；D.將步驟C收集合并的提取液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀55°C_65°C減壓蒸餾除去水分至出現(xiàn)顆粒狀結(jié)晶，待冷卻到室溫后濾紙過濾，得過濾液；E.用三氯甲烷，石油醚分別萃取過濾液2-4次，有機(jī)相和水相用磁力攪拌充分混合，靜置后，取水相，得到色素初步純化液；
F.將上述純化液再次55°C _65°C減壓蒸發(fā)至剛出現(xiàn)結(jié)晶時(shí)停止蒸發(fā)，冷卻到室溫后濾紙過濾；G.向步驟F濾液中逐步滴加2mol/L-4mol/L鹽酸至色素完全沉淀,8000r/min離心IOmin去上清，再逐步滴加0. 5% -I. 5%氫氧化鈉至色素沉淀完全溶解，8000r/min離心IOmin去沉淀，如此“酸沉堿溶” 2-4次，得色素液；H.向色素溶液中逐步滴加2m0l/L-4m0l/L鹽酸至沉淀析出，加入等體積的乙酸乙酯，磁力充分?jǐn)嚢?，分液漏斗去水相；再逐步滴?. 5% -I. 5%氫氧化鈉至色素溶解為止；并加入適量的超純水，使水相和有機(jī)相呈等體積，磁力充分?jǐn)嚢?，分液保留水相；I.最后向水相逐步滴加2mol/L-4mol/L鹽酸至色素完全沉淀,8000r/min離心IOmin去上清,用超純水洗出沉淀后55°C -65°C減壓烘干得棕色素純化物。本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在目前棕色棉育種進(jìn)展較慢，關(guān)鍵是對色素的化學(xué)本質(zhì)和形成機(jī)理不明。關(guān)于棕色棉色素的遺傳，不同的學(xué)者結(jié)論不同，其中之一的原因是沒有對色素進(jìn)行定量分析。本發(fā)明通過對棕色棉纖維的色素提取、純化及其UV光譜分析，為研究色素的化學(xué)本質(zhì)奠定了基礎(chǔ)，進(jìn)而有助于色素的結(jié)構(gòu)分析和棕色棉育種，本發(fā)明方法快速，耗時(shí)短，純度較高，不破壞棕色素，經(jīng)濟(jì)有效。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明如下實(shí)施例材料為深棕品種中棕彩選I號，手扯剝離成熟的棉纖維，放置烘箱中80 °C烘干至恒重，備用。實(shí)施例I :稱取0.5g棕色棉纖維，洗凈、剪碎后用超純水洗凈，用IOOml左右的0.05mol/L-0. 15mol/L鹽酸浸泡l_2h，蒸餾水沖洗至中性；在55°C的條件下，用4_6倍體積濃度0. 5%的氫氧化鈉浸提，待提取瓶中顏色較深時(shí)，過濾，收集提取液，按上述步驟反復(fù)提取收集至溶液無色，合并提取液，并將提取液用0. 05mol/L的鹽酸調(diào)節(jié)至中性，再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀55°C減壓蒸發(fā)至小體積，在旋轉(zhuǎn)瓶中剛出現(xiàn)結(jié)晶時(shí)停止蒸發(fā)，待色素提取液冷卻到室溫下進(jìn)行過濾，色素提取液再轉(zhuǎn)入分液漏斗中，用三氯甲烷和石油醚分別萃取2次，有機(jī)相和水相用磁力攪拌充分混合，再靜置Ih后，取水相，得到色素初步純化液。將上述純化液再次55°C減壓蒸發(fā)至小體積，冷卻到室溫后過濾。向?yàn)V液中逐步滴加2mol/L鹽酸至色素完全沉淀，8000r/min離心IOmin去上清。再逐步加入0. 5%氫氧化鈉溶解至色素完全溶液，8000r/min離心IOmin去沉淀，如此“酸沉堿溶”2次。向色素溶液中滴加2mol/L鹽酸至沉淀析出，加入等體積的乙酸乙酯，磁力充分?jǐn)嚢?，分液漏斗去水相。向乙酸乙酯中滴?. 5%氫氧化鈉和適量的超純水，使水相和有機(jī)相呈等體積，磁力充分?jǐn)嚢?，分液保留水相。最后向水相滴?mol/L鹽酸沉淀色素，8000r/min離心IOmin去上清,用超純水洗出沉淀后55°C減壓烘干得純化物691. 2u g ;對純化物進(jìn)行UV光譜檢測，測定儀器TU1800SPC(北京普析通用儀器))，510nm，單峰，強(qiáng)吸收并 且無雜峰就證明所得是棕色素純化物。注當(dāng)棕色素濃度較大時(shí)，棕色素水溶液UV光譜在波長230nm、316nm、385nm附近表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸收，但此3個(gè)吸收峰隨著濃度的變化不夠穩(wěn)定，同時(shí)此3個(gè)吸收峰處于紫外區(qū)，受雜質(zhì)的影響較大，如果選擇此3個(gè)波長中的I個(gè)，色素粗體液中蛋白質(zhì)、糖類等物質(zhì)均有一定的干擾，且緩沖溶液對測定也有一定的影響。波長510nm處吸收峰雖不太強(qiáng)，但是色素的含量與線性關(guān)系良好，精確性高，同時(shí)色素粗提液中的雜質(zhì)對測定物無干擾，氨性緩沖液對測定也沒有影響，所以色素的粗提液可以直接測定色素含量，給測定帶來很大的方便。實(shí)施例2 稱取0.5g棕色棉纖維，洗凈、剪碎后用超純水洗凈，用IOOml左右的0.05mol/L-0. 15mol/L鹽酸浸泡l_2h，蒸餾水沖洗至中性；在60°C的條件下，用4_6倍體積濃度1%的氫氧化鈉浸提，待提取瓶中顏色較深時(shí)，過濾，收集提取液，按上述步驟反復(fù)提取收集至溶液無色，合并提取液，并將提取液用0. lmol/L的鹽酸調(diào)節(jié)至中性，再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀60°C減壓蒸發(fā)至小體積，在旋轉(zhuǎn)瓶中剛出現(xiàn)結(jié)晶時(shí)停止蒸發(fā)，待色素提取液冷卻到室溫下進(jìn)行過濾，色素提取液再轉(zhuǎn)入分液漏斗中，用三氯甲烷和石油醚分別萃取3次，有機(jī)相和水相用磁力攪拌充分混合，再靜置Ih后，取水相，得到色素初步純化液。將上述純化液再次60°C減壓蒸發(fā)至小體積,冷卻到室溫后過濾。向?yàn)V液中滴加3mol/L鹽酸沉淀色素，8000r/min離心IOmin去上清。再加入1%氫氧化鈉溶解色素沉淀，8000r/min離心IOmin去沉淀，如此“酸沉堿溶”3次。向色素溶液中滴加3mol/L鹽酸至沉淀析出，加入等體積的乙酸乙酯，磁力充分?jǐn)嚢?，分液漏斗去水相。向乙酸乙酯中滴加I %氫氧化鈉和適量的超純水，使水相和有機(jī)相呈等體積，磁力充分?jǐn)嚢?，分液保留水相。最后向水相滴?mol/L鹽酸沉淀色素，SOOOr/min離心IOmin去上清,用超純水洗出沉淀后60°C減壓烘干得棕色素純化物703. 6 u go實(shí)施例3 稱取0.5g棕色棉纖維，洗凈、剪碎后用超純水洗凈，用IOOml左右的0.05mol/L-0. 15mol/L鹽酸浸泡l_2h，蒸餾水沖洗至中性；在651的條件下，用I. 5%的氫氧化鈉浸提，待提取瓶中顏色較深時(shí)，過濾，收集提取液，按上述步驟反復(fù)提取收集至溶液無色，合并提取液，并將提取液用0. 15mol/L的鹽酸調(diào)節(jié)至中性，再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀65°C減壓蒸發(fā)至小體積，在旋轉(zhuǎn)瓶中剛出現(xiàn)結(jié)晶時(shí)停止蒸發(fā)，待色素提取液冷卻到室溫下進(jìn)行過濾，色素提取液再轉(zhuǎn)入分液漏斗中，用三氯甲烷和石油醚分別萃取4次，有機(jī)相和水相用磁力攪拌充分混合，再靜置Ih后，取水相，得到色素初步純化液。將上述純化液再次65°C減壓蒸發(fā)至小體積，冷卻到室溫后過濾。向?yàn)V液中滴加4mol/L鹽酸沉淀色素，8000r/min離心IOmin去上清。再加入I. 5%氫氧化鈉溶解色素沉淀，8000r/min離心IOmin去沉淀，如此“酸沉堿溶”4 次。向色素溶液中滴加4mol/L鹽酸至沉淀析出，加入等體積的乙酸乙酯，磁力充分?jǐn)嚢?，分液漏斗去水相。向乙酸乙酯中滴加I. 5%氫氧化鈉和適量的超純水，使水相和有機(jī)相呈等體積，磁力充分?jǐn)嚢?，分液保留水相。最后向水相滴?mol/L鹽酸沉淀色素，8000r/min離心IOmin去上清,用超純水洗出沉淀后65°C減壓烘干得棕色素純化物687. I u g。
權(quán)利要求
1.從棉纖維中提取純化棕色棉色素的方法，其特征在于按如下步驟進(jìn)行， A.剝離成熟的棉纖維，放置烘箱中80°C烘干至恒重； B.稱取O.5g步驟A棉纖維，剪碎后用超純水洗凈，用O. 05mol/L-0. 15mol/L鹽酸浸泡l-2h，蒸餾水沖洗至中性； C.向步驟B中加4-6倍體積濃度O.5% -I. 5%的氫氧化鈉溶液，550C _65°C水浴提??；待提取液顏色較深時(shí)收集提取液；按上述步驟反復(fù)提取收集至溶液無色，合并提取液，用O. 05mol/L-0. 15mol/L鹽酸調(diào)節(jié)至中性； D.將步驟C收集合并的提取液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀55°C_65°C減壓蒸餾除去水分至出現(xiàn)顆粒狀結(jié)晶，待冷卻到室溫后濾紙過濾，得過濾液； E.用三氯甲烷，石油醚分別萃取過濾液2-4次，有機(jī)相和水相用磁力攪拌充分混合，靜置后，取水相，得到色素初步純化液； F.將上述純化液再次55°C_65°C減壓蒸發(fā)至剛出現(xiàn)結(jié)晶時(shí)停止蒸發(fā)，冷卻到室溫后濾紙過濾； G.向步驟F濾液中逐步滴加2mol/L-4mol/L鹽酸至色素完全沉淀，8000r/min離心IOmin去上清，再逐步滴加O. 5% -I. 5 %氫氧化鈉至色素沉淀完全溶解,8000r/min離心IOmin去沉淀，如此“酸沉堿溶” 2-4次，得色素液； H.向色素溶液中逐步滴加2m0l/L-4m0l/L鹽酸至沉淀析出，加入等體積的乙酸乙酯，磁力充分?jǐn)嚢瑁忠郝┒啡ニ?；再逐步滴加O. 5% -I. 5%氫氧化鈉至色素溶解為止；并加入適量的超純水，使水相和有機(jī)相呈等體積，磁力充分?jǐn)嚢?，分液保留水相? I.最后向水相逐步滴加2mol/L-4mol/L鹽酸至色素完全沉淀,8000r/min離心IOmin去上清，用超純水洗出沉淀后55°C _65°C減壓烘干得棕色素純化物。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種從棉纖維中提取純化棕色棉色素的方法。該方法的步驟為(1)將干燥的棉纖維剪碎洗凈；(2)用氫氧化鈉溶液水浴浸提；(3)減壓蒸餾過濾，萃取過濾液得色素初步純化液；(4)再次減壓蒸餾過濾，“酸沉堿溶”得色素液；(5)向色素液中滴加鹽酸至沉淀析出，分液去水相，再滴加氫氧化鈉至色素溶解，分液保留水相(6)向水相滴加鹽酸至色素完全沉淀，離心去上清后減壓烘干得棕色素純化物。本發(fā)明的意義在于為棉纖維中棕色素的提取提供了一種快速有效，操作簡單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法，為研究色素的化學(xué)本質(zhì)及其形成機(jī)理奠定了基礎(chǔ)，有助于色素的結(jié)構(gòu)分析和棕色棉育種。
文檔編號C09B61/00GK102618069SQ20121005225
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月1日
發(fā)明者衛(wèi)珺, 孫旭, 李延春, 林毅, 樊洪泓, 蔡永萍, 詹少華, 郭寧 申請人:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)