洋蔥皮色素的提取及在亞麻織物上的染色研究

吳濟瓊 汝吉東

（常熟理工學院紡織服裝與設計學院，江蘇 蘇州 215500）

1 實驗用品與方法

1.1 實驗用品

實驗原料：紫色洋蔥皮（市售）、無水乙醇、氫氧化鈉、濃鹽酸、無水碳酸鈉，試劑均為分析純。

1.2 設備

實驗儀器：TU-1810 紫外可見分光光度計、VIS-723N 紫外可見光分光光度計、CT-6021 型酸度計、HH-2數顯恒溫水浴鍋、FA2004N 電子天平、DHG-9070A 型電熱恒溫鼓風干燥箱、Y571B 型摩擦色牢度儀、SW-8A 型耐洗色牢度試驗機、SYC-2A 雙功能水浴恒溫振蕩器。

1.3 洋蔥皮色素提取的流程

稱取一定質量的洋蔥皮，剪碎→配置浴比→倒入一定濃度的乙醇溶液→放入一定溫度的水浴鍋中加熱一定時間→冷卻、過濾→測定提取液吸光度

1.4 染色方法

直接染色：準備染液，調節染液的pH，加熱至一定溫度，將處理后的亞麻織物浸入染液，恒溫加熱一定時間，取出水洗，烘干。

2 實驗及數據與分析

2.1 最大吸收波長測定

稱取1 份質量為0.5g 的紫色干燥洋蔥皮，剪碎，按照1:40 的料液比配出質量分數為70%的乙醇提取液，將洋蔥皮放入提取液中，于30℃下用恒溫水浴鍋加熱30min，冷卻后過濾。在波長435-795nm 范圍內對洋蔥皮色素的吸光度進行掃描測試，掃描結果見圖1。

由圖1 可見，在波長 435～795nm 的掃描范圍內染液具有最大吸收峰，其對應的最大吸收波長在525nm 處。

圖1 紫色洋蔥皮色素吸光度

2.2 洋蔥皮色素提取的單因素探究

根據已有研究，選擇提取料液比、乙醇濃度、提取時間、提取溫度、提取PH5 個因素進行洋蔥皮色素提取的單因素探究，在波長525nm 下測定染液的吸光度。

2.2.1 乙醇質量分數對染料吸光度的影響

稱取4 份質量0.5g 的干燥洋蔥皮，剪碎，料液比為1:40，乙醇的質量分數分別為 50%、60%、70%、80%，pH=7。于30℃加熱30min，冷卻后過濾。測得的吸光度分別為 0.053、0.064、0.062、0.058。數據表明，隨著乙醇濃度的變大，吸光度先上升后下降，乙醇質量分數在60%時吸光度達到最大值。

2.2.2 提取料液比對染料吸光度的影響

稱取5 份質量為0.5g 的干燥洋蔥皮，剪碎，料液比分別為 1:40、1:50、1:60、1:70、1:80，提取液的乙醇質量分數為60%，pH 為7。于30℃下加熱30min，冷卻后過濾。測得的吸光度分別為 0.049、0.059、0.044、0.032、0.041。數據表明，吸光度小于1:50 時，吸光度上升，料液比在1:50 時吸光度最大，之后，吸光度下降。料液比大于1:70時吸光度略有上升。

2.2.3 提取溫度對染料吸光度的影響

稱取6 份質量為0.5g 左右的干燥洋蔥皮，剪碎，料液比為1:50，提取液的乙醇質量分數為60%，pH=7。分別在溫度為 30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃的條件下加熱30min，冷卻后過濾。測得的吸光度分別為0.096、0.090、0.082、0.142、0.152、0.177。數據表明，低于 50℃時，吸光度隨著溫度升高而下降，高于50℃時，吸光度隨著溫度升高而上升，在60℃時急劇升高，大于60℃后吸光度沒有明顯變化。

2.2.4 提取時間對染料吸光度的影響

稱取7 份質量為0.5g 左右的干燥洋蔥皮，剪碎，料液比為1:50，提取液的乙醇質量分數為60%，pH=7。于30℃下加熱，提取的時長為 20min、30min、40min、50min、60min、70min、80min，冷卻后過濾。測得的吸光度分別為0.131、0.137、0.142、0.164、0.186、0.235、0.236。 數 據 表明，吸光度隨著時間的延長而增加，在70min 時吸光度迅速增加，隨后變得平穩。

2.2.5 提取液pH 對染料吸光度的影響

稱取11 份質量為0.5g 的干燥洋蔥皮，剪碎，料液比為1:50，提取液的乙醇質量分數為60%。調節pH 值分別至 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11。于 60℃下加熱 70min，冷卻后過濾。測得的吸光度分別為 0.270、0.166、0.127、0.112、0.076、0.058、0.059、0.054、0.041、0.038、0.030。數據表明，吸光度隨著pH 增大而整體下降，由于洋蔥皮色素在堿性條件下不穩定，故選擇提取液pH 為4。

2.3 洋蔥皮色素上染亞麻織物的染色性能研究

2.3.1 洋蔥皮色素上染亞麻織物的正交試驗

以上染率作為判斷指標，選擇染色溫度、染料用量、染色時間、pH 作為影響因素，選擇直接染色的染色方式，采用L9（34）的正交表進行分析試驗，實驗結果見表2 所示。

表2 染色正交試驗結果

由表可見，各影響因素主次順序是：染料用量、pH值、染色溫度、染色時間。從上染率的數據可以看出序號9 的上染率最大，故該工藝條件下染后織物的顏色最深，根據其對應的工藝對各參數進一步優化。

2.3.2 洋蔥皮色素上染亞麻織物的單因素優化試驗

（1）染料用量對上染率的影響

稱取4 份質量為1g 的方形亞麻織物，置于洋蔥皮染液中，染液的質量濃度分別為 4g/L、5g/L、6g/L、6.5g/L，pH=3。在溫度70℃的條件下染色60min。所測的不同染料用量對應的上染率分別為41.11%、43.86%、46.07%、46.20%。數據顯示，上染率隨著染料質量濃度增大而增大，在質量濃度為6g/L 前上染率增加迅速，在質量濃度6g/L 后上染率增長緩慢，故選擇染液質量濃度為6g/L。

（2）染色溫度對上染率的影響

稱取4 份質量為1g 的方形亞麻織物，置于洋蔥皮染液中，染液的質量濃度為6g/L，pH=3。在溫度分別為50℃、60℃、70℃、80℃的條件下染色60min。所測的不同染色溫度對應的上染率分別為38.92%、40.27%、42.40%、41.20%。結果顯示，上染率隨著染色溫度的升高先增大后減小，在染色溫度70℃時上染率達到最大，故選擇染色溫度為70℃。

（3）pH 對上染率的影響

稱取4 份質量為1g 的方形亞麻織物，置于洋蔥皮染液中，染液的質量濃度 6g/L，pH 分別為 3、4、5、6。在溫度70℃的條件下染色60min。所測的不同pH 對應的上染率分別為40.20%、40.07%、37.86%、35.11%。數據表明，上染率隨著pH 值的變大而減小，但亞麻織物不耐酸，而且在酸性條件下洋蔥皮色素上染亞麻織物不均勻，故染液酸度不宜過高，故選擇染液pH 為4。

（4）染色時間對上染率的影響

稱取4 份質量為1g 的方形亞麻織物，置于洋蔥皮染液中，染液的質量濃度6g/L，pH 值為4。在溫度70℃的條件下分別染色 40min、50min、60min、70min。所測的不同染色時間對應的上染率分別為38.30%、41.10%、44.52%、45.20%。數據表明，上染率隨著染色時間的延長而增大，在60min 后緩慢增加，故選擇染色時間為60min。

2.4 染色牢度測試結果

洋蔥皮色素對亞麻織物染色的色牢度測定結果如表 3 所示。

表3 洋蔥皮色素上染亞麻織物的染色牢度測試結果

3 結論

（1）紫色洋蔥皮染液提取的最佳工藝為：乙醇濃度60%，提取溫度 60 ℃，料液比 1:50，提取時間 70 min，pH值為4。

（2）紫色洋蔥皮色素對亞麻織物直接染色的最佳工藝為：染色時間60min，染料質量濃度6g/L，染色溫度70℃，pH 值 4。

（3）洋蔥皮色素用于亞麻織物直接染色的耐摩擦色牢度較好，但耐洗色牢度和耐皂洗色牢度低于耐摩擦色牢度。