[0001] 本发明属于天然纤维的染色领域，主要涉及一种基于生物转化的茶色素对棉纤维的原位染色方法。技术背景

[0002] 色素广泛应用于印染、食品、制药、化妆品等各个行业。传统的合成染料是经过石油的下游原料并经过有机合成技术制备得到的，若将其整理到织物上会对人体构成潜在的伤害。因此，面对当前严峻的环境污染问题，研究人员必须从源头上寻找新的色素来源。生物质色素是可再生资源，并在全球广泛分布，由于其可生物降解且与环境相容，因此近年来受到人们的高度重视与青睐。

[0003] 生物质色素是由生物体合成的色素物质，可由动植物色素的提取和微生物发酵法获得。生物质色素在来源的可持续性方面、在制备过程的环保性方面和所染色纺织品的生态性方面都远优于目前正在使用的合成染料。生物质色素在制备生态纺织品方面具有天然的、独到的优势，将生物质色素对有机棉染色，用于内衣等贴身衣物及要求更为严格的婴幼儿服装面料，将具有广阔的应用前景，同时为高端生态纺织品的制备提供了新的契机。

[0004] 茶色素是在茶的发酵过程中形成的水溶性酚类色素。研究表明，茶色素的主要成分是茶褐素，约占其总量的85％以上。通常认为茶色素主要包括茶黄素(TFs)、茶红素(TRs)以及茶褐素(TB)等色素成分。

[0005] 茶色素的前体茶多酚在多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)的催化作用下形成醌类物质，继而再经非酶促反应合成茶黄素，茶黄素和茶红素进一步氧化聚合会形成茶褐素。

[0006] 以茶多酚作为前体，以微生物产生的粗酶液作为生物催化剂，在此过程中将织物加入到生物转化体系中，在同一液体体系中实现了作为色素前体的天然化合物对织物的上染、纤维中色素的形成和色素在纤维中的固着，实现了色素制备和对织物染色的一浴加工。该过程是在微生物分泌的酶(酶系)的催化氧化作用下实现的且不需要添加化工原料，因此所需条件温和，属于生态环保的新型染色技术。由于其原料茶多酚是绿茶中的主要成分且可持续以及可生物降解，因此是一种符合未来发展趋势的清洁生产技术。此外，染后织物还具有较好的抗菌和防紫外性能，实现了染色与整理的一体化加工，具有广阔的应用前景。

[0007] 本发明以茶多酚作为前体，以微生物产生的粗酶液作为生物催化剂，通过生物转化制备茶色素，并由此实现对棉织物的染色，主要步骤包括：

[0008] (1)称取0.5～5g熟普洱茶置于培养皿中，用无菌去离子水冲洗后转移至无菌研钵中研碎。将处理后的样品涂布到含10～100g/L茶多酚的PDA琼脂培养基平板上，22℃～32℃倒置培养12～72h，然后用接种环挑取色深、直径大的菌落接种到含10～100g/L的茶多酚的PDA液体培养基中，22℃～32℃置于100～200rpm摇床中培养12～48h，以10％的接种量转接到新的含50g/L的茶多酚的PDA液体培养基中，再如此转接10～30次后，对培养基中的菌株用含10～100g/L茶多酚的PDA平板进行划线分离，得到茶多酚转化菌。

[0009] (2)将步骤(1)得到的茶多酚转化菌接到PDA液体培养基中22℃～32℃，100～200rpm条件下活化12～48h。将活化后的茶多酚转化菌以5～20％接种量接种到带有玻璃珠的PDA发酵培养基中，发酵12～72h后将发酵液分离菌体后转移到250mL摇瓶中，作为粗酶液备用。

[0010] (3)将棉织物以浴比1∶10～50置于含步骤(2)得到的粗酶液中，加入10～100g/L茶多酚，搅拌，使茶多酚溶解，形成染色体系，随后用盐酸溶液将体系pH值调到4.0～6.0，置于振荡培养箱中30℃～52℃，100～200rpm保温12～48h，然后用氢氧化钠溶液将体系pH值调到8.0～10.0，30℃～52℃，100～200rpm保温24～48h。

[0011] 本发明的优点和创新点：

[0012] (1)本发明所需原料茶多酚源于茶叶，由于茶叶是可再生资源且在世界许多地方广泛种植，因此是一种原料可持续供应的清洁生产技术。

[0013] (2)本发明在同一液体体系中实现了作为色素前体的天然化合物对织物的上染、纤维中色素的形成和色素在纤维中的固着，实现了色素制备和对织物染色的一浴加工。在很大程度上降低了生产成本，而且反应条件温和，因此是一种成本低廉、生态环保的新型染色技术。

[0014] (3)本发明染后织物具有优良的耐摩擦、耐水洗以及耐汗渍色牢度，并且染后织物具有一定的抗菌和防紫外性能，在染色的同时赋予了织物某些功能，实现了染色与整理的一体化加工，极大的简化了生产工序，具有广阔的应用前景。

[0015] 针对本发明利用生物转化法制备茶生物质色素以及对天然纤维的染色方法，采用以下方式进行实施。但本发明所述的实施方式不限于此。

[0016] 实施例1

[0017] 黑曲霉粗酶液催化茶多酚转化为茶色素用于棉纤维染色

[0018] 在250mL摇瓶中按照接种量10％转接黑曲霉悬浮液于装有200mL的PDA液体培养基中，在温度为30℃，转速为140rpm的恒温振荡器中培养48h。然后分别加入50g/L有色茶多酚和经过脱色处理的茶多酚于发酵培养基中，同时按照浴比1∶40分别加入棉织物和改性棉织物于培养基中48h后将摇床温度升高到50℃作用48h，此时黑曲霉产生的酶的活性会有极大的提高，可以在很大程度上催化前体茶多酚转化为茶色素，并与棉织物紧密结合。最后，将染后棉织物进行灭菌、皂煮、水洗及烘干后进行测试。

[0019] 实施例2

[0020] 染色织物色牢度测试

[0021] 按照国标GB/T 3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》；GB/T 3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》；GB/T 3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》；GB/T 8427-2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧》测定染色棉织物的各项色牢度，结果见表1和表2。

[0022] 表1 染色棉织物色牢度

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[0024] 表2 染色改性棉织物色牢度

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