紫莖澤蘭中染色成分的提取研究

摘 要 借鑒植物染料色素的提取工藝方法，用水煎煮法、有機溶劑萃取法等常用提取方法研究紫莖澤蘭中染色成分的提取。用濃縮干燥的方法保存色素，考察色素的熱穩(wěn)定性、時間穩(wěn)定性、酸堿穩(wěn)定性等。得出一種有效、簡單、成本低廉的

提取方法和較為有效的染料保存方法。

關(guān)鍵詞 紫莖澤蘭；天然色素；植物染色；提??；穩(wěn)定性

中圖分類號 S482 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)062-0212-02

紫莖澤蘭為菊科澤蘭屬多年生草本植物，廣泛分布于云、貴、川三省，其在20世紀40年代經(jīng)中緬邊境傳入我國，原產(chǎn)于中美洲。由于其繁殖能力強，正在以驚人的速度蔓延，不斷破壞耕地、草地、林地等，造成生態(tài)失衡。另外由于紫莖澤蘭有毒，能夠牛、羊等牲畜誘發(fā)哮喘死亡，其花粉更是人類的致敏源，嚴重威脅我們的生存空間。如何才能有效防治這一惡草，是一個亟待解決的問題。

報道稱，云南巍山有民間手工藝者利用紫莖澤蘭扎染布料，發(fā)現(xiàn)能夠染出黃色布料，且色彩持久。本文總結(jié)借鑒各種色素提取方法，實驗方案設(shè)計如圖1所示。

1 色素提取

1.1 中性水煎煮提取法

取50克紫莖澤蘭鮮株加500 ml蒸餾水浸透半小時，用2L燒杯沸煮1小時，過濾取液，殘渣再加100 ml水沸煮30分鐘，再過濾，二液合并。再過濾一次得澄清透亮黃色液汁。取100 ml于100 ml容量瓶中保存。UV全波長光譜掃描，199 nm處有強吸收。

取20 ml濾液于50 ml燒杯中浸泡白色紗布1小時，紗布變黃，水洗紗布不掉色。水煮已染黃紗布UV全波長光譜掃描，197.5 nm處有強吸收。

結(jié)論：中性水煎煮得到了染色物質(zhì)，紫莖澤蘭中的染色成分部分為水溶性。水煮已染黃紗布光譜圖與水煮鮮株光譜圖峰形大致相同，吸光度也相差不大，水煮法提取的物質(zhì)應(yīng)為使紗布上色的物質(zhì)。

1.2 中性水研磨有機溶劑萃取法

取100克紫莖澤蘭鮮株于研缽中加少許蒸餾水研磨搗碎，抽濾，得100 ml深酒紅色液汁。取25 ml液汁依次用以10 ml、10 ml、5 ml石油醚萃取三次，合并水層，萃余液于100 ml容量瓶中定容貼標簽；用乙酸乙酯、氯仿作萃取劑以相同步驟萃取，水層各自移入容量瓶中定容貼標簽。石油醚萃取后萃余液顏色變淺，為棕黃色，乙酸乙酯萃余液為黃色，氯仿萃余液為淺黃色，中性水煎煮所得液汁顏色界于乙酸乙酯萃余液與氯仿萃余液之間，四者均澄清透亮。

各取20 ml萃取液于50 ml燒杯中浸泡白色紗布1小時，三者均不能使紗布上色。繼續(xù)浸泡16小時仍不能使紗布上色。取搗碎液汁20 ml于50 ml燒杯中浸泡白色紗布16小時，紗布染為土黃色，無亮澤。

結(jié)論：有機溶劑萃取走了能使色素沉積于紗布上的物質(zhì)。

1.3 脂肪提取器連續(xù)提取法

分別取兩份15克紫莖澤蘭粉末放入脂肪提取器的濾紙?zhí)字校趫A底燒瓶中加入100 ml無水乙醇，85℃水浴加熱。待套筒內(nèi)溶液顏色不變化時停止加熱，取出殘液，過濾，得100 ml深綠色液體。相同步驟用100 ml正己烷作為提取劑，75℃得100ml淺棕黃色液體。

各取20 ml提取液于50 ml燒杯中浸泡紗布。乙醇提取液所浸紗布在乙醇揮發(fā)后，被墨綠色糊狀物粘住，水洗不掉，用依蘭洗衣粉洗后紗布為綠色，無亮澤。正己烷提取液所浸紗在布正己烷揮發(fā)后變?yōu)辄S色，水沖即掉色。

將乙醇提取液濃縮到墨綠至黑的糊狀物A。取1克A加20 ml蒸餾水，溶液微黃，上浮墨綠至黑的油狀物，加熱油狀物不溶。取1克A加20 ml90％乙醇溶液緩慢溶解得淺黃綠色液體浸泡紗布，紗布被染為淺綠色，紗布被水沖后掉色變?yōu)闇\黃色。取1克A加20 ml無水乙醇溶液緩慢溶解得淺黃綠色液體，取出1 ml于50 ml比色管中定容UV全波長光譜掃描，192 nm，206 nm，處有吸收。剩余溶液浸泡紗布，紗布被染為淺綠色，水沖即為無色。取1克A加20 ml乙醚溶液，迅速溶解為淺黃綠色液體，取出1 ml于50 ml比色管中定容UV全波長光譜掃描，193 nm，203 nm，242 nm，667 nm處有吸收。

剩余溶液浸泡紗布，乙醚揮發(fā)后紗布被染為淺綠色，水沖即為無色。

結(jié)論：乙醇可以將水溶性與非水溶性物質(zhì)都提取出來。90％乙醇溶解A液體可使紗布上色可能是90％乙醇中所含的水分溶解了水溶性黃色素使紗布上色。

紫莖澤蘭成分中非水溶性部分不能使紗布上色。下一步用水煎煮法研究有機溶劑提取后的殘渣。

1.4 中性水煎煮乙醇、正己烷提取殘渣

將乙醇提取后的殘渣用200 ml蒸餾水煮沸1小時，抽濾得50 ml

棕黃色液體，浸泡紗布2小時，紗布變?yōu)闇\黃色，水洗紗布不

掉色。

正己烷提取殘渣用200 ml蒸餾水煮沸1小時，產(chǎn)生大量泡泡，抽濾得50 ml棕黃色液體，浸泡紗布2小時，紗布染為黃色，水洗不掉色。

結(jié)論：水煮正己烷殘渣產(chǎn)生大量氣泡，可能是因為其中含有紫莖澤蘭花的部分。水煮鮮株較水煮干燥的植株要浪費蒸餾水，且相同克數(shù)植株，水煮鮮株顏色較淺，應(yīng)該是濃度不高。

2 提取物的保存研究

水煎煮法所得提取液放置三天即開始發(fā)霉，每次需要都得現(xiàn)提取，使用非常不便，考慮用濃縮干燥的方法來實現(xiàn)保存干粉，隨用隨取的目的。

2000 ml蒸餾水，50克干株煮沸1小時，抽濾得500 ml棕黃色溶液，用分光光度計測吸光度，390 nm處為最大吸收波長。

濃縮至250 ml時為褐色，測吸光度，最大吸收波長仍在390 nm處。濃縮至100 ml時有固體析出，蒸至糊狀，為黑中帶黃的顏色。取1克糊狀物用20 ml蒸餾水溶解，取1 ml于50 ml比色管中定容測吸光度，最大吸收波長仍在390 nm處。剩余溶液浸泡紗布，紗布變黃，無亮澤，水洗不掉色。糊狀物放置兩天后取1克用20 ml蒸餾水溶解測吸光度，最大吸收波長仍在390 nm處；糊狀物放置七天后取1克用20 ml蒸餾水溶解測吸光度，最大吸收波長仍在390 nm處。

結(jié)論：用濃縮至干粉的方法來保存染料可行。

3 染料的穩(wěn)定性

3.1 時間穩(wěn)定性

固體干粉放置2天，5天，10天，14天后溶解測吸光度。

天數(shù)251014

吸光度A0.8060.8100.8040.805

結(jié)論：固體時間穩(wěn)定性比較好。

固體溶解液放置1小時，2小時，3小時，1天，7天，時間-吸光度表如下：

結(jié)論：固體溶解液短時間內(nèi)較穩(wěn)定，不能長時間放置，現(xiàn)染現(xiàn)溶解。

3.2 耐熱穩(wěn)定性

取0.5克固體用500 ml蒸餾水溶解，分為5等份，分別在室溫、冷水浴、40、60、80、90℃恒溫水浴鍋中熱處理2小時，測得吸光度如下表：

熱處理溫度熱處理前冷水浴23℃室溫31℃40℃60℃80℃90℃

吸光度A0.6450.6240.6400.6100.6080.5820.569

結(jié)論：色素?zé)岱€(wěn)定性不好，雖然吸光度值改變，但不影響染布

3.3 耐酸、堿穩(wěn)定性

取0.4克固體用400 ml蒸餾水溶解，分為8等份，調(diào)節(jié)pH值發(fā)現(xiàn)，染料溶液在酸性范圍內(nèi)變化不大，堿性范圍內(nèi)顏色較深。

4 結(jié)論

1）利用紫莖澤蘭作為天然植物染料具有可行性。

2）中性水煎煮法操作簡單，提取液可使紗布上色，但提取液不易保存，濃縮至干燥粉末久置后溶解仍可使紗布上色，可將提取液濃縮干燥后保存。

3）中性水研磨搗碎后有機溶劑萃取法所得萃余液（水層）不能使紗布上色，紫莖澤蘭染色成分研究可不考慮有機溶劑萃取法。

4）有機溶劑提取液也不能使紗布上色，紫莖澤蘭成分中水溶性部分才具有染色作用，非水溶性部分不能使紗布上色。

5）提取的色素干粉穩(wěn)定性好，溶解后可使紗布上色，溶解后時間穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、酸堿穩(wěn)定性均不好，可現(xiàn)用現(xiàn)溶配置染液。

參考文獻

[1]魯萍，桑衛(wèi)國，馬克平.外來入侵種紫莖澤蘭研究進展與展望[J].植物生態(tài)學(xué)報，2005，29(6):1029-1037.

作者簡介

張玉娟（1983—），女，云南開遠人，本科，分化助理工程師，研究方向：應(yīng)用化學(xué)。