劉 宇 王韜瑞 茍鐘琴 林雅茹 張小龍 姜 健

（遼東學(xué)院化工與機(jī)械學(xué)院，遼寧 丹東 118003）

石榴皮色素是從石榴皮中提取的一種天然色素，水溶液為紅色到橘黃色溶液，有特殊香氣，可用于食品、藥品、化妝品等領(lǐng)域。研究表明使用石榴皮色素染色的織物具有良好的抗紫外性能，并表現(xiàn)出一定的抑菌效果，石榴皮色素中含有的黃酮類物質(zhì)還具有抗氧化作用。因此，石榴皮色素作為天然染料具有廣闊的應(yīng)用前景，開發(fā)利用石榴皮色素不僅能充分利用資源，避免浪費(fèi)，還可提高產(chǎn)品的附加值。

一、提取工藝

石榴皮在提取前通常需要進(jìn)行干燥、粉碎及過篩處理，目前石榴皮色素的提取方法主要有水煮法、乙醇提取法、超聲波及微波輔助提取法、超臨界CO2萃取法等。

1.水煮法。姑麗各娜·買買提依明等[1]以水做溶劑，通過正交實(shí)驗(yàn)，確定了石榴皮色素最佳提取條件為料液比1:1，60℃，浸提60 min。唐孝明[2]等通過正交試驗(yàn)確定最佳提取條件為pH 值為8～9，60℃提取30 min。以水作溶劑提取天然染料成本低，操作簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保，符合清潔生產(chǎn)要求。但水煮法容易造成石榴皮中多酚類和其他抗氧化成分的破壞，提取物中多糖等水溶性雜質(zhì)含量較高，不利于多酚類物質(zhì)的分離與純化。

2.乙醇提取法。李國秀[3]等以石榴皮粉為原料，采用單因素條件實(shí)驗(yàn)確定了乙醇溶液的濃度、料液比、提取溫度、提取時(shí)間，通過正交試驗(yàn)確定了石榴皮多酚提取的最佳工藝：乙醇濃度60%、浸提溫度60℃、料液比 1:20、浸提2h。該條件下一次提取多酚得率為21.90%，兩次提取為23.39%。陳居茂[4]等利用不同溶劑提取石榴色素，確定最佳提取工藝條件：在堿性條件下，提取溫度為60℃，提取的時(shí)間為30 min，乙醇濃度20%，提取率為65.0%。乙醇提取法是天然色素傳統(tǒng)的提取方法，該方法提取效率高，果膠等雜質(zhì)含量少，便于提純、精制及開展綜合研究，所得產(chǎn)品無毒、無污染。

3.超聲波及微波輔助提取法。羅群[5]等采用60%乙醇為提取劑，超聲波輔助提取石榴皮中黃酮類物質(zhì)，最佳條件下總黃酮的提取量為59.65 mg/g。微波提取法是利用微波能來提高萃取率的一種新技術(shù)。黃菊[6]等在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面法優(yōu)化石榴皮中黃酮化合物的微波提取工藝。微波輔助提取石榴皮中黃酮的最佳工藝條件為乙醇濃度 60%，液料比 40:1（mL/g），微波提取時(shí)間2.70min，該條件下黃酮平均提取率為（4.424±0.168）%，與模型預(yù)測(cè)值相近。超聲波或微波輔助萃取具有效率高、速度快、無需高溫、能耗少、成本低、綜合效益顯著的特點(diǎn)。

4.超臨界CO2萃取法。尹春光等[7]利用超臨界CO2方法萃取石榴皮中總黃酮、三萜類，用超聲波輔助提取萃余物中的黃色素，通過正交試驗(yàn)確定最優(yōu)工藝，最優(yōu)工藝條件下總黃酮提取率為12.482%，萃余物黃色素提取率為5.870%，并且經(jīng)過對(duì)比萃余物中黃色素具有較強(qiáng)的抗氧化活性。超臨界萃取可在接近室溫及CO2氣體條件下提取，防止熱敏性物質(zhì)氧化，不使用有機(jī)溶劑，萃取與分離連續(xù)進(jìn)行，效率高能耗少，工藝簡(jiǎn)單。但提取設(shè)備復(fù)雜，成本較高。

二、石榴皮色素在紡織印染領(lǐng)域的應(yīng)用

1.絲織品染色。張曉莉[8]等采用水煮法提取色素并應(yīng)用于蠶絲織物的染色，探討了不同媒染劑及染色工藝對(duì)染色織物顏色特征值、水洗牢度的影響。表明石榴皮色素對(duì)蠶絲具有一定的上染性，通過添加媒染劑可以提高其得色深度和染色牢度；不同的媒染劑采用的媒染方法不同，其染色結(jié)果有較大的差異。董紹偉[9]等用水煮法提取天然石榴皮染料，測(cè)定了不同染色工藝的真絲織物的染色牢度。結(jié)果表明染色織物具有較好的水洗牢度和摩擦牢度，石榴皮染料在酸性條件下比較穩(wěn)定，但耐汗?jié)n牢度和耐光牢度較差。

2.羊毛染色。王靜靜[10]用水煮法提取石榴皮色素并染羊毛條，研究媒染劑種類及用量、色素濃度、染色溫度、染浴pH 值等因素對(duì)羊毛條染色性能的影響。石榴皮色素對(duì)羊毛進(jìn)行后媒法染色時(shí)，選用Al（2SO）43或FeSO4，可將織物染成黃色或黑褐色，羊毛染色樣品的皂洗牢度和耐摩擦牢度較好。戴建芳[11]等利用石榴皮色素染色自制的WLS 改性后的羊毛，在不使用媒染劑時(shí)就能直接上染，上染百分率可達(dá)85%，纖維染色性能顯著提高。

3.棉織品染色。武利利等用不同pH 值的乙醇溶液提取石榴皮色素，并利用后媒染法染色棉織品，結(jié)果表明藍(lán)礬為媒染劑時(shí)棉織物的K/S 值最大，棉織物耐皂洗沾色牢度在4 級(jí)及以上且抗紫外性能略有改善。徐紅研究了石榴皮色素對(duì)殼聚糖浸漬處理的棉織物的最佳工藝為殼聚糖濃度為1%，70℃浸漬30 min。棉織物經(jīng)過殼聚糖浸漬處理后，用天然石榴皮染液進(jìn)行染色，織物的表面深度和耐摩擦色牢度提高，這對(duì)開發(fā)和利用天然染料上染棉織物有一定的價(jià)值。

三、石榴皮色素染色研究展望

石榴皮色素富含多種多酚類物質(zhì)，具有一定的抑菌、抗炎、抗氧化、抗紫外線功能，可以通過染色使織物具有一定的抗氧化、抗紫外、抗菌等性能。但天然染料普遍存在抗紫外性能不足、上染率低和染色牢度差等問題?，F(xiàn)代染整工藝中，通常采用媒染等方法提高上染率和染色牢度。但是媒染過程增加了工序，使染色過程復(fù)雜化。同時(shí)，媒染所用的媒染劑大多數(shù)為金屬離子，殘留在織物上對(duì)人體存在危害，對(duì)環(huán)境有一定污染，制約了天然染料的應(yīng)用和發(fā)展。因此開發(fā)天然媒染劑及固色劑對(duì)天然染料進(jìn)行功能性改性、對(duì)纖維進(jìn)行預(yù)處理及改性具有一定的可行性，是天然染料染色發(fā)展的方向。

據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，目前中國石榴栽植面積約175 萬余畝，位居世界第一。石榴在中國南北都有栽培，江蘇、河南等地種植面積較大。石榴的種植條件簡(jiǎn)單，對(duì)土壤條件的要求不高，且產(chǎn)量較大。但由于進(jìn)行石榴果肉的加工生產(chǎn)，大量果皮變成了廢棄物，只有少量果皮用于中藥制作，因此石榴皮具有來源廣，成本低的特點(diǎn)。石榴皮色素提取工藝簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求較低。充分利用石榴皮廢棄物，也符合綠色發(fā)展理念，因此開發(fā)利用石榴皮染料具有一定的應(yīng)用價(jià)值。