艾草天然色素的提取工艺研究

鲍杨萍 汝吉东

（常熟理工学院纺织服装与设计学院，江苏 常熟 215500）

天然染料的使用有着悠久的历史，且不少天然染料具有附加价值，例如，艾草就具有保健功能。艾草中的黄酮类化合物具有很强的抗氧化性，能够起到抗氧化、抑菌和清除自由基等作用，具有很好的开发利用价值。

将艾草作为染料，使其抗菌性运用到衣物上，进而开发新的功能性服装。但由于艾草色素提取率低，影响后续染色效果，本文对艾草色素的提取工艺进行研究及分析，获得提取艾草色素最优的工艺参数。

1 试验

1.1 试验材料与仪器

试验材料和药品：艾草、氢氧化钠、盐酸。

仪器与设备：GHH-2数显恒温水浴锅（常州高德仪器制造有限公司）；FA2104电子天平（上海舜宇恒平科学仪器有限公司）；SHZ-DⅢ予华牌循环水真空泵（巩义市予华仪器有限责任公司）；SYC-2A双功能水浴恒温振荡器（上海本亭仪器有限公司）；TU-1810紫外可见光分光光度计（别境普析通用仪器责任有限公司）；VIS-723N型可见光分光光度计（北京北分瑞利分析仪器集团有限公司）。

1.2 试验方法

准确称量1g艾草至50ml烧杯中，根据不同料液比加入作为提取溶剂的去离子水，在恒温水浴加热一定时间后，将提取液抽滤、去除杂质。将提取液稀释进而使用紫外分光光度计测定提取液的最大吸光度波长，测定该波长的吸光度，获得提取艾草色素最优的工艺参数。

通过改变提取时间、提取温度、溶剂pH值、料液比，进行单因素实验，探讨时间、温度、pH值、料液比对提取艾草色素提取效果的影响，获得提取艾草色素最优的工艺参数。

1.3 测试分析

1.3.1 艾草提取液可见光吸收光谱的测定

在艾草中按1：20的料液比加入去离子水，调pH值至7，恒温水浴60℃加热20min后抽滤。将获得的艾草提取液稀50倍，用TU-1810紫外可见光分光光度计在600～700nm范围内进行测定，获取可见光吸收光谱，记录最大吸光度的波长x，之后的提取液统一测定x的吸光度。

1.3.2 艾草提取液吸光度的测试

将不同条件下提取的艾草提取液稀释5倍，用VIS-723N型可见光分光光度计测定在所得最大吸光度波长为x时的吸光度。

2 结果与讨论

2.1 艾草提取液可见光吸收光谱

参考1.3.1的工艺获得艾草提取液，艾草提取液可见光吸收光谱见图1。

图1 艾草提取液可见光吸收光谱

由图1可知，其最大吸光度的波长λx=666nm。以此波长的提取液吸光度值作为之后提取效果的判别依据。

2.2 单因素试验结果

2.2.1 不同提取时间提取艾草色素

参考1.2的色素提取工艺，分别提取20、30、40、50、60min。并参考1.3.2测定提取稀释液波长为666nm时处的吸光度值。结果如图2。

图2 不同时间提取艾草色素的吸光度变化

由图2可知，提取时间为30min时，艾草色素的吸光度最大，艾草色素的提取效果最好，故选择提取时间为30min作为最佳提取工艺参数。当提取时间＞40min时，色素出现不稳定情况。

2.2.2 不同提取温度提取艾草色素

参考1.2的色素提取工艺，分别在40℃、50℃、60℃、70℃、80℃的温度下提取艾草色素。并参考1.3.2测定提取稀释液在波长为666nm时的吸光度值。结果如图3。

图3 不同提取温度提取艾草色素的吸光度变化

由图3可知，提取温度为60℃时，艾草色素的吸光度最大，艾草色素的提取效果最好，故选择提取温度为60℃作为最佳提取工艺参数。当温度＞70℃时，会破坏艾草色素的结构导致提取效果差。

2.2.3 不同料液比提取艾草色素

参考1.2的色素提取工艺，分别设定料液比为1：15、1：20、1：30、1：40、1：50提取艾草色素。并参考1.3.2测定提取稀释液波长为666nm时的吸光度值。结果如图4。

图4 不同料液比提取艾草色素的吸光度变化

由图4可知，料液比越小，吸光度越低，且料液比为1：15时，艾草未得到充分浸泡，导致吸光度低。料液比为1：20时，艾草色素的吸光度最大，艾草色素的提取效果最好，故选择料液比为1：20作为最佳提取工艺参数。

2.2.4 不同溶剂pH值提取艾草色素

参考1.2的色素提取工艺，改变溶剂的pH值，分别用pH值=5、6、7、8、9的溶剂提取艾草色素。并参考1.3.2测定提取稀释液为波长666nm时的吸光度值。结果如图5。

图5 不同pH值溶剂提取艾草色素的吸光度变化

由图5可知，溶剂pH值为7时，艾草色素的吸光度最大，艾草色素的提取效果最好，故选择溶剂pH值为7作为最佳提取工艺参数。当溶剂pH值＞8时，碱性环境可能导致艾草色素结构被破坏，从而导致吸光度降低。

3 结论

1.艾草色素提取液最大吸收波长为666nm，提取液为黄褐色。

2.艾草色素最佳的提取工艺为：pH值=7的去离子水作为溶剂，料液比为1：20，提取温度为60℃、提取时间为30min。

3.当温度＞70℃、提取时间＞40min、溶剂pH值＞8时，艾草色素会出现不稳定情况。