靈菌紅素和生物染料的制備方法以及生物染料在織物中的應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物染料領域，具體涉及靈菌紅素和含靈菌紅素的生物染料的制備方 法以及含靈菌紅素的生物染料在織物中的應用。
【背景技術】
[0002] 近年來，由于受到環(huán)境問題與能源問題現(xiàn)狀影響，人們開始趨于追求環(huán)境友好的、 可持續(xù)的、對人類健康無害的方法來制取染料。開發(fā)天然染料是世界應用染料發(fā)展的總趨 勢，天然染料是指從植物、動物或礦產(chǎn)資源中獲得的、很少或沒有經(jīng)過化學加工的染料，很 多天然染料具有安全可靠、色調自然、接近天然物質等優(yōu)點，天然、多功能是染料發(fā)展的趨 勢。隨著生物科學的發(fā)展，利用生物技術來生產(chǎn)天然染料成為人們廣泛開辟的領域。因此， 從自然環(huán)境中篩選出能代謝產(chǎn)出天然色素的微生物，進而開發(fā)成為新品種的天然染料，尤 其是具有功能性的天然染料，具有廣闊的前景。采用發(fā)酵方式生產(chǎn)靈菌紅素具有較高穩(wěn)定 性、專一性、無污染特點，且生產(chǎn)過程中對人體無害，被視為良好的染料合成的方法。
[0003] 生物產(chǎn)業(yè)和發(fā)酵工業(yè)產(chǎn)生的廢水、廢渣是來源廣、污染環(huán)境、數(shù)量巨大的廢棄物。 這些所謂的廢棄物實質上是由于我們現(xiàn)有的技術水平未能將其充分利用的產(chǎn)物。這些未被 利用的廢棄物也都是農(nóng)副產(chǎn)品營養(yǎng)成分。如淀粉工業(yè)，將農(nóng)副產(chǎn)品原料中90%左右的淀粉 利用了，而剩余的淀粉、蛋白質、脂肪、纖維素等未能利用。酒精、味精等發(fā)酵工業(yè)，將發(fā)酵 后的成熟醒液中酒精、谷氨酸提取出來，而剩余的營養(yǎng)成分都當成廢棄物了。我們將主產(chǎn)品 (如淀粉、酒精、味精）利用了，其它成分拋棄了，這不僅污染了環(huán)境而且是資源的浪費。
[0004] 靈菌紅素是由三個吡咯環(huán)組成的甲氧基吡咯骨架結構的天然色素，是一些放線 菌、沙雷氏菌及其他細菌的次級代謝產(chǎn)物。靈菌紅素是一種呈暗紅色的色素，具有綠色反 光，熔點151~152°C，幾乎不溶于水，易溶于乙醇、氯仿和苯。在堿性溶液中，或中性溶液中 呈黃橙色，在酸性溶液中顯紅色。以乙醇為溶劑，酸性條件下靈菌紅素在537nm處有特征吸 收；堿性條件下在466nm處有特征吸收。
[0005] 靈菌紅素是一類含三個吡咯結構骨架的天然色素，目前基本上是由一些微生物產(chǎn) 生，具有抗癌、免疫抑制、抗蟲等多種生物活性，可作為免疫抑制劑和抗癌藥物開發(fā)，備受研 宄者的廣泛關注。
[0006] 雖然目前關于靈菌紅素的化學合成研宄取得了一定的成果，但受其化學合成工藝 的復雜性等多種因素的限制以及人們對綠色天然的追求，目前靈菌紅素的生產(chǎn)以生物合成 為主。因此對產(chǎn)靈菌紅素菌種的開發(fā)及發(fā)酵工藝的研宄具有非常重要的意義。
[0007] 靈菌紅素的生產(chǎn)主要由多種放線菌（Streptomyces)和細菌（Serratia marcescens)通過生物發(fā)酵的途徑，其中對粘質沙雷氏菌（serratiamarcescens)的發(fā)酵生 產(chǎn)研宄得最多。產(chǎn)靈菌紅素的粘質沙雷氏菌受到多種外在因素影響，如培養(yǎng)基組成、pH、D0 和溫度等，不同的報道，其產(chǎn)量差異也較大。靈菌紅素發(fā)酵生產(chǎn)所用的原料主要為進口蛋白 胨。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供了一種靈菌紅素和含靈菌紅素的生物染料的制備方法以及含靈菌紅 素的生物染料在織物中的應用，采用特定的微生物培養(yǎng)液可提高靈菌紅素的產(chǎn)量，并可以 采用工業(yè)廢產(chǎn)物廢蛋白為原料，替代靈菌紅素發(fā)酵生產(chǎn)所用的新鮮蛋白胨，在優(yōu)選技術方 案中，采用混菌培養(yǎng)能夠進一步提高靈菌紅素的產(chǎn)量，并且提高抗菌性。
[0009] -種靈菌紅素的制備方法，包括以下步驟：
[0010] (1)將Serratia marcescens jx-〇l(中國普通微生物菌種保藏管理中心，保藏號 為：CGMCC 4074)紅色素菌種在微生物培養(yǎng)液中培養(yǎng)，得含有靈菌紅素的發(fā)酵液；
[0011] 所述的Serratia marcescens jx-01CGMCC 4074采用現(xiàn)有技術，已經(jīng)在申請?zhí)枮?201010295552. 1(公開號為CN 102002469A)中公開；
[0012] 所述的微生物培養(yǎng)液，以每升計，由以下重量的組分組成：
【主權項】
1. 一種靈菌紅素的制備方法，其特征在于，包括w下步驟： (1)將Serratia marcescens jx-01紅色素菌種在微生物培養(yǎng)液中培養(yǎng)，得含有靈菌紅 素的發(fā)酵液； 所述的Serratia marcescens jx-〇l為CGMCC 4074 ; 所述的微生物培養(yǎng)液，W每升計，由W下重量的組分組成： 蛋白腺 1~50g; 甘油 10~20g; MgS〇4 0.8~1.6g; NaCl 1 ~3g; 寸氨酸 1~3g; 乙酸銷 0.5~1.5g; 硫酸儘 0.5~1.5g; 脯氨酸 0.5~1.5g; 表面活性劑 0.05g~0.5g; 去辮子水 余量； (2) 取步驟（1)含有靈菌紅素的發(fā)酵液離屯、，棄上清液，得到沉淀物，向沉淀物加入有 機溶劑再離屯、，將上清液中有機溶劑蒸發(fā)，得到靈菌紅素固體。
2. 根據(jù)權利要求1所述的靈菌紅素的制備方法，其特征在于，步驟（1)中，所述的微生 物培養(yǎng)液，W每升計，由W下重量的組分組成： 蛋白腺 10~30g; 甘油 20 g; MgS〇4 1.2g; NaCl 2.0 g; 甘氨酸 2 g; 芭酸銷 1 g; 硫酸猛 1 g; 脯氨酸 Ig; 表面活性劑 0 Ig; 去離子水 余量。
3. 根據(jù)權利要求1所述的靈菌紅素的制備方法，其特征在于，步驟（1)中，所述的蛋白 腺為廢蛋白、新鮮的蛋白中的一種或兩種。
4. 根據(jù)權利要求1所述的靈菌紅素的制備方法，其特征在于，步驟（1)中，所述的表面 活性劑為吐溫-80、十二烷基硫酸鋼、二甲基亞諷中的一種或兩種W上。
5. 根據(jù)權利要求1所述的靈菌紅素的制備方法，其特征在于，步驟（1)中，所述的培養(yǎng) 的條件為；pH5. 3~5. 7、培養(yǎng)溫度25~30°C、培養(yǎng)時間4她~96h。
6. 根據(jù)權利要求5所述的靈菌紅素的制備方法，其特征在于，步驟（1)中，所述的培養(yǎng) 的條件為；pH5. 5、培養(yǎng)溫度27°C、培養(yǎng)時間72h。
7. 根據(jù)權利要求1所述的靈菌紅素的制備方法，其特征在于，步驟（1)中，在培養(yǎng)的過 程中加入滅活的金黃色葡萄球菌或者枯草芽胞桿菌進行混合培養(yǎng)。
8. 根據(jù)權利要求1所述的靈菌紅素的制備方法，其特征在于，步驟（2)中，所述的有機 溶劑為丙酬。
9. 一種含靈菌紅素的生物染料的制備方法，其特征在于，包括： (1) 采用權利要求1~8任一項所述的靈菌紅素的制備方法制備靈菌紅素； (2) 將制備的靈菌紅素與染料輔料復配，得到含靈菌紅素的生物染料。
10. -種含靈菌紅素的生物染料在紡織中的應用，其特征在于，包括： (1) 采用權利要求1~8任一項所述的靈菌紅素的制備方法制備靈菌紅素； (2) 將制備的靈菌紅素與染料輔料復配，得到含靈菌紅素的生物染料。 (3) 將含靈菌紅素的生物染料用在織物上，對織物染色，得到染色織物。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種靈菌紅素和含靈菌紅素的生物染料的制備方法以及含靈菌紅素的生物染料在織物中的應用，一種靈菌紅素的制備方法，包括以下步驟：(1)將紅色素菌種CGMCC 4074在微生物培養(yǎng)液培養(yǎng)，得含有靈菌紅素的發(fā)酵液；(2)取步驟(1)含有靈菌紅素的發(fā)酵液離心，棄上清液，得到沉淀物，向沉淀物加入有機溶劑再離心，將上清液中有機溶劑蒸發(fā)，得到靈菌紅素固體。本發(fā)明采用特定的微生物培養(yǎng)液可提高靈菌紅素的產(chǎn)量，并可以采用工業(yè)廢產(chǎn)物廢蛋白為原料，替代靈菌紅素發(fā)酵生產(chǎn)所用的進口蛋白胨，在優(yōu)選技術方案中，采用混菌培養(yǎng)能夠進一步提高靈菌紅素的產(chǎn)量，并且提高抗菌性。
【IPC分類】C09B61-00, C12P17-16, C12R1-43, D06P1-34
【公開號】CN104789614
【申請?zhí)枴緾N201510162982
【發(fā)明人】白林靜, 陳順麗, 黃一峰, 劉曉俠, 沈加加, 王玉潔
【申請人】嘉興學院
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月8日