Page 211 - 《精细化工》2023年第5期
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第 5 期 谢秋华，等: 基于美拉德反应的羊毛无染料染色性能 ·1131·
为必然的趋势 [1-2] 。 色物质；木糖与甘氨酸可在较低温度下生成蓝色物
近年来，由于纺织纤维的原位无染料染色方法 质 [9-12] 。但随着反应的进行，这些蓝色、黄色物质
具有低污染等优点，受到人们的广泛关注。KIM 等 [3] 会进一步反应生成棕褐色物质。这种具有颜色特征
用漆酶催化氧化溶液中的黄酮类化合物（芦丁、桑 的反应在纺织领域中有应用的潜力，使蛋白质纤维
色素和槲皮素）得到醌类化合物，这些醌类化合物 的无染料染色成为可能。
在酶作用下进一步聚合并与未漂白的棉织物上的类 为探究美拉德反应对羊毛织物原位无染料染色
黄酮反应，从而使棉织物着色（未漂白的棉织物含有 性能的影响，本文利用小分子还原糖与羊毛角蛋白
[4]
天然的类黄酮）；贾维妮 用漆酶催化酪氨酸、色氨 发生美拉德反应形成有色物质的特点，并通过聚丙
酸等氨基酸接枝到羊毛上，从而使羊毛着色；SUN 等 [5] 烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）及分光光度法，表
用酪氨酸酶催化氧化咖啡酸与羊毛中酪氨酸和色氨酸 征美拉德反应引起的蛋白相对分子质量（简称分子
反应使羊毛着色。上述报道均是基于纤维上的反应 量）的变化及反应液颜色的变化；同时，以染色织
基团与小分子物质反应形成含大 π 键的共轭发色体 物的得色量和染液中还原糖质量浓度的变化为变
系，从而使得纤维原位染色。由此可见，一些具有 量，考察了还原糖种类、反应温度、pH、羊毛织物
颜色特征的反应可被用来设计新的纤维原位染色方法。 预处理方法等对羊毛织物染色性能的影响；通过
美拉德反应是在常温或高温下由羰基化合物 LabCH 值（L—亮度；a—红绿；b—黄蓝；C—彩度；
（还原糖类）和氨基化合物（氨基酸和蛋白质）之 H—色相）、得色量（K/S 值）及还原糖质量浓度测
间发生的一种反应，广泛存在于食品工业。整个反 定，确定不同条件下的美拉德反应对染色羊毛织物
应过程不需要其他化学试剂的参与便能将糖类物质 颜色性能和得色量的影响，旨在利用小分子还原糖
与蛋白结合，且经过复杂的历程最终可生成有色物 良好的扩散性能，且能与羊毛蛋白发生美拉德反应
质 [6-8] 。有研究表明，木糖与赖氨酸在一定条件下可 产生有色物质的特点，为羊毛的无染料原位染色提
生成黄色物质；葡萄糖与甘氨酸在一定条件生成蓝 供一条新路径。其反应机理示意图见图 1。
图 1 羊毛织物美拉德反应机理示意图
Fig. 1 Mechanism of Maillard reaction of wool fibric
制造有限公司；UV-1800 型紫外分光光度计，岛津
1 实验部分 企业管理（中国）有限公司；165-8001 型蛋白质电
泳仪，美 国 Bio-Rad 生命医学 产 品有限公 司 ；
1.1 试剂与仪器
2
羊毛织物，184 g/m ，山东如意毛纺服装集团股 Datacolor 850 型高精度分光测色仪，美国德塔颜色
商贸有限公司；YG(B) 611-Ⅲ型日晒气候试验机，
份有限公司；半乳糖（BR）、木糖（BR）、葡萄糖（AR）、
大荣纺织仪器有限公司。
尿素（AR）、十二烷基磺酸钠（AR）、巯基乙醇（AR）、
1.2 方法
十二水合磷酸氢二钠（AR）、二水合磷酸二氢钠
1.2.1 羊毛角蛋白的提取
（AR）、氢氧化钠（AR）、质量分数 30%过氧化氢
称取 10 g 剪碎的经氯仿脱脂的羊毛置于 500 mL
（AR）、无水碳酸钠（AR）、3,5-二硝基水杨酸（CP）、
锥形瓶中，再倒入配制好的溶液（86.5 g 尿素、6.0 g
三氯甲烷（AR），国药集团化学试剂有限公司；Savinase
十二烷基磺酸钠、180 mL 去离子水及 5.85 mL 巯基
16L 蛋白酶、过硫酸铵（电泳级，质量分数≥98%）、
乙醇混合，用 0.05 mol/L 氢氧化钠水溶液调节溶液
四甲基乙二胺（电泳级，质量分数≥99%），上海阿 pH 至 9.5）中，于 90 ℃水浴中振荡反应 6 h，抽滤、
拉丁生化科技股份有限公司；TGX Stain-Free FastCast 后得到的溶液在去离子水中透析（透析袋截留相对
丙烯酰胺免染制胶试剂盒（含 Resolver A、Resolver 分子质量为 8000~12000）4 d，然后在–20 ℃下冷
B、Stacker A 和 Stacker B）、4×上样缓冲液 (10 mL)， 冻干燥 2 d，得到白色羊毛角蛋白粉末。
美国 Bio-Rad 生命医学产品有限公司。 1.2.2 羊毛角蛋白与还原糖反应液的配制
SHZ-CA 型水浴恒温振荡器，常州市国旺仪器 分别称取 0.2 g 羊毛角蛋白 4 份，加入 100 mL
