超声波作为植物有效成分萃取手段,绿色环保。漆酶作为环境友好型生物催化剂,以氧气为终电子受体,在多个领域有潜在应用价值。超声波—漆酶体系将两者系统结合,利于改善反应性能,符合当下绿色可持续发展的要求。本论文基于超声波辅助酶法技术,研究超声波在竹材有效成分萃取及其漆酶催化反应中的应用。将超声处理与漆酶催化反应相结合,以天然竹材为原料,采用“绿色催化剂”漆酶对竹材萃取物中的酚类小分子进行催化氧化,制备功能性产物并应用于纺织功能面料的染色及抗菌开发上。主要研究内容如下:(1)应用超声波和煮沸法萃取竹中酚类化合物。对超声波仪器进行参数校正,优化超声萃取工艺,利用煮沸法对竹材预处理,评估煮沸与超声联合处理对竹材有效成分提取效率的影响。结果表明,超声波校正后最优工作参数为探头深度15 mm,功率200 W。LC-MS测试表明超声水浴、超声探头和煮沸处理时,可溶于水的木质素单体松柏醇和芥子醇,木质素合成物香草酸、香草醛、没食子酸、愈创木酚和5-羟甲基糠醛分子等被成功萃取,这些物质均为竹材中的有效成分,可作为后续酶促反应的底物。对比可得超声萃取效果略优于煮沸法,萃取物组分相似,超声波可视为竹材成分萃取的有效手段。(2)基于水浴、超声水浴和超声探头,分别以水溶液(pH 7.02)和醋酸缓冲液(pH5.00)为介质,采用漆酶对竹材萃取液进行催化氧化,并对反应产物进行表征。为考量超声波对酶促反应作用的效果,简化反应程序,采用煮沸法提取竹中有效物质。结果表明:上述三种条件下,漆酶活性随反应时间增加逐步下降,反应120 min后,水溶液及醋酸缓冲体系中酶活分别降至初始酶活的80%、70%左右;UV-VIS结果显示,反应产物吸光度均明显增加,竹粉萃取液从淡黄变至深棕,且超声水浴下反应产物吸光度明显高于水浴震荡和超声探头处理。与水溶液体系相比,醋酸缓冲体系中反应产物着色更深,270nm处吸光度更高;NMR结果表明,超声水浴处理后,反应产物中芳香氢(δ_H 6.3 ppm及δ_H 6.7 ppm)信号消失,丙烯基和羟基峰(δ_H 5.2 ppm)也同步减少或消失,证实了萃取液中酚类化合物的催化氧化;超声水浴反应产物中游离酚羟基含量变化明显,分别降至竹粉萃取液的40.9%及39.4%,且醋酸缓冲体系效果优于水溶液体系。综合分析可得醋酸缓冲体系中,超声水浴处理下漆酶催化竹粉煮沸萃取液的效果最佳。(3)醋酸缓冲体系超声水浴处理条件下,利用漆酶催化竹粉萃取液及没食子酸(竹材萃取成分之一),反应产物分别应用一浴一步(织物染色与漆酶催化同步进行)及一浴两步法(先漆酶催化,后进行织物染色)对棉及羊毛进行染色处理,并探索其对织物的抗菌效果。结果表明:竹粉萃取液反应后生成深色沉淀物,没食子酸混合液从透明转至深黑。没食子酸混合液经漆酶催化所得产物对羊毛染色效果较优,表观色深最佳,且一浴一步法优于一浴两步法,织物染色更均匀。扫描电镜显示,经没食子酸催化氧化反应体系处理,羊毛纤维表面呈现出均一规整的微粒薄层,并与纤维结合较好,推测是漆酶催化没食子酸形成的有色物附着于织物表面。一浴一步法染色织物纤维上附着物更多,分布更均匀。没食子酸催化反应产物染色织物的K/S值明显高于竹粉煮沸萃取液,色牢度(水洗牢度和摩擦牢度)更佳,羊毛织物表观色深大于棉织物,色牢度优于棉织物;竹粉萃取液催化反应产物对织物的染色效果较差,K/S值较低,色牢度不佳。此外,漆酶催化竹粉萃取液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌均有抵抗能力,抑菌圈直径分别为5.23 mm和5.45 mm,为竹粉原始萃取液的1.53倍和1.56倍;没食子酸产物对上述两种细菌的抑菌圈直径为5.52 mm和5.68 mm,分别为没食子酸底物的2.67倍和2.63倍,没食子酸反应产物的抑菌效果优于竹粉萃取液。