棉花中单宁的提取及含量的测定
2011-02-09栗晓辉李晓音
王 婵，栗晓辉，李晓音
(河南煤业化工集团中原大化公司中心化验室，河南濮阳 457004)
棉花中含有一种物质——单宁，其具有多种生理活性，如:止血、抑制微生物、抗过敏、抗癌、抗衰老等。同时，针对棉花贮存过程中色泽变差、品级降低、质量下降、使用价值受到影响等问题，本实验采用先进的化学方法，筛选适合棉花贮存的经济、实用、安全的关键措施与方法。建立在贮存过程中监测棉花中单宁的变化、控制棉花品级与品质下降的技术方法与标准具有重要意义。
1 实验部分
1.1 主要仪器及试剂
1.1.1 仪器
BT 2202S型电子天平，赛多利斯科学仪器(北京)有限公司，101-2B型电热鼓风干燥箱，天津市华北实验仪器有限公司，HH-6型数显恒温水浴锅，金坛市杰瑞尔电器有限公司，WFJ 7200型可见分光光度计，尤尼柯(上海)有限责任公司。
1.1.2 试剂
F-D试剂:将钨酸钠10 g，磷钼酸2 g溶于75 mL水中，移入100 mL烧瓶中，加5 mL磷酸，摇匀，接上冷凝管在沸水浴上加热回流2 h，冷凝后用水稀释至100 mL。饱和Na2CO3溶液:100 mL水中加无水Na2CO313 g，搅拌溶解，待溶液冷却后用滤纸进行快速过滤。单宁标准液:准确称取单宁11.6 g于50 mL烧瓶中，用少量水溶解移入50 mL容量瓶中定容(232 mg/L)。丙酮与水溶液(体积比1∶1):量取相同体积的丙酮和水，然后使其混合均匀，现用现配。
1.2 操作步骤
1.2.1 最佳显色条件的选择
1.2.1.1 F-D试剂用量
准备10 mL试管10个，向每个试管中加6 mL水。向每个试管中加单宁标液0.4 mL。分别向试管中加 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0 mL F-D试剂，摇匀，再加饱和Na2CO31 mL并摇匀，加水定容并摇匀，静置30 min后在760 nm处测其吸光度(以不加单宁标液的溶液为空白对照)。
1.2.1.2 饱和Na2CO3溶液用量
准备10 mL试管7个，向每个试管中加6 mL水。向每个试管中加单宁标液0.4 mL。加F-D试剂0.6mL并摇匀，再依次加饱和Na2CO3溶液0、0.4、0.8、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 mL 并摇匀，然后加水定容并摇匀，静置30 min后在760 nm处测其吸光度(以不加单宁标液的溶液为空白对照)。
1.2.1.3 显色时间
取一个试管并向其中加6 mL水，向试管中加单宁标液0.4 mL，向试管中加F-D试剂0.6 mL，饱和Na2CO31.4 mL并摇匀，加水定容并摇匀，然后每隔5 min在760 nm处测其吸光度(以不加单宁标液的溶液为空白对照)。
1.2.2 标准曲线的绘制
取10 mL试管8个，并向每个试管中加6 mL水;分别取单宁标液 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4 mL于试管中;向试管中加F-D试剂0.6 mL并摇匀，再加饱和Na2CO31 mL并摇匀，加水定容并摇匀，静置30 min后在760 nm处测其吸光度(以不加单宁标液的溶液为空白对照)。
1.2.3 单宁含量的测定
吸取提取液1 mL至盛有6 mL水的10 mL试管中，摇匀。向试管中加入F-D试剂0.6 mL并摇匀，再加入饱和Na2CO3溶液1.4 mL并摇匀，然后加水定容并摇匀。静置25 min后在760 nm处测其吸光度(用不加提取液其他组分相同的试剂做空白对照)。
1.2.4 最佳提取条件的选择
1.2.4.1 液料比
称取2 g左右棉花5份，分别放入100 mL烧瓶中;向烧瓶中依次加入1∶1 丙酮溶液10、20、30、40、50 mL，并用玻璃棒将棉花全部浸透，然后在80℃水浴中加热30 min。测定单宁含量按1.2.3项方法操作(以不加提取液其他组分相同的溶液为空白对照)。
1.2.4.2 提取温度
称取2 g左右棉花4份，分别放入100 mL烧瓶中;向烧瓶中加入30 mL的1∶1丙酮溶液，然后用玻璃棒使其全部浸透。分别在65、75、85、95℃水浴中加热30 min，然后冷却到室温。测定单宁含量按1.2.3项方法操作(用不加提取液其他条件相同的试剂做空白对照)。
1.2.4.3 提取时间
称取2 g左右棉花6份，分别放入100 mL烧瓶中;分别向烧瓶中加入30 mL的1∶1丙酮溶液，并用玻璃棒使其全部浸透，在85℃水浴中分别加热15、30、45、60、75、90 min，然后冷却到室温。测定单宁含量按1.2.3项方法操作(用不加提取液其他条件相同的试剂做空白对照)。
1.2.5 单宁的提取
称取2.5 g左右的棉花放入100 mL圆底烧瓶中;向圆底烧瓶中加入30 mL现配的1∶1丙酮溶液，然后用玻璃棒使棉花充分浸透;将烧瓶在85℃水浴中加热冷凝回流60 min，提取完毕后将烧瓶取出，并冷却至室温。
2 实验结果与讨论
2.1 F－D试剂最佳用量
图1 F-D试剂用量与吸光度关系曲线
由图1可以看出当F-D试剂用量小于0.6 mL时，吸光度随试剂用量的增加而增加，当用量大于0.6 mL之后，吸光度随试剂用量的增加而减小，因此确定F-D试剂的最佳用量为0.6 mL。
2.2 饱和Na2CO3溶液的最佳用量
由图2可以看出当饱和Na2CO3溶液的用量小于1.4mL时吸光度随饱和Na2CO3溶液用量的增加而增加，当饱和Na2CO3溶液的用量大于1.4 mL后其吸光度略微减小之后又趋于平稳，由此可得饱和Na2CO3溶液的最佳用量为1.4 mL。
图2 饱和Na2CO3溶液用量与吸光度关系曲线
2.3 最佳显色时间
图3 显色时间与吸光度关系曲线
由图3可以看出，溶液的吸光度在25 min之前随着时间的增加而增加，25 min之后随着时间的增加不再变化，因此可以确定最佳显色时间为25 min。
2.4 标准曲线
图4 单宁标准曲线
图4为本实验的标准曲线，由曲线得回归方程为 A=0.038 4C+0.022 5，R=0.997 9，在实验所需的浓度范围内呈良好的线性关系。
2.5 最佳液料比
图5 液料比与吸光度关系曲线
由图5可以看出，当液料比小于30时吸光度随着液料比的增加而增加，当液料比大于30时吸光度随着液料比的增加而减小，因此可以确定最佳液料比为30。
2.6 最佳提取温度
图6 加热温度与吸光度关系曲线
由图6可以看出，吸光度随加热温度的增加有所起伏，但在85℃达到最大值，因此可以确定最佳提取温度为85℃。
2.7 最佳提取时间
图7 提取时间与吸光度关系曲线
由图7可以看出，当提取时间小于60 min时，吸光度随提取时间的增加而增加，当提取时间大于60 min后吸光度随时间的增加反而减小，因此可以确定最佳提取时间为60 min。
2.8 精密度实验
取2 g左右的171号棉花1份，放入圆底烧瓶中;向圆底烧瓶中加入30 mL现配的1∶1丙酮溶液，然后用玻璃棒使棉花充分浸透;将烧瓶在85℃水浴中加热冷凝回流60 min，提取完毕后将烧瓶取出，并冷却至室温;吸取5份1 mL的提取液分别放至盛有6 mL水的10 mL试管中，并摇匀;向烧瓶中加入F-D试剂0.6 mL并摇匀，再加入饱和Na2CO3溶液1.4 mL并摇匀，然后加水定容并摇匀。静置25 min后在760 nm处测其吸光度(用不加提取液其他组分相同的试剂做空白对照)，结果见表1。
2.9 加标回收实验
取2 g左右的171号棉花5份，分别放入5个烧瓶中;向每个烧瓶中加入30 mL现配的1∶1丙酮溶液，另外向编号为6-10的烧瓶中各加入0.4 mL单宁标液，然后用玻璃棒使棉花充分浸透;将烧瓶在85℃水浴中加热冷凝回流60 min，提取完毕后将烧瓶取出，并冷却至室温。测定单宁含量按1.2.3项方法操作(用不加提取液其他组分相同的试剂做空白对照)，在171号棉花单宁含量已知的基础上加标回收，结果见表2。
表1 精密度结果分析表
表2 加标回收结果分析表
2.10 样品测定
根据实验确定的各项条件，我们对不同编号的棉花进行了测定，结果见表3。
棉花中单宁含量公式为:单宁=c0×25×10-3×50/m×2.5=0.5 c0/m，其中c0为由标准曲线确定的浓度;m为棉花的质量。
从表3数据中可以看出不同产地、不同品级之间的棉花中单宁含量的差别很大，一般品级好的棉花中单宁的含量较多，另外不同产地的棉花中单宁的含量差别也很大。
表3 样品测定结果分析表
3 结论
本实验采用紫外分光光度法检测了不同产地、不同品级的棉花中单宁的含量，探究了提取及测定棉花中的单宁的各项最佳条件。实验结果表明提取单宁的最佳条件为:液料比为30∶1，温度为85℃，提取时间为60 min，显色的最佳条件为:F-D试剂的用量为0.6 mL，饱和Na2CO3溶液的用量为1.4 mL，显色时间为25 min。另外从大量的实验数据中我们也看到了不同品级的棉花中单宁含量的差别很大，且一般品级较好的棉花中单宁的含量较多，品级差的棉花中单宁的含量相对较少，另外不同产地的棉花中单宁的含量差别也很大。还有在实验中称量棉花时要尽量把棉花中的细小的残叶挑出来，以保证棉花比较干净，否则细小的残叶将对实验结果造成较大的影响。
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