賀志鵬,劉 亮,王楷艷

(1.中國紡織信息中心,北京 100020; 2.中聯(lián)品檢(北京)技術(shù)集團有限公司,北京 100025;3.蘇州中紡聯(lián)檢驗技術(shù)服務(wù)有限公司,江蘇 蘇州 215200)

多酚類物質(zhì)在自然界中普遍存在,是植物及其果實、花朵中的一種主要的化學(xué)物質(zhì),如梨和梨葉、石榴皮、紫蘇葉、芍藥花、茶葉等均含有豐富的多酚類物質(zhì),研究表明多酚具有抗氧化、抗菌等作用[1-2]。目前,測定植物及其果實、花朵中多酚含量的方法主要有2種:一種為高效液相色譜法,即通過標準樣品鑒別已提取的測試樣品中多酚物質(zhì)后對峰高、峰面積計算獲得[3-4];另一種為采用福林酚試劑進行羥基顯色反應(yīng)后,測定吸光度值并對照標準曲線計算獲得。后者并不需要獲知所含多酚物質(zhì)種類,因此各方面成本均較前者有極大的降低,最具代表性的方法有GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》。

而將多酚類物質(zhì)應(yīng)用于紡織產(chǎn)品開發(fā)的案例并不多見,常以提取天然色素如茶黃素等進行染色的研究較多。因此目前尚未有可直接用于紡織品中多酚含量測定的方法標準。隨著功能性紡織產(chǎn)品的興起,抗氧化紡織產(chǎn)品作為其中重要的一類功能性產(chǎn)品,逐漸進入消費者的視野。研發(fā)人員通過提取花卉、植物中的物質(zhì)并應(yīng)用于織物處理,依托提取物中含有的多酚類物質(zhì)來發(fā)揮功效,開發(fā)了多品類抗氧化紡織產(chǎn)品[5-8]。多酚類物質(zhì)含量將直接影響到抗氧化功能的發(fā)揮,需要對紡織品中的多酚類物質(zhì)含量進行定量檢測。針對現(xiàn)有紡織標準體系中并無相關(guān)測試方法可尋的現(xiàn)狀,本文以福林酚法為基礎(chǔ),探討了紡織品多酚含量測試中各因素對測試結(jié)果的影響,并最終確定了最優(yōu)測試條件,以期建立科學(xué)合理的方法對紡織品中多酚含量進行測定。

1 試 驗

1.1 試驗原理

堿性條件下,福林酚試劑氧化多酚中的羥基發(fā)生顯色反應(yīng)而呈藍色,藍色的深淺與多酚的含量成正相關(guān),在顯色后的最大吸收波長處測量其吸光度值,用沒食子酸標準工作溶液做校正標準來測定多酚總量。

1.2 試劑和儀器

1.2.1 試 劑

甲醇(色譜級,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司);三級水(符合GB/T 6682—2008《分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法》要求);福林酚試劑(1.0 mol/L,北京北方偉業(yè)計量技術(shù)研究院有限公司);質(zhì)量分數(shù)10%碳酸鈉溶液(自行配置,室溫下保存時間不超過1個月);沒食子酸標準品(北京北方偉業(yè)計量技術(shù)研究院有限公司);沒食子酸標準儲備溶液(1.0 mg/mL,溶劑為甲醇);沒食子酸標準工作溶液(50 μg/mL,準確移取1.25 mL標準儲備溶液,用甲醇定容至25 mL)。

1.2.2 儀 器

PX224ZH型電子天平(精度0.000 1 g,美國奧豪斯公司);恒溫水浴鍋(精確度±1 ℃,廈門瑞比精密機械有限公司);Cary 5000紫外-可見-近紅外分光光度計(安捷倫公司)。

1.3 測試樣品

樣品1:面密度280 g/m2黑色面料;樣品2:面密度260 g/m2藏青色面料。

1.4 樣液的制備

準確稱取5.0 g樣品,置于250 mL錐形瓶中,加入100 mL萃取試劑(三級水或甲醇),并使用多層保鮮膜密封瓶口,置于水浴鍋中微沸狀態(tài)保持30 min。隨后取出錐形瓶冷卻至室溫后使用中速定性濾紙過濾獲得測試樣液。

1.5 多酚含量測試波長的確定

在試管中加入沒食子酸標準工作溶液0.1 mL,隨后加入 1.0 mL福林酚試劑,混勻靜置5 min后,加入2.0 mL 質(zhì)量分數(shù)10%的碳酸鈉溶液,最后加三級水定容至10 mL,50 ℃避光加熱反應(yīng)10 min,以三級水做空白對照,使用分光光度計在400～800 nm波長范圍內(nèi)掃描,最終確定測定紡織品多酚含量的最大吸收波長為766 nm。

2 結(jié)果與分析

2.1 福林酚試劑用量的影響

8支試管中各加入0.1 mL沒食子酸標準工作液后,分別加入0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4和1.6 mL福林酚試劑,混勻靜置5 min后,分別加入2.0 mL 質(zhì)量分數(shù)10%的碳酸鈉溶液,加三級水定容至10.0 mL。在50 ℃水浴條件下避光反應(yīng)10 min后,以三級水做空白對照,在波長766 nm處測定吸光度值,測試結(jié)果見表1。

表1 福林酚試劑用量對測試結(jié)果的影響Tab.1 Effect of dosage of folin reagent on test results

由表1可知,在上述試驗條件下,加入1.2 mL福林酚試劑時,顯色情況最好,獲得的吸光度值最大。

2.2 福林酚試劑與質(zhì)量分數(shù)10%碳酸鈉體積比的影響

6支試管中各加入0.1 mL沒食子酸標準工作液后,加入1.2 mL福林酚試劑,混勻靜置5 min后,分別加入1.0、1.5、2.0、2.5、3.0和3.5 mL 質(zhì)量分數(shù)10%的碳酸鈉溶液,加三級水定容至10.0 mL,在50 ℃水浴條件下避光反應(yīng)10 min后,以三級水做空白對照,在波長766 nm處測定吸光度值,測試結(jié)果見表2。

表2 福林酚試劑與質(zhì)量分數(shù)10%碳酸鈉體積比對測試結(jié)果的影響Tab.2 Influence of the ratio of folin reagent to 10% Na2CO3 solution on test results

由表2可知,加入1.0 mL福林酚,加入2.4 mL 質(zhì)量分數(shù)10%的碳酸鈉溶液時,反應(yīng)后溶液的吸光度值最大,表明在規(guī)定的福林酚試劑和碳酸鈉質(zhì)量濃度下,按照體積比1∶2加入福林酚試劑和質(zhì)量分數(shù)10%碳酸鈉即可顯色完全。

2.3 顯色反應(yīng)時間的影響

9支試管中各加入0.1 mL沒食子酸標準工作液后,加入1.2 mL福林酚試劑,混勻靜置5 min后,加入2.4 mL質(zhì)量分數(shù)10%的碳酸鈉溶液,加三級水定容至10.0 mL。在50 ℃水浴條件下分別避光反應(yīng)10、15、20、25、30、35、40、45、50和60 min,以三級水做對照,在波長766 nm處測定吸光度值,測試結(jié)果見表3。

表3 反應(yīng)時間對測試結(jié)果的影響Tab.3 Influence of reaction time on test results

由表3可知,在上述試驗條件下顯色反應(yīng)50 min時,反應(yīng)后溶液的吸光度值最大,顯色反應(yīng)最完全。但實際試驗中發(fā)現(xiàn)30 min后,隨著顯色時間的延長吸光度值變化趨于緩和,從成本角度考慮,選擇30 min作為顯色反應(yīng)時間。

2.4 顯色溫度的影響

6支試管中各加入0.1 mL沒食子酸標準工作液后,加入1.2 mL福林酚試劑,混勻靜置5 min后,加入2.4 mL質(zhì)量分數(shù)10%的碳酸鈉溶液,加三級水定容至10.0 mL。分別在25、40、45、50、55和60 ℃水浴條件下避光反應(yīng)30 min,以三級水做空白對照,在波長766 nm處測定吸光度值,測試結(jié)果見表4。

表4 顯色溫度對測試結(jié)果的影響Tab.4 Influence of color developing temperature on test results

由表4可知,顯色溫度對測試結(jié)果影響不大,但實驗過程中發(fā)現(xiàn)溫度升高顯色加快,同時考慮不同地區(qū)不同季節(jié)時的室溫差異,為保證試驗條件的一致性和試驗可重復(fù)性等,選擇50 ℃為顯色溫度。

2.5 標準曲線的繪制

用移液槍分別移取0.04、0.08、0.12、0.16、0.20、0.40和0.80 mL沒食子酸標準工作溶液于10.0 mL試管中,加入1.2 mL福林酚試劑,混勻靜置5 min后,加入2.4 mL質(zhì)量分數(shù)10%的碳酸鈉溶液,加三級水定容至10.0 mL,在50 ℃水浴條件下避光反應(yīng)30 min,以三級水做空白對照,在波長766 nm處測定吸光度值,以吸光度值為橫坐標,沒食子酸質(zhì)量濃度為縱坐標繪制標準曲線,進行線性擬合獲得標準工作曲線,見圖1,相關(guān)系數(shù)R2=0.999 7,線性關(guān)系良好。

圖1 標準工作曲線Fig.1 Standard working curve

2.6 樣品提取試劑的影響

分別使用三級水和色譜級甲醇按照1.4節(jié)步驟對1.3節(jié)中2塊樣品進行多酚物質(zhì)提取,制備測試樣液。試管中加入1.0 mL樣液后,加入1.2 mL福林酚試劑,混勻靜置5 min后,加入2.4 mL質(zhì)量分數(shù)10%的碳酸鈉溶液,加三級水定容至10.0 mL。在50 ℃水浴條件下避光反應(yīng)30 min,以三級水做空白對照,在波長766 nm處測定吸光度值,測2個平行樣,測試結(jié)果見表5。

表5 萃取試劑對測試結(jié)果的影響Tab.5 Influence of extraction reagent on test results

由表5可知,使用甲醇(色譜級)作為提取試劑對面料樣品進行萃取后多酚含量的測試結(jié)果遠大于使用三級水作為提取劑的結(jié)果,達10倍以上的數(shù)量級,可知萃取試劑對測試結(jié)果產(chǎn)生了非常顯著的影響,分析認為甲醇在提取多酚物質(zhì)的同時,將部分染料同時萃取到了試劑中,染料中存在的羥基、酚羥基、羧基被同時測定,對試驗結(jié)果產(chǎn)生了至關(guān)重要的影響,提取液存在較深顏色也驗證了這一點,因此應(yīng)使用三級水作為提取液,以避免樣品上的染料在提取過程中進入測試樣液中。由此可見,對于嚴重掉色的產(chǎn)品(如洗滌前后,溶液變色≤3級),因染料容易被洗脫進入提取液,不適用本方法進行多酚含量的測定,而應(yīng)選用其他方法。

此外,應(yīng)適時調(diào)整加入樣液的體積以使顯色充分,同時還需降低儀器光度噪聲或信噪比等的干擾,因為光度噪聲會影響信噪比,會影響基線的平直度,是造成測試誤差的來源之一。同時建議使用本方法時最低吸光度值不應(yīng)低于儀器精度的3倍,否則將可能影響測試結(jié)果的真實性。

3 結(jié)束語

隨著我國紡織工業(yè)科技強度投入的逐漸增加,越來越多的新型、功能性產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),出現(xiàn)了許多產(chǎn)品與質(zhì)量表征方法無法有效匹配甚至缺失的現(xiàn)象。本文以食品領(lǐng)域通用羥基顯色原理為基礎(chǔ),為紡織產(chǎn)品中多酚含量的測定建立了相適應(yīng)的方法,即5.0 g試樣,在100 mL三級水中微沸浸提30 min獲得樣液,每毫升樣液中加入1.2 mL福林酚試劑與2.4 mL質(zhì)量分數(shù)10%的碳酸鈉溶液,在50 ℃水浴條件下顯色反應(yīng)30 min后進行多酚含量測定。

但每一種方法的建立都需要經(jīng)過實踐的長期檢驗并進行不斷的完善和調(diào)整,針對方法的不適用性,尚需尋求其他解決方法,比如掉色嚴重產(chǎn)品可使用液相色譜法,但需要鑒別每一種多酚類物質(zhì),多酚提取物受原料生長階段以及提取工藝等的影響,多酚物質(zhì)含量、種類也會發(fā)生變化,這也為紡織標準化工作者提出了新的挑戰(zhàn)。