改性纖維中總多酚含量的測定_abio生物試劑品牌網(wǎng)
引言
多酚是一類廣泛存在于植物中的化合物，其物質(zhì)種類豐富，如茶多酚、水果多酚、可可多酚、姜黃素、花卉及其衍生食品等，根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為黃酮類、酚酸類、單寧類以及其他多酚類。由于多酚物質(zhì)含有多個酚羥基的，而羥基可以參與多種化學反應，如氧化還原反應、金屬離子絡合等，從而使多酚表現(xiàn)出抗氧化、抗菌、抗炎等多種生物活性。多酚的結(jié)構(gòu)特性以及多種多功能活性，使其廣泛應用于化學、材料、生物、醫(yī)學等諸多領(lǐng)域。隨著紡織行業(yè)中母粒拉絲、微膠囊等改性技術(shù)的發(fā)展，近年來，多酚被廣泛應用于纖維的改性。改性后的纖維不僅具有更好的吸濕透氣性，還兼具多酚的抗菌、抗氧化等保健功能，深受消費者以及企業(yè)青睞。
目前，對物質(zhì)中多酚含量的檢測方法主要有兩種：一種為高效液相色譜法，其原理是利用不同物質(zhì)在色譜柱中保留時間和分離效果不同，對多酚進行分離和定量分析，但由于多酚是多種物質(zhì)的混合物，用高效液相色譜法不僅需購買大批量的多酚標準物質(zhì)，成本高，同時很難實現(xiàn)分離，不適用實驗室測試用；另一種為分光光度法，利用福林酚與多酚中的酚羥基在堿性條件下發(fā)生的氧化反應，顯藍色，且在765nm處有最大吸收，通過測試反應溶液的吸光度和溶液濃度的關(guān)系，可以測試出樣液中總多酚的含量。該方法成本低，適用實驗室總多酚含量的測定。
目前多酚的分光光度法主要用于測定茶葉、天然植物原料、植物油等多酚的測定。對于改性纖維中多酚含量的測定，國內(nèi)暫時沒有測試方法，文獻也未見報道。為了滿足測試需求，本文開發(fā)了多酚改性纖維中多酚含量的測試方法。
1.實驗部分
1.1儀器
分析天平：精確到0.01g和0.1mg；超聲波清洗器：(60±1)℃，超聲頻率：99kHz。離心機：轉(zhuǎn)速3500r/min；分光光度計，20mm比色皿；真空平行濃縮儀。
1.2試劑
沒食子酸標準品（GA），純度≥98%；甲醇，色譜純；70%甲醇水溶液，移取30mL的水與70mL的甲醇混勻；碳酸鈉（Na2CO3），分析純；7.5%Na2CO3溶液（質(zhì)量濃度）：稱37.50g碳酸鈉（Na2CO3），加適量水溶解，轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中定容至刻度，搖勻（室溫下可保存一個月）。福林酚試劑：2mol/L。
1.3沒食子酸標準儲備液
稱取9.5mg（精確到0.1mg）沒食子酸標準品，于10mL容量瓶中，用甲醇溶解，并定容至刻度線。
1.4沒食子酸工作液
用移液管分別移取0mL、0.1mL、0.2mL、0.3mL、0.4mL、0.5mL的沒食子酸標準儲備溶液于10mL容量瓶中，用水定容至刻度，搖勻，濃度分別為0mg/L、9.5mg/L、19.0mg/L、28.5mg/L、47.5mg/L、66.5mg/L中間工作液。
1.5樣品處理步驟
取代表性樣品，稱取1.0g（精確到0.01g）剪碎的試樣，加入150mL的70%甲醇水溶液，搖勻濕潤，超聲提取一定時間后，過濾提取液，于一定的溫度低真空下濃縮，濃縮至提取液少于5mL，轉(zhuǎn)移全部的提取液，待顯色。
1.6總多酚測定
用移液管分別移取1mL提取試劑（70%甲醇溶液，作空白對照用）、待用測試液（1.5），分別置于15mL的離心管中，加超純水，使樣液在5mL左右，于每個試管分別加入0.25mL的福林酚試劑，搖勻。反應3min后，加入2.5mL的7.5%Na2CO3溶液，加水定容至10mL，搖勻。室溫下放置顯色60min。顯色液經(jīng)0.45μm濾膜過濾后，用20mm比色皿，在765nm波長條件下用分光光度計測定吸光度。根據(jù)沒食子酸工作液的吸光度與對應工作溶液的沒食子酸濃度，制作標準曲線，用沒食子酸的工作曲線作為標準定量樣液中總多酚的含量。
2.結(jié)果和討論
2.1萃取溶劑的選擇
本試驗方法選取2份不同顏色（粉色、紫色）的陽性樣品為研究對象，分別考察甲醇、70%甲醇溶液、乙腈、70%乙腈溶液、乙醇、70%乙醇溶液、丙酮等7種提取溶劑對多酚的提取效果。取5g樣品，分別用50mL以上試劑超聲萃取60min，萃取液經(jīng)濾膜過濾后，移取5mL樣液至透明玻璃管內(nèi)，氮吹至低于1mL，加入5mL的福林酚和4mL的碳酸鈉溶液，用蒸餾水定容至10mL刻度，避光顯色60min，測定其吸光度。圖1為7種提取溶劑對粉色樣品的試驗結(jié)果。其中1~7分別為甲醇、70%甲醇溶液、乙腈、70%乙腈溶液、乙醇、70%乙醇溶液、丙酮。
圖1 7種提取溶劑對粉色樣品的試驗結(jié)果
由圖1可知，乙腈（3號管）和乙腈水溶液（4號管）提取能力過強，很容易把樣品中各種色素提取出來。因分光光度法中，顏色的變化與濃度相關(guān)，可以直觀地反映出多酚的濃度水平。超強的提取力會干擾分光的測試結(jié)果，因此不適合作為本試驗的萃取溶劑。通過對剩下5種提取液顯色結(jié)果測試發(fā)現(xiàn)，丙酮（7號管）做試劑空白時，顯色顏色與多酚目標物一致，吸光值很大，干擾測試結(jié)果。
因此本方法比較了甲醇、70%甲醇溶液以及乙醇和70%乙醇溶液4種溶劑對2種陽性樣品的測試影響，圖2為測試結(jié)果。
從圖2可知，通過對比甲醇、70%甲醇溶液、乙醇、70%乙醇溶液4種溶劑對樣品的提取效益，發(fā)現(xiàn)70%甲醇溶液對樣品提取效果較好，因此選擇70%甲醇溶液作為本方法的提取溶劑。
2.2顯色劑的用量
配制50mg/L的沒食子酸工作液，取1mL分別放入8組不同的比色管中，用水稀釋約5mL，分別加入福林酚（2mol/L）0.05mL、0.10mL、0.15mL、0.20mL、0.25mL、0.30mL、0.35mL、0.40mL后，反應3min，然后再加入4mL的7.5%碳酸鈉溶液，用蒸餾水定容至10mL刻度，避光顯色60min，測定其吸光度。試驗結(jié)果見圖3。
由圖3可知：隨著福林酚用量的增加，吸光度逐漸升高，當福林酚用量為0.25mL時，吸光度最大。但進一步增加福林酚，吸光度有下降的趨勢，因此確定本方法2mol/L福林酚溶液的加入量為0.25mL。
2.3碳酸鈉的用量
配制50mg/L的沒食子酸工作液，分別取1mL放入11組比色管中，加入福林酚試劑0.25mL后，用水稀釋約2mL，反應3min，然后分別再加入0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL、3.0mL、3.5mL、4.0mL、4.5mL、5.0mL、5.5mL的7.5%碳酸鈉溶液，用蒸餾水定容至10mL刻度，避光顯色60min，測定其吸光度。試驗結(jié)果見圖4。
由圖4可知：隨著Na2CO3用量的增加，吸光度逐漸升高，當Na2CO3用量為2.5mL時，吸光度增加到最大。但進一步增加Na2CO3溶液用量時，吸光度變化幅度不大，最終確定本方法7.5%的Na2CO3溶液的加入量為2.5mL。
2.4顯色溫度的確定
配制50mg/L的沒食子酸工作液，分別取1mL于6種不同的比色管中，加入福林酚試劑0.25mL后，用水稀釋約2mL，反應3min，加入2.5mL的Na2CO3溶液，用水定容至刻度后，分別放在6種不同條件中顯色，即常溫（約25℃）、水浴30℃、水浴40℃、水浴50℃、水浴60℃、水浴70℃。顯色結(jié)果見圖5。
從圖5中可看出：在溫度范圍為25℃到40℃范圍內(nèi)，隨著顯色溫度的升高，相同含量的溶液其吸光度無明顯差異，當溫度高于40℃時，隨著溫度逐漸升高，吸光度相應降低；說明溫度升高，不利于反應體系的穩(wěn)定。因此，本方法最終選擇常溫（約25℃）作為顯色條件。
2.5萃取溫度的確定
選取4份陽性樣品，剪碎后精確取1.0g樣品置于反應管中，加入70mL甲醇，擰緊，搖勻后，分別在30℃、40℃、60℃、70℃常用的超聲溫度下超聲。冷卻后，轉(zhuǎn)移萃取液于濃縮管中，用減壓平行濃縮方式濃縮凈干，用1mL甲醇復溶，取樣液顯色后，用分光光度計測試。結(jié)果見圖6。
由圖6可知：隨著萃取溫度的升高，4份樣品的提取效率均呈現(xiàn)不同程度的增強，且在超聲溫度為60℃時，提取量最大，因此最終確定本方法萃取溫度為60℃。
3.方法學驗證
3.1標準工作曲線
分別移取1mL中間工作液于離心管中，加入0.25mL的福林酚，搖勻反應3min，再加2.5mL的碳酸鈉溶液，然后用水定容，此時顯色液中多酚的濃度分別為0mg/L、0.95mg/L、1.90mg/L、2.85mg/L、4.75mg/L、6.65mg/L，分光光度法測試其吸光度，用線性對濃度和對應的吸光度進行線性擬合，其R2為0.9973，大于0.99，說明方法的線性良好。結(jié)果見圖7。
3.2檢出限
取2個空白樣品，按照優(yōu)化的試驗條件進行處理，并對空白樣品進行20次測定后，按照標準方程的適用范圍評估檢出限和定量限，檢出限（LOD）可按LOD=3×標準偏差，檢出限結(jié)果見表1。
從表1可知：計算出來的理論定量限都低于1mg/L，因考慮到在儀器性能以及分析方法的選擇上受干擾物質(zhì)的影響，把1mg/L作為檢出限符合方法的要求，本方法最低檢出限為10mg/kg。
3.3回收率和精密度
取樣品，剪成5mm×5mm試樣，稱取1.0g（精確到0.01g）剪碎的試樣，加入80mL的70%甲醇水溶液，加入一定體積的沒食子酸儲備液，制得3個不同水平含量（10mg/kg、20mg/kg、50mg/kg）的目標物，每個水平平行制備7個試樣，搖勻濕潤，超聲提取一定時間后，過濾提取液于60℃左右的溫度低真空下濃縮提取液少于5mL，轉(zhuǎn)移提取液至帶刻度的離心管中，加入一定量的水，使樣液在5mL左右，分別加入0.25mL的福林酚試劑，搖勻。反應3min，加入2.5mL的7.5%碳酸鈉溶液，加水定容至10mL、搖勻。室溫下放置60min。0.45μm膜過濾顯液后，用20mm比色皿、在765nm波長條件下用分光光度計測定吸光度。回收率結(jié)果見表2。
4.總結(jié)
本文建立了分光光度法測量改性纖維中總多酚含量的方法，通過單因素試驗，分別對方法的提取條件、顯色條件進行了優(yōu)化，并對方法進行了驗證。結(jié)果表明，本文測量改性纖維中總多酚含量的方法可以得到良好的測試結(jié)果，線性范圍良好，R2為0.9973，回收率在83.94%~88.74%，精密度在0.4%~2.4%之間，滿足方法學的要求，可用于測定改性纖維中總多酚的含量。但是本方法也有一定的局限性，如本方法測試的是總多酚含量，無 法鑒別物質(zhì)來源。
文章來源：[1]蔡妙瑩,鐘雪蓮,胡新濤,等.改性纖維中總多酚含量的測定[J].中國纖檢,2025,(03):66-69.DOI:10.14162/j.cnki.11-4772/t.2025.03.004。
多酚是一類廣泛存在于植物中的化合物，其物質(zhì)種類豐富，如茶多酚、水果多酚、可可多酚、姜黃素、花卉及其衍生食品等，根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為黃酮類、酚酸類、單寧類以及其他多酚類。由于多酚物質(zhì)含有多個酚羥基的，而羥基可以參與多種化學反應，如氧化還原反應、金屬離子絡合等，從而使多酚表現(xiàn)出抗氧化、抗菌、抗炎等多種生物活性。多酚的結(jié)構(gòu)特性以及多種多功能活性，使其廣泛應用于化學、材料、生物、醫(yī)學等諸多領(lǐng)域。隨著紡織行業(yè)中母粒拉絲、微膠囊等改性技術(shù)的發(fā)展，近年來，多酚被廣泛應用于纖維的改性。改性后的纖維不僅具有更好的吸濕透氣性，還兼具多酚的抗菌、抗氧化等保健功能，深受消費者以及企業(yè)青睞。
目前，對物質(zhì)中多酚含量的檢測方法主要有兩種：一種為高效液相色譜法，其原理是利用不同物質(zhì)在色譜柱中保留時間和分離效果不同，對多酚進行分離和定量分析，但由于多酚是多種物質(zhì)的混合物，用高效液相色譜法不僅需購買大批量的多酚標準物質(zhì)，成本高，同時很難實現(xiàn)分離，不適用實驗室測試用；另一種為分光光度法，利用福林酚與多酚中的酚羥基在堿性條件下發(fā)生的氧化反應，顯藍色，且在765nm處有最大吸收，通過測試反應溶液的吸光度和溶液濃度的關(guān)系，可以測試出樣液中總多酚的含量。該方法成本低，適用實驗室總多酚含量的測定。
目前多酚的分光光度法主要用于測定茶葉、天然植物原料、植物油等多酚的測定。對于改性纖維中多酚含量的測定，國內(nèi)暫時沒有測試方法，文獻也未見報道。為了滿足測試需求，本文開發(fā)了多酚改性纖維中多酚含量的測試方法。
1.實驗部分
1.1儀器
分析天平：精確到0.01g和0.1mg；超聲波清洗器：(60±1)℃，超聲頻率：99kHz。離心機：轉(zhuǎn)速3500r/min；分光光度計，20mm比色皿；真空平行濃縮儀。
1.2試劑
沒食子酸標準品（GA），純度≥98%；甲醇，色譜純；70%甲醇水溶液，移取30mL的水與70mL的甲醇混勻；碳酸鈉（Na2CO3），分析純；7.5%Na2CO3溶液（質(zhì)量濃度）：稱37.50g碳酸鈉（Na2CO3），加適量水溶解，轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中定容至刻度，搖勻（室溫下可保存一個月）。福林酚試劑：2mol/L。
1.3沒食子酸標準儲備液
稱取9.5mg（精確到0.1mg）沒食子酸標準品，于10mL容量瓶中，用甲醇溶解，并定容至刻度線。
1.4沒食子酸工作液
用移液管分別移取0mL、0.1mL、0.2mL、0.3mL、0.4mL、0.5mL的沒食子酸標準儲備溶液于10mL容量瓶中，用水定容至刻度，搖勻，濃度分別為0mg/L、9.5mg/L、19.0mg/L、28.5mg/L、47.5mg/L、66.5mg/L中間工作液。
1.5樣品處理步驟
取代表性樣品，稱取1.0g（精確到0.01g）剪碎的試樣，加入150mL的70%甲醇水溶液，搖勻濕潤，超聲提取一定時間后，過濾提取液，于一定的溫度低真空下濃縮，濃縮至提取液少于5mL，轉(zhuǎn)移全部的提取液，待顯色。
1.6總多酚測定
用移液管分別移取1mL提取試劑（70%甲醇溶液，作空白對照用）、待用測試液（1.5），分別置于15mL的離心管中，加超純水，使樣液在5mL左右，于每個試管分別加入0.25mL的福林酚試劑，搖勻。反應3min后，加入2.5mL的7.5%Na2CO3溶液，加水定容至10mL，搖勻。室溫下放置顯色60min。顯色液經(jīng)0.45μm濾膜過濾后，用20mm比色皿，在765nm波長條件下用分光光度計測定吸光度。根據(jù)沒食子酸工作液的吸光度與對應工作溶液的沒食子酸濃度，制作標準曲線，用沒食子酸的工作曲線作為標準定量樣液中總多酚的含量。
2.結(jié)果和討論
2.1萃取溶劑的選擇
本試驗方法選取2份不同顏色（粉色、紫色）的陽性樣品為研究對象，分別考察甲醇、70%甲醇溶液、乙腈、70%乙腈溶液、乙醇、70%乙醇溶液、丙酮等7種提取溶劑對多酚的提取效果。取5g樣品，分別用50mL以上試劑超聲萃取60min，萃取液經(jīng)濾膜過濾后，移取5mL樣液至透明玻璃管內(nèi)，氮吹至低于1mL，加入5mL的福林酚和4mL的碳酸鈉溶液，用蒸餾水定容至10mL刻度，避光顯色60min，測定其吸光度。圖1為7種提取溶劑對粉色樣品的試驗結(jié)果。其中1~7分別為甲醇、70%甲醇溶液、乙腈、70%乙腈溶液、乙醇、70%乙醇溶液、丙酮。
圖1 7種提取溶劑對粉色樣品的試驗結(jié)果
由圖1可知，乙腈（3號管）和乙腈水溶液（4號管）提取能力過強，很容易把樣品中各種色素提取出來。因分光光度法中，顏色的變化與濃度相關(guān)，可以直觀地反映出多酚的濃度水平。超強的提取力會干擾分光的測試結(jié)果，因此不適合作為本試驗的萃取溶劑。通過對剩下5種提取液顯色結(jié)果測試發(fā)現(xiàn)，丙酮（7號管）做試劑空白時，顯色顏色與多酚目標物一致，吸光值很大，干擾測試結(jié)果。
因此本方法比較了甲醇、70%甲醇溶液以及乙醇和70%乙醇溶液4種溶劑對2種陽性樣品的測試影響，圖2為測試結(jié)果。
從圖2可知，通過對比甲醇、70%甲醇溶液、乙醇、70%乙醇溶液4種溶劑對樣品的提取效益，發(fā)現(xiàn)70%甲醇溶液對樣品提取效果較好，因此選擇70%甲醇溶液作為本方法的提取溶劑。
2.2顯色劑的用量
配制50mg/L的沒食子酸工作液，取1mL分別放入8組不同的比色管中，用水稀釋約5mL，分別加入福林酚（2mol/L）0.05mL、0.10mL、0.15mL、0.20mL、0.25mL、0.30mL、0.35mL、0.40mL后，反應3min，然后再加入4mL的7.5%碳酸鈉溶液，用蒸餾水定容至10mL刻度，避光顯色60min，測定其吸光度。試驗結(jié)果見圖3。
由圖3可知：隨著福林酚用量的增加，吸光度逐漸升高，當福林酚用量為0.25mL時，吸光度最大。但進一步增加福林酚，吸光度有下降的趨勢，因此確定本方法2mol/L福林酚溶液的加入量為0.25mL。
2.3碳酸鈉的用量
配制50mg/L的沒食子酸工作液，分別取1mL放入11組比色管中，加入福林酚試劑0.25mL后，用水稀釋約2mL，反應3min，然后分別再加入0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL、3.0mL、3.5mL、4.0mL、4.5mL、5.0mL、5.5mL的7.5%碳酸鈉溶液，用蒸餾水定容至10mL刻度，避光顯色60min，測定其吸光度。試驗結(jié)果見圖4。
由圖4可知：隨著Na2CO3用量的增加，吸光度逐漸升高，當Na2CO3用量為2.5mL時，吸光度增加到最大。但進一步增加Na2CO3溶液用量時，吸光度變化幅度不大，最終確定本方法7.5%的Na2CO3溶液的加入量為2.5mL。
2.4顯色溫度的確定
配制50mg/L的沒食子酸工作液，分別取1mL于6種不同的比色管中，加入福林酚試劑0.25mL后，用水稀釋約2mL，反應3min，加入2.5mL的Na2CO3溶液，用水定容至刻度后，分別放在6種不同條件中顯色，即常溫（約25℃）、水浴30℃、水浴40℃、水浴50℃、水浴60℃、水浴70℃。顯色結(jié)果見圖5。
從圖5中可看出：在溫度范圍為25℃到40℃范圍內(nèi)，隨著顯色溫度的升高，相同含量的溶液其吸光度無明顯差異，當溫度高于40℃時，隨著溫度逐漸升高，吸光度相應降低；說明溫度升高，不利于反應體系的穩(wěn)定。因此，本方法最終選擇常溫（約25℃）作為顯色條件。
2.5萃取溫度的確定
選取4份陽性樣品，剪碎后精確取1.0g樣品置于反應管中，加入70mL甲醇，擰緊，搖勻后，分別在30℃、40℃、60℃、70℃常用的超聲溫度下超聲。冷卻后，轉(zhuǎn)移萃取液于濃縮管中，用減壓平行濃縮方式濃縮凈干，用1mL甲醇復溶，取樣液顯色后，用分光光度計測試。結(jié)果見圖6。
由圖6可知：隨著萃取溫度的升高，4份樣品的提取效率均呈現(xiàn)不同程度的增強，且在超聲溫度為60℃時，提取量最大，因此最終確定本方法萃取溫度為60℃。
3.方法學驗證
3.1標準工作曲線
分別移取1mL中間工作液于離心管中，加入0.25mL的福林酚，搖勻反應3min，再加2.5mL的碳酸鈉溶液，然后用水定容，此時顯色液中多酚的濃度分別為0mg/L、0.95mg/L、1.90mg/L、2.85mg/L、4.75mg/L、6.65mg/L，分光光度法測試其吸光度，用線性對濃度和對應的吸光度進行線性擬合，其R2為0.9973，大于0.99，說明方法的線性良好。結(jié)果見圖7。
3.2檢出限
取2個空白樣品，按照優(yōu)化的試驗條件進行處理，并對空白樣品進行20次測定后，按照標準方程的適用范圍評估檢出限和定量限，檢出限（LOD）可按LOD=3×標準偏差，檢出限結(jié)果見表1。
從表1可知：計算出來的理論定量限都低于1mg/L，因考慮到在儀器性能以及分析方法的選擇上受干擾物質(zhì)的影響，把1mg/L作為檢出限符合方法的要求，本方法最低檢出限為10mg/kg。
3.3回收率和精密度
取樣品，剪成5mm×5mm試樣，稱取1.0g（精確到0.01g）剪碎的試樣，加入80mL的70%甲醇水溶液，加入一定體積的沒食子酸儲備液，制得3個不同水平含量（10mg/kg、20mg/kg、50mg/kg）的目標物，每個水平平行制備7個試樣，搖勻濕潤，超聲提取一定時間后，過濾提取液于60℃左右的溫度低真空下濃縮提取液少于5mL，轉(zhuǎn)移提取液至帶刻度的離心管中，加入一定量的水，使樣液在5mL左右，分別加入0.25mL的福林酚試劑，搖勻。反應3min，加入2.5mL的7.5%碳酸鈉溶液，加水定容至10mL、搖勻。室溫下放置60min。0.45μm膜過濾顯液后，用20mm比色皿、在765nm波長條件下用分光光度計測定吸光度。回收率結(jié)果見表2。
4.總結(jié)
本文建立了分光光度法測量改性纖維中總多酚含量的方法，通過單因素試驗，分別對方法的提取條件、顯色條件進行了優(yōu)化，并對方法進行了驗證。結(jié)果表明，本文測量改性纖維中總多酚含量的方法可以得到良好的測試結(jié)果，線性范圍良好，R2為0.9973，回收率在83.94%~88.74%，精密度在0.4%~2.4%之間，滿足方法學的要求，可用于測定改性纖維中總多酚的含量。但是本方法也有一定的局限性，如本方法測試的是總多酚含量，無 法鑒別物質(zhì)來源。
文章來源：[1]蔡妙瑩,鐘雪蓮,胡新濤,等.改性纖維中總多酚含量的測定[J].中國纖檢,2025,(03):66-69.DOI:10.14162/j.cnki.11-4772/t.2025.03.004。
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