引言
多酚是一類廣泛存在于植物中的化合物,其物質種類豐富,如茶多酚、水果多酚、可可多酚、姜黃素、花卉及其衍生食品等,根據其結構可分為黃酮類、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,從而使多酚表現出抗氧化、抗菌、抗炎等多種生物活性。多酚的結構特性以及多種多功能活性,使其廣泛應用于化學、材料、生物、醫學等諸多領域。隨著紡織行業中母粒拉絲、微膠囊等改性技術的發展,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青睞。
目前,對物質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,成本高,同時很難實現分離,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(質量濃度):稱37.50g碳酸鈉(Na2CO3),加適量水溶解,轉移至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,萃取液經濾膜過濾后,移取5mL樣液至透明玻璃管內,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,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種提取液顯色結果測試發現,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,發現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℃。顯色結果見圖5。

從圖5中可看出:在溫度范圍為25℃到40℃范圍內,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。結果見圖7。
3.2檢出限
取2個空白樣品,按照優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。回收率結果見表2。
4.總結
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、顯色條件進行了優化,并對方法進行了驗證。結果表明,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。