CN103217418B - 一种高粱中单宁含量的试纸检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高粱中单宁含量的试纸检测方法，该方法包括三个步骤，首先利用硫氰酸铁水溶液和壳聚糖水溶液制备硫氰酸铁试纸；其次，再利用制备出的硫氰酸铁试纸制备该试纸对浓度范围为0～5.0mg·mL^-1的单宁工作溶液的标准色阶；最后，将从高粱中提取出的高粱样品的单宁待测溶液与硫氰酸铁试纸反应，再将硫氰酸铁试纸于标准色阶比对即可测得该高粱样品的单宁待测溶液的浓度，从而计算出单宁的含量。本发明方法不依赖大型仪器，无需专业的操作人员，可适用范围广泛；另外本发明方法中单宁检测试纸制备简单、方便、稳定性良好，可实现高粱样品中单宁的实时、快速检测。

Description

一种高粱中单宁含量的试纸检测方法

技术领域

本发明涉及一种植物成分含量的检测方法，具体涉及一种高粱中单宁含量的试纸检测方法。

背景技术

单宁是一类广泛存在于植物的果实、根、叶及皮等部位的复杂多元酚类化合物，它可以和蛋白质、生物碱、多糖等生物大分子及多种金属离子发生络合反应形成难溶于水的复合物。它所具有的特殊结构使其在医药、食品、化工、环境等学科领域，均已得到了不同程度应用研究。单宁作为高粱中一种重要的次级代谢产物，是评价高粱品质的一个重要因素。一定条件下，单宁不仅影响食味，而且会产生抗营养作用^[8]，降低食物的营养价值。因此，对高粱中单宁的检测就具有十分重要的意义。

目前，应用于高粱中单宁检测的方法主要有分光光度法、滴定法和色谱法等，但这些检测方法均具有缺陷，主要体现在以下几个方面：1、整个检测过程容易受外界温度，待检测样品的选择等其他因素的影响，检测结果重复性差；2、整个检测过程操作繁琐，耗时耗力，无法实现现场快速检测；3、检测需要大型仪器和专业的操作人员，对操作人员的要求较高，应用范围窄。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种简单，且重现性和稳定性好，同时能现场快速检测高粱中单宁含量的方法。

解决该技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高粱中单宁含量的试纸检测方法，包括如下步骤：

S1：硫氰酸铁试纸制备，该步骤包括：

   S11：取浓度为0.04～0.06mol·L^-1的硫氰酸铁水溶液和浓度为1.0%～3.0%的壳聚糖溶液置于烧杯中，充分混匀，其中硫氰酸铁水溶液与壳聚糖水溶液的体积比为1:1；

S12：将滤纸放入步骤S11制备的硫氰酸铁水溶液和壳聚糖水溶液的混合溶液中，充分润湿后取出避光，自然悬垂晾干，即得硫氰酸铁试纸，剪成纸片后使用锡箔纸封存备用；

S2：硫氰酸铁试纸标准色阶的制备，该步骤包括：

S21：取单宁标准样品溶于蒸馏水中，制成单宁浓度各不相同的N份单宁工作溶液，且该N份单宁工作溶液单宁的浓度范围为0～5.0 mg·mL^-1；

S22：向N份单宁工作溶液的每份中均置入1片步骤S1制备的硫氰酸铁试纸，然后再分别向所述N份单宁工作溶液中加入氢氧化钠水溶液调节pH值至7.0~9.0，混匀静置反应5～10min；

S23：取出硫氰酸铁试纸立即拍照，照片处理后制成硫氰酸铁试纸标准色阶；

S3：高粱样品中单宁含量的检测，该步骤包括：

S31：将高粱样品溶于浓度为75%的二甲基甲酰胺水溶液中得高粱储备溶液，其中高粱样品的质量与二甲基甲酰胺水溶液的体积比为1：20，然后将所述高粱储备溶液置于离心管中密封，并用搅拌器搅拌60min±1min，再以3000r/min离心15min，最后取上清液作为高粱样品单宁提取液；

S32：取步骤S31制备的高粱样品单宁提取液置于容器中，加入蒸馏水，震荡摇匀得到高粱样品的单宁待测溶液，然后将步骤S1制备的硫氰酸铁试纸置入高粱样品的单宁待测溶液中，再加入氢氧化钠水溶液调节pH值至7.0~9.0，混匀静置反应5～10min后取出硫氰酸铁试纸，将取出的硫氰酸铁试纸与步骤S2制备的硫氰酸铁试纸标准色阶进行对比，判断出高粱样品的单宁待测溶液的浓度，然后根据高粱样品的单宁待测溶液的体积计算得到单宁的含量。

进一步地，所述步骤S22和步骤S32中混匀静置的时间均为5min。

所述步骤S11中硫氰酸铁水溶液的浓度为0.05mol·L^-1。

相对于现有技术，本发明具有如下优点： 

1、由于本发明提供的对高粱中单宁含量的检测方法是先制备硫氰酸铁试纸和硫氰酸铁试纸标准色阶，然后再将硫氰酸铁试纸置入高粱样品的单宁待测溶液中，反应一定时间后，取出硫氰酸铁试纸与硫氰酸铁试纸标准色阶做比对，从而通过确定高粱样品的单宁待测溶液的浓度来最终确定高粱样品中单宁的含量，本方法不需要依靠负责的仪器，对操作人员的要求较低，同时操作简单，适合广泛应用。

2、本发明检测单宁方法中单宁检测试纸制备简单、方便、稳定性良好，实现了高粱样品中单宁的实时、快速检测。

3、本发明提供的对高粱中单宁含量的检测方法，可以避免大型仪器的使用和专业的操作人员，实现检测速度快，稳定性强，便于携带，同时外界因素对其的干扰较小，可以实现单宁的实时、现场快速检测。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

以下实施例中所用的氯化铁、硫氰酸胺、氢氧化钠、壳聚糖和单宁均为分析纯，用蒸馏水配制得实验溶液。

实施例1：一种高粱中单宁含量的试纸检测方法，包括如下步骤：

S1：硫氰酸铁试纸制备，该步骤包括：

   S11：分别取10mL浓度为0.05mol·L^-1的硫氰酸铁水溶液和10mL浓度为2%的壳聚糖水溶液，共同置于50mL的烧杯中，充分混匀； 

S12：将滤纸放入步骤S11制备的硫氰酸铁水溶液和壳聚糖水溶液的混合溶液中，充分润湿后取出避光，自然悬垂晾干，即得硫氰酸铁试纸，然后将该硫氰酸铁试纸裁剪成1cm×1cm的纸片，然后使用锡箔纸封存备用，制备好的硫氰酸铁试纸为淡红色；该硫氰酸铁试纸的最低检出限达10^-3mg·mL^-1，即能检出高粱样品的单宁待测溶液单宁的最小浓度为10^-3mg·mL^-1； 

S2：硫氰酸铁试纸标准色阶的制备，该步骤包括： 

S21：取1.0g标准单宁，用蒸馏水溶解并定容至100mL，避光条件下，加水稀释成8份单宁浓度分别为0.02 mg·mL^-1、0.04 mg·mL^-1、0.06 mg·mL^-1、0.08 mg·mL^-1、0.10 mg·mL^-1、0.12 mg·mL^-1、0.14mg·mL^-1、0.16mg·mL^-1、0.18 mg·mL^-1、0.20 mg·mL^-1的溶液作为单宁工作溶液；

S22：向上述8份单宁工作溶液的每份中均置入1片步骤S1制备的硫氰酸铁试纸，然后再分别向所述8份单宁工作溶液中10μL 浓度为10^-3mol·L^-1的氢氧化钠水溶液调节pH值至8.3，混匀静置反应5min；

S23：取出硫氰酸铁试纸立即拍照，照片采用现有的具有截图功能的软件进行截图处理，然后制成硫氰酸铁试纸标准色阶；立即指的是取出硫氰酸铁试纸后，再不做任何时间耽误直接拍照；

S3：高粱样品中单宁含量的检测，以泸州糯高粱作为高粱样品，该步骤包括：

S31：用移液管取20mL浓度为75%的二甲基甲酰胺水溶液进装有1.0g泸州糯高粱的离心管中，盖好密闭盖并用搅拌器搅拌提取60min±1min，再以3000r/min离心15min，取上清液作为泸州糯高粱样品单宁提取液；

S32：分别取泸州糯高粱单宁样品提取液1.0mL于10ml的试管中，加入蒸馏水9mL，震荡摇匀得到泸州糯高粱样品的单宁待测溶液，然后将步骤S1制备的硫氰酸铁试纸置入泸州糯高粱样品的单宁待测溶液中，再加入10μL 浓度为10-3mol·L-1的氢氧化钠水溶液调节pH值至8.3，混匀静置反应5min后取出硫氰酸铁试纸，将取出的硫氰酸铁试纸与步骤S2制备的硫氰酸铁试纸标准色阶进行对比，判断出泸州糯高粱样品的单宁待测溶液的浓度，然后根据泸州糯高粱样品的单宁待测溶液的体积计算得到高粱样品中单宁的含量。具体计算如下： 

泸州糯高粱中单宁含量以干基中单宁酸的质量分数（%）表示，按下面公式计算

式中，Y—泸州糯高粱样品中单宁的含量

X—泸州糯高粱样品的单宁待测溶液中单宁的浓度（mg·mL^-1）；

M —泸州糯高粱的质量（g）；

检测结果如表1：         

表1

实施例2-5采用与实施例1相同的检测方法，不同的是参数的选择，具体见表2。

表2

本发明的检测原理是：

在弱碱性环境中，Fe³⁺可分别与SCN^-和单宁发生络合反应生成紫红色的多元离子络合物。由于Fe³⁺与两种不同的配体结合，减小了形成类似络合物的可能性，从而提高了反应的选择性。在壳聚糖的存在下，显色质点增大，颜色加深，灵敏度提高，形成的多元离子化合物的颜色深浅与所检测单宁的含量成正比。

本发明中选择硫氰酸铁为基本的显色试剂。但由于硫氰酸铁在水中具有很好的溶解性，若单纯选择硫氰酸铁水溶液浸泡滤纸，测定时附着在滤纸上的显色剂硫氰酸铁会有很大一部分外溢到高粱样品的单宁待测溶液中。本发明方法通过添加壳聚糖水溶液，可有效地将显色剂硫氰酸铁固定于壳聚糖中，防止测定时显色剂硫氰酸铁的外溢。

在试纸的制作过程中，为使高粱样品的单宁待测溶液中的单宁与固定于滤纸上的硫氰酸铁充分反应，本发明最优选择浓度为0.05mol·L^-1硫氰酸铁水溶液。硫氰酸铁水溶液浓度为0.05mol·L^-1时单宁与硫氰酸铁反应显色后的硫氰酸铁试纸检测范围宽，检测灵敏度高(能检出最低单宁浓度为1mg·L^-1)，各个浓度色阶明显；硫氰酸铁水溶液浓度高于0.05mol·L^-1时，单宁与硫氰酸铁反应硫氰酸铁试纸显色结果区别不明显；而硫氰酸铁水溶液浓度低于0.05mol·L^-1时，试纸的检测限较高。其中检测限是指某一分析方法在给定的可靠程度内可以从样品中检测待测物质的最小浓度或最小量。

选用浓度为5.0mg·mL^-1单宁工作溶液，将硫氰酸铁试纸分别置于该单宁工作溶液中反应0 min、1 min、2 min、3 min、4 min、5 min、6min 后观察硫氰酸铁试纸变色情况。随着时间的增加，硫氰酸铁试纸上的硫氰酸铁与单宁反应量逐渐增加，硫氰酸铁试纸颜色不断加深，显色时间至6min时，显色液与单宁反应完全，试纸颜色至最深。而后随着时间的增长，硫氰酸铁试纸颜色趋于稳定，综合考虑反应灵敏度与准确性，本发明最优选择静置反应时间为5min。

选用浓度为5.0mg·mL^-1单宁工作溶液，用浓度为10^-3mol·L^-1的氢氧化钠水溶液分别调节至不同pH值，然后，硫氰酸铁试纸放入该单宁工作溶液中5min后取出，观察硫氰酸铁试纸的颜色变化。结果表明：pH值在7~9范围内，Fe³⁺与单宁可形成三配基络合物，硫氰酸铁试纸颜色变化最明显。在pH值＜7时Fe³⁺与单宁仅形成一配基或二配基络合物，硫氰酸铁检测试纸颜色变化不明显；而在pH值>9时，Fe³⁺可与OH^-反应生成Fe(OH)₃暗红色沉淀，严重干扰测定结果。故本发明中，为保证检测结果稳定可靠，单宁工作溶液的pH值和高粱样品的单宁待测溶液的pH值均调至7.0~9.0之间，最优选择pH值为8.3。

取本发明方法中制备的硫氰酸铁试纸5片，然后分别在常温、干燥、避光条件下保存时间3小时、3天、3周、3个月和半年，而后再将硫氰酸铁试纸与浓度为5.0mg·mL^-1单宁工作溶液反应显色，5片硫氰酸铁试纸的显色结果无明显差异，这说明本发明方法中制备的硫氰酸铁试纸稳定性良好。

  为了证明发明方法的准确性，采用实施例1中的方法和国标法分别对六种高粱样品进行检测，该六种高粱样品分别是一号吉林大红粱、二号辽宁大红粱、三号国窖红1号、四号青壳洋、五号辽宁527、六号黑龙江大红粱。加标1mL的0.1mg·mL^-1标准单宁进行验证，具体如表3。

表3

从表2中可以看出，实施例1中的方法的测定值与国标法测定值基本符合，这说明本发明方法的准确性高；实施例1的加标测定值可看出，该方法的测得的误差非常小，精确性高。 

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种高粱中单宁含量的试纸检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：硫氰酸铁试纸制备，该步骤包括：

   S11：取浓度为0.04～0.06mol·L^-1的硫氰酸铁水溶液和浓度为1.0%～3.0%的壳聚糖溶液置于烧杯中，充分混匀，其中硫氰酸铁水溶液与壳聚糖水溶液的体积比为1:1；

S12：将滤纸放入步骤S11制备的硫氰酸铁水溶液和壳聚糖水溶液的混合溶液中，充分润湿后取出避光，自然悬垂晾干，即得硫氰酸铁试纸，剪成纸片后使用锡箔纸封存备用；

S2：硫氰酸铁试纸标准色阶的制备，该步骤包括：

S21：取单宁标准样品溶于蒸馏水中，制成单宁浓度各不相同的N份单宁工作溶液，且该N份单宁工作溶液单宁的浓度范围为0～5.0 mg·mL^-1；

S22：向N份单宁工作溶液的每份中均置入1片步骤S1制备的硫氰酸铁试纸，然后再分别向所述N份单宁工作溶液中加入氢氧化钠水溶液调节pH值至7.0～9.0，混匀静置反应5～10min；

S23：取出硫氰酸铁试纸立即拍照，照片处理后制成硫氰酸铁试纸标准色阶；

S3：高粱样品中单宁含量的检测，该步骤包括：

S31：将高粱样品溶于浓度为75%的二甲基甲酰胺水溶液中得高粱储备溶液，其中高粱样品的质量与二甲基甲酰胺水溶液的体积比为1：20，然后将所述高粱储备溶液置于离心管中密封，并用搅拌器搅拌60min±1min，再以3000r/min离心15min，最后取上清液作为高粱样品单宁提取液；

S32：取步骤S31制备的高粱样品单宁提取液置于容器中，加入蒸馏水，震荡摇匀得到高粱样品的单宁待测溶液，然后将步骤S1制备的硫氰酸铁试纸置入高粱样品的单宁待测溶液中，再加入氢氧化钠水溶液调节pH值至7.0～9.0，混匀静置反应5～10min后取出硫氰酸铁试纸，将取出的硫氰酸铁试纸与步骤S2制备的硫氰酸铁试纸标准色阶进行对比，判断出高粱样品的单宁待测溶液的浓度，然后根据高粱样品的单宁待测溶液的体积计算得到单宁的含量。

2.根据权利要求1所述的高粱中单宁含量的试纸检测方法，其特征在于：所述步骤S22和步骤S32中混匀静置的时间均为5min。

3.根据权利要求1所述的高粱中单宁含量的试纸检测方法，其特征在于：所述步骤S11中硫氰酸铁水溶液的浓度为0.05mol·L^-1。