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纺织技术 原棉含糖量的检验与实践

发布日期:2025-03-22  点击次数:

  (3)将称重的5个小样分别装入5个150ml烧杯中■★■■,加入40ml蒸馏水和10ml贝纳迪克特试剂,在电炉上加热煮沸1-2min,并不断搅拌。

  利用葡萄糖氧化酶与萃取液中的葡萄糖进行化学反应,生成一种副产品过氧化氢★◆■◆,随后过氧化氢与一种无色染料反应,将染料氧化成绿色■◆◆★◆,颜色的亮度与最初的葡萄糖含量成正比,因此可以通过颜色亮度来确定含糖的多少。这种方法只对葡萄糖敏感,而对其他糖分无法测量◆◆。

  由上述介绍的方法可以看出都是以对棉的萃取液为分析对象,然后采用化学试剂处理,再进行滴定或分光光度分析或电极沉积等方法,其本质问题:

  分光光度法依据于糖醛含量与棉糖浓度存在的线性关系◆★◆,可操作性强,是目前国内外测试棉糖量的主流方法。ISO/DIS18068-2014《棉纤维糖含量的测试方法分光光度法》是由ISO/TC38/SC23正式确认的国际标准★◆★■★。现行国家标准GB/T16258-2008《棉纤维含糖试验方法定量法》以及已经废除的GB/T16258-1996《棉纤维含糖试验方法定量法》均是利用3★★,5-二羟基甲苯-硫酸法将棉纤维中单糖和多糖分解成为糖醛衍生物,形成明显的橙色络合物,差别在于现行标准的样品准备增加了真空抽滤设备■■★★,按公定回潮率折算含糖率◆■◆★★■,并删除了回收率等■■。

  为了将特定的非还原性糖水解成还原性糖◆◆■★★◆,同时对其他种类的糖基本上没有影响,水解液浓度选用2■★■◆.0mol/L的硫酸溶液,以使蔗糖、松三糖完全转化,并且对其他糖分影响最小,这样滴定结束点就能准确地得到◆■◆★。水解液浓度选择见表2。

  将需测试的样本溶解于水中,加入少量的巴氏试剂,摇匀后在沸水中加热。反应时间约为3分钟。如果测试样本是还原糖,混合物中会形成红黄色的沉淀物。这是因为还原糖会将硫酸铜中的二价铜离子(Cu2+)还原成一价亚铜离子(Cu+),并以氧化亚铜(Cu2O)的形式沉淀出来。如果溶液中还原糖含量较低,产生的氧化亚铜便会相应减少,因此试验后可能只会出现绿色◆■、混浊的黄色或橙色沉淀物。

  葡萄糖氧化酶的方法可以测得原棉中蜜露糖所有的成分,利用生化酶、葡萄糖氧化酶测量昆虫污染过的原棉中糖的总含量,是一种可信的确定昆虫污染程度的方法◆■◆■★★,且对环境没有污染,但无法实现快速■★◆■■、精准的测量。

  测量的主要试验过程★■★■:向萃取得到的棉纤维糖溶液中★■★,先后加入足量的铁K3[Fe(CN)6]★★■、碳酸钠★★◆,去氧化还原性的糖,生成亚铁K4[Fe(CN)6],在指示剂的指示下,用硫酸铈酸性溶液滴定试验液,测定亚铁的含量,因为亚铁与可氧化还原性糖的含量成比例★◆■★★◆,由此可计算出原棉中的含糖量◆■◆■■。

  用一连串的酶将各种糖分转化成葡萄糖■◆,将此溶液与另一种相应的酶反应生成葡萄糖化合物,用分光光度滴定法测量生成物◆■★◆,然后定量计算出葡萄糖总量。这种方法能区分原棉中糖的种类■◆■★■■,操作简单、快速■◆★■■◆。铁测试法主要是依靠氧化剂氧化原棉中的还原性糖◆■■★◆★,这类方法依靠费时的滴定或棉样的煮沸■■◆,并且只是根据颜色对棉含糖量进行估计◆★★■,葡萄糖氧化酶的检测方法是定量的,试验结果是可重复,能准确地测量原棉中特殊的糖分■■。

  用硫酸水解萃取液★★,将蔗糖、松三糖等特定的非还原性的糖水解成还原性的糖,然后再滴定测量还原性糖的总含量,这样测得的总含量就包括蔗糖和松三糖。这种测试方法与铁测试法的区别仅仅在于:

  高效液相色谱法(HPLC)可以用来确定棉纤维萃取液中糖的浓度◆★,通过分光光度计■★◆、高性能阴离子交换套色板来实现■◆★。这是一种高效的鉴定、量化单种糖存在的方法■◆★■,但主要缺点是费时,而且对设备有严格要求。

  铁测试法■■◆■◆,又叫Perkins法,是一种手工化的测量方法,具有快速■◆★、简单、准确、可重复、成本低的优点,所需器皿如加热板、烧杯等是常见仪器,所用试剂有铁、碳酸钠、硫酸铈等,都是在市场上容易买到且便于长期储藏的试剂◆◆★★★。自从20世纪70年代以来,铁测试法被纺织企业和检测部门广泛应用,主要测试还原性糖■★,如葡萄糖、果糖■◆,对非还原性糖如蔗糖、松三糖等无法测量,非还原性糖在蚜虫污染的原棉中含量较高,占总含糖量的35-40%,而粉虱污染和未污染的原棉中含量比较少(20%左右),所以这种方法用来测粉虱污染和未污染的棉花准确性高,而用来检测蚜虫污染的棉花准确性就大大降低★■◆★◆。

  这种方法以葡萄糖氧化酶和葡萄糖的反应为基础,葡萄糖氧化酶被固定在两层薄膜之间★■■◆■。底层的葡萄糖因为进入酶层而被氧化生成过氧化氢,过氧化氢经过一层纤维素醋酸盐隔膜到达铂金电极,并再次被氧化,产生的气流量与原棉中糖的含量成正比◆★。

  (2)冷却到室温■★,加入10毫升(0■◆■◆.4mol/L)氢氧化钠溶液中和其中的酸。

  比色法是一种简单方便的检测含糖的方法,可以定性检测原棉含糖★■★,不能定量检测具体的含糖量指标。

  原棉中的糖分为一般分为生理糖和昆虫蜜露糖◆★★。生理糖来自棉株本身◆◆,主要有葡萄糖、果糖★◆、蔗糖;昆虫蜜露糖是棉铃吐絮后遭受虫害而形成的■■★■★■。通常这类昆虫主要有白粉虱★◆★、蚜虫等。昆虫可以将取食的糖类消化转化为20多种糖,主要是海藻糖、松三糖、果糖、蔗糖和葡萄糖等■◆★。原棉上正常带有的糖分是不影响纺纱加工的★■■,但当含量过高时,易造成贮存发霉★■◆★★■、变质,纺纱过程中易造成缠绕与断头■■★,影响成纱质量■★,因此检验原棉中的含糖量越来越受到重视★◆★。

  蔗糖先被β-果糖苷酶水解生成果糖和葡萄糖★★,然后果糖和葡萄糖被磷酸化生成相应的磷酸盐,最终生成的NADP可以用分光光度滴定法测得,进而可计算得各种糖的总含量,反应方程式如下所示★★■◆★◆:

  (4)用镊子取出挤干的小样◆★★◆★,将约30ml溶液倒入比色管中,目测比色并分级■◆■。

  来源:刘建林 浙江华飞轻纺有限公司、王芳平 湖州市质量技术监督检测研究院

  目前原棉含糖量的检测方法主要有目视比色法、可见光分光光度法★■、紫外分光光度法等,国内外近年来常见的检验方法有两大类:一是基于氧化糖中还原性糖的方法,以铁测试法为代表;一是基于分解酶的方法★◆■。

  将水解后的萃取液加入盐酸中,在密闭试管中加热到95℃,保持此温度加热2h,防止蒸发发生◆■◆◆★,保证所有的低聚糖完全水解并没有伴随物影响葡萄糖的量,降至室温用氢氧化钠中和,然后用2700型生物分析仪来检测葡萄糖的含量■★◆■。它的工作电极为铂电极,由三层覆盖,第一层是聚碳酸酯◆★,第三层是纤维素醋酸盐,将葡萄糖氧化酶固定在中间层,溶液中的葡萄糖通过第一层与葡萄糖氧化酶反应,生成过氧化氢,第三层仅允许小分子的过氧化氢通过与电极接触,生成气体■■◆■,由气流的量就可以计算出葡萄糖的含量◆■◆◆。

  (2)在150ml烧杯中,加蒸馏水40ml和10ml贝纳迪克特试剂,加热煮沸1-2min,倒入比色管作为不含糖的标样■■◆◆★。

  铁还原的方法只能测得蜜露糖中一部分糖的含量,且使用的化学试剂对环境有污染。

  (1)从试验样品中均匀抽取32丛◆■★,构成8-10g试样★★,去掉棉籽、叶屑和尘土,充分混合后◆◆◆,取出5个小样,每个重1.00g。

  (2)均是传统的化学测量方法■■◆◆★◆,近代或现代物理、化学的方法涉及很少,如: 快速傅立叶红外法(FTIR)、衰减全反射法(ATR)、电泳法★◆◆、高性能反射积分球分光光度仪法等固定物直接测量法■◆★■。

  (3)接下来的步骤和改进前的一样,包括加入铁溶液后再一次煮沸,仅增加了一步简单的化学水解反应,不需增加复杂的★★◆、昂贵的物理仪器◆★■★◆。

  贝纳迪克(benedict)试剂是一种由硫酸铜■★★■◆◆、柠檬酸钠和无水碳酸钠配置而成的浅蓝色化学试剂,是斐林试剂的改良试剂,可以存放备用,避免了斐林溶液必须现配现用的缺点。

  (1)将整部分待分析的萃取液注入一个125ml的厄伦梅厄烧瓶里面★★◆,并加入10毫升(0.2mol/L)硫酸溶液,然后在加热金属板上加热2分钟,将蔗糖和松三糖转化成可还原性的糖★◆★◆,糖的完全转化可由高效液相色谱法验证◆★★◆★◆。

  与改进前的测试方法相比,改进后的测试方法将松三糖■★■◆◆■、蔗糖等非还原性糖也包含在内了,与实际情况更为接近,数据可靠性更强。

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