[棉纤维含糖量测试方法的研究] 棉纤维含糖量检测实验

时间：2019-04-13 03:18:23　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：棉纤维的含糖量直接影响棉花质量和纺纱工艺，本文综述了国内外棉纤维含糖量的测试方法及其研究进展，提出了其测定方法研究的未来发展趋势。　　关键词：棉纤维；含糖量；检测
　　原棉中的糖分为生理糖和昆虫蜜露糖。生理糖由于棉纤维是一种喜光植物，棉纤维中的纤维素经过光合作用，叶绿素合成的葡萄糖等还原糖，进入棉纤维细胞里，再经聚合，形成双糖和单糖，表现为果糖、葡萄糖和蔗糖。昆虫蜜露糖是棉作物长有蚜虫、红铃虫等昆虫后，昆虫的分泌物粘附并干涸于吐絮后的棉纤维上称为外源糖，而棉作物被害虫啮食，伤口流出的愈伤性粘液，从生长期及位置上皆无法粘附于成熟吐絮后的棉纤维上[1]，产生的糖主要为海藻糖、松三糖、果糖、蔗糖和葡萄糖等[2]。
　　棉纤维的含糖量直接影响棉花质量和纺纱工艺，高含糖量引起的粘性不但直接影响棉花的加工速度和质量（包括皮辊轧花和锯齿轧花），而且对纺纱质量和效率的影响也非常重大。棉纤维含糖量过高会使其粘着于纺织机械表面，影响工作效率，降低纺织性能；棉纤维含糖量过高，粘性很强，会粘结成块，容易导致形成极易断裂的不均匀的棉纱，还可能聚集起来，造成纺织机械和输送管道的堵塞；发生“三绕” 现象（绕皮辊、绕罗拉、绕皮圈），严重时将导致生产中断[3]。对棉纤维含糖量的研究，已引起人们普遍的重视。本文通过对国内外棉纤维含糖量主要测试方法的分析、比较，提出了其测定方法研究的未来发展趋势。
　　1 基于酮基和醛基还原性的氧化还原法
　　棉纤维中含有生理糖和昆虫蜜露糖，具体可分为果糖、葡萄糖、蔗糖、海藻糖、松三糖等，根据它们的特性，可分为还原糖和非还原糖。还原糖大多含有还原性基团，例如果糖中含有酮基(—R—CO—R’)，葡萄糖中含有醛基（—CHO）。由于醛基和酮基具有还原性，因而根据此特性测试棉纤维中的含糖量，主要可分为还原糖测试和非还原糖测试两大类。
　　1.1 还原糖测试法
　　(1)Benedict定性法[4-5]。Benedict定性法利用含有二价铜离子（Cu2+）的显色剂溶液与棉纤维中果糖和葡萄糖含有的酮基和醛基进行氧化还原反应，生成氧化亚铜沉淀以及相关络合物。由于生成的氧化亚铜含量不同，溶液显示不同颜色。溶液最终显示呈现5种颜色，即天蓝色、浅草绿色、绿色、黄绿色和茶色，对照标准色卡目视比色，确定含糖等级。由于氧化亚铜沉淀很快沉降，故该法颜色稳定性差，适合于定性研究。
　　(2)Fhelin-Massat法，是国际上常采用的一种棉花含糖量的测定方法[6]，用罗氏盐(C4O6H4KNa)与Cu2+形成络合物。试剂由溶液A(硫酸铜+ 次甲基蓝)、溶液B(氢氧化钠+罗氏盐+亚铁氰化钾)两种溶液组成[7-8]，当A、B两溶液混合时，硫酸铜与氢氧化钠形成天蓝色的氢氧化铜沉淀，罗氏盐与沉淀的氢氧化铜作用形成了可溶性的络合物，用棉纤维的还原糖溶液进行热滴定。由于次甲基蓝的指示特性，当溶液中的铜全部被还原后，次甲基蓝变为无色溶液，表示反应到达终点，即可计算出棉纤维中糖的含量。
　　(3)DNS比色定性法[7-10]。与Benedict法相似，Marsh等通过显色剂3，5-二羟基水杨酸（DNS）与还原糖共热反应生成棕红色的3-氨基-5硝基水杨酸的显色特性，在一定范围内，还原糖的浓度与最后生成的3-氨基-5硝基水杨酸溶液的颜色强度呈一定比例，则可通过比色法来判断棉纤维中的含糖量。不过，Perkins[11]认为该方法受提取背景颜色、样品中分解的氧、颜色稳定性变化的干扰，方法的灵敏度有限。
　　(4)铁氰化钾定量法。铁氰化钾测试法又叫Perkins [2]法，利用铁氰化钾（K3Fe[CN]6）与棉纤维中的还原糖（果糖、葡萄糖）中的酮基和醛基进行氧化还原反应，生成亚铁氰化钾（K4Fe[CN]6）溶液，在邻菲罗琳一硫酸亚铁指示剂下，用标准的硫酸铈酸性溶液滴定亚铁氰化钾溶液，终点溶液由棕红色突变为黄绿色，测定亚铁氰化钾的量，因为亚铁氰化钾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[12]。由于棉花糖分中非还原性糖如蔗糖、松三糖等无法测量，非还原性糖在蚜虫污染的棉花中含量较高，占总含糖量的35%～40%，而粉虱污染和未污染的棉花中含量比较少（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，而用来测蚜虫污染的棉花准确性就大大降低[13]。
　　(5)DNS可见光分光光度计定量法。范雪荣等人[14]通过显色剂3,5-二羟基水杨酸（DNS）的显色特性，通过与棉纤维中还原糖进行氧化还原反应，生成棕红色的3-氨基-5硝基水杨酸，再基于分光光度法的Lambert-Beer定律[15]中溶液吸光度与溶液浓度的线性关系，根据待测溶液的吸光度，运用标准曲线求出还原糖的浓度。
　　1.2 非还原糖的测试法
　　蒋利人等人[16]将棉花中的非还原性糖通过强酸的作用进行水解转化成还原性糖（果糖和葡萄糖），然后用等量的碱中和，再用Benedict法测定棉花中含糖的量。通过该方法可以计算出棉纤维的总含糖量。
　　2 基于糖醛衍生物法的检测方法
　　基于糖醛衍生物法的检测方法主要是由于糖类化合物在浓酸中可以分解形成糖醛化合物，由于糖醛含量与棉纤维中的糖分浓度存在线性关系，通过分光法或者紫外分光法可以对其进行定量研究。该方法可操作性强，是目前国内测试棉纤维含糖量的主流方法。
　　2.1 3,5-二羟基甲苯-硫酸法
　　Sisman等[17]发现，3,5-二羟基甲苯浓硫酸可将棉纤维中单糖和多糖分解成为糖醛衍生物，形成明显的红色络合物，根据糖分浓度的不同，显色程度由深到浅，可通过分光光度计进行测试。我国行业标准SN/T 0311.1—94《进出口棉纤维含糖检验方法定量法》[18]和国家标准GB/T 16258—2008《棉纤维含糖试验方法定量法》[19]中关于棉花含糖量的测试也是基于此原理。
　　2.2 烯醇化UV法。

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