滴定标准曲线法测定核桃青皮中单宁质量分数1)

2017-03-13张素华

东北林业大学学报 2017年2期

关键词：单宁酸青皮单宁

张素华

(山西省林业科学研究院,太原，030012)

滴定标准曲线法测定核桃青皮中单宁质量分数1)

张素华

(山西省林业科学研究院,太原，030012)

利用滴定标准曲线法测定核桃青皮中单宁质量分数，研究结果表明：采用体积分数30%的乙醇作为单宁提取剂，提取效果稳定性好，精密度高，相对标准偏差为1.27%，加标回收率为94.91%。

核桃青皮；单宁测定方法；络合滴定法

A method was developed for the determination of tannin in walnut peel using standard titration curve. This method has the advantages of simple operation and high precision, with the relative standard deviation (RSD) of 1.27% and the recovery rate of 94.91%.

核桃(JuglansregiaL)是核桃属(Juglans)植物中经济价值最高的一种,在我国栽培历史悠久,资源丰富,目前，中国经济林产值占林业总产值的四分之一，其中2008年，中国核桃总产量达到83万t，居世界前列。核桃青皮是核桃未成熟时外部的一层厚厚的绿色果皮，核桃青皮的药用历史悠久，据《本草纲目》等祖国传统医学专著及当代国内外植物图鉴记载，胡桃属青皮辛、苦、涩、微寒，广泛用其入药用以抑制多种肿瘤生长、治疗白血病、清热、解毒、止痢、明目、消炎等。现代药理学研究了核桃青皮多酚的抗氧化性[1-2]和核桃青皮单宁抗肿瘤活性成分[3]。核桃果实采收后脱掉大量的核桃青皮，青皮产量是核桃产量的1.3倍，核桃青皮一直作为废弃物没被利用，由于碱性较强，有毒，对某些植物生长产生抑制作用，大量青皮堆放在田间、地头或沟边不仅污染环境,也是自然资源的浪费。

植物单宁含量测定方法多达几十种，国际通用的方法是皮粉法，此方法缺点是用质量法测定需经过过滤、干燥、称质量，样品耗用量大，测定时间长，一般样品单宁测定需20 h，不适合大批样品的快速测定。王全杰[4]、曹鹏飞[5]分别用络合法测定了核桃青皮中单宁，何照范[6]采用快速络合法测定刺梨中单宁含量。本研究在现有文献[4-7]基础上，通过试验确定核桃青皮单宁提取剂种类、体积分数、核桃青皮提取液反应体积，建立一种快速测定核桃青皮单宁含量的方法，为核桃青皮开发利用提供帮助。

1 材料与方法

材料:核桃青皮采自山西省汾阳核桃种子园，辽核2号，手工剥离得到核桃青皮，鼓风干燥箱60 ℃烘干4 h，植物粉碎机粉碎过20～40目筛，密封保存，备用。

试剂：乙二胺四乙酸二钠(AR)，天津市致远化学试剂有限公司；乙醇(AR)，天津市申泰化学试剂有限公司；氨水(AR)衢州巨化试剂有限公司，氯化铵(AR)，衢州巨化试剂有限公司；醋酸锌(AR)，天津市大茂化学试剂厂；铬黑T(AR)，天津市光复精细化工研究所；单宁酸(AR)，天津市光复精细化工研究所。

仪器：HH数显恒温水浴锅(江苏金坛市金城国胜实验仪器厂)；101-3A鼓风干燥箱(上海苏进仪器设备厂)；低速离心机(安徽中科中佳科学仪器有限公司)；电子天平上海皓庄仪器有限公司。

水分含量测定：质量法，105 ℃常压烘干。

1.1 滴定标准曲线的制备

0.08 mol/L醋酸锌溶液：称取17.560 0 g醋酸锌[Zn(CH3COO)22H20]加水溶解，再加数滴冰醋酸，以水定容至1 000 mL，摇匀。

0.005 mol/L EDTA溶液：称取1.85 g乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)加水溶解，以水定容至1 000 mL，摇匀。

pH=10 NH4CI-NH4OH缓冲液：称取67.5 g NH4CI溶于200 mL水中，加570 mL浓氨水，再加水至1 000 mL。

铬黑T指示剂：称取0.5 g铬黑T加4.5 g盐酸经胺(以少量水溶解)，加95%乙醇100 mL溶解。

单宁酸标准曲线制备:称取105 ℃下烘干3 h的单宁酸纯品0.100 0 g，加水溶解，定容到100 mL，混匀，取7个50 mL容量瓶，均匀加入5 mL 0.08 mol/L醋酸锌及1.4 mL浓氨水，摇动至沉淀完全溶解。分别加入上述单宁酸标准液0～15 mL，摇匀，35 ℃恒温水浴中放置30 min，间歇搅拌数次，反应完毕，加水至50 mL，混匀，过滤，取滤液5 mL，加20 mL水，2.5 mL pH=10缓冲液，3滴铬黑T溶液，以0.005 mol/L EDTA溶液滴定，终点由酒红色变为天蓝色，以所消耗的EDTA体积(mL)为横座标，相对应的单宁酸质量(mg)为纵座标制备单宁酸滴定标准曲线。

通过测定得到单宁酸滴定标准曲线，如图1所示，并得到回归方程：y=-8.529x+73.29，R2=0.999，呈现良好的线性。

图1 单宁酸滴定标准曲线

1.2 样品溶液的制备

取备好的核桃青皮原料10 g(精确至0.001 g)，放入200 mL的锥形瓶中，加一定体积的提取剂，在60 ℃条件下提取40 min，趁热离心，倒出上清液，沉淀部分再次加入一定体积提取剂，提取30 min，趁热离心。合并2次提取得到的上清液于250 mL容量瓶中，定容，作为样品溶液待用。

1.3 单宁质量分数测定

量取一定体积样品溶液加入50 mL容量瓶中，置水浴中(35±2)℃预热15 min，提取液缓缓加入到含有醋酸锌和浓氨水的容量瓶中，边加边搅拌，按1.1单宁酸滴定标准曲线制备方法进行反应和测定，另外取相同体积的提取液，不加醋酸锌做空白测定，样品溶液滴定消耗的EDTA体积减去空白测定消耗的EDTA体积，代入回归直线方程式y=-8.529x+73.295中，即可算出样品溶液中单宁质量，换算成100 g核桃青皮中单宁质量分数，计算公式如下。

式中：Y核桃青皮单宁质量分数；X为EDTA消耗体积(mL)，N为分取倍数；M为核桃青皮质量(g)；W为核桃表皮水分(mL)。

2 结果与分析

2.1 单宁的提取方法比较

核桃青皮单宁的提取方法对其单宁测定很重要，单宁可溶于水、乙醇、甲醇、丙醇等有机溶剂中，甲醇和丙醇都具有毒性，对人体伤害比较大，考虑到实际应用过程中的安全性问题，采用水和乙醇作为提取剂提取单宁；近年来，超声波技术是天然产物有效成分提取非常有效的方法。表1试验结果显示，30%乙醇提取单宁效果最好，可能是乙醇的存在，避免了蛋白质、糖及果胶类物质的溶出，提高了溶剂的浸提效率。本试验超声波辅助提取没有起到效果。

表1 不同提取方法比较

2.2 不同体积分数的乙醇对单宁提取效果比较

由表2可见，乙醇体积分数为20%时单宁提取效果最好，提取液颜色深，提取出的单宁质量多，乙醇体积分数为20%和30%时单宁提取效果差不多，络合反应沉淀量都很多，但乙醇体积分数为20%时，络合产生的沉淀过滤困难，可能是提取出粘性物质较多，考虑试验过程操作性，选择乙醇体积分数30%作为单宁测定的提取剂。

表2 不同体积分数乙醇对单宁提取质量影响

2.3 样品溶液取样体积的确定

吕湘林等[9]研究表明，络合法测定单宁质量分数中表明，Zn2+有较好的选择性，只与单宁结合，以过量的醋酸锌为络合剂加到单宁溶液中，溶液中多余的Zn2+用EDTA滴定。

表3可见，取1.2制备的样品溶液与络合剂醋酸锌反应，样品溶液体积小于10 mL，络合剂醋酸锌与单宁酸不形成沉淀，只形成胶体；样品溶液体积大于10 mL，络合剂醋酸锌单宁酸立即形成沉淀；当样品溶液体积大于15 mL，EDTA消耗量变化不明显，说明络合剂醋酸锌与样品溶液中单宁完全反应。由于核桃青皮单宁中主要成分为色素，样品溶液体积太大，溶液颜色很深，不仅空白测定消耗较多的EDTA，而且滴定终点不好判断，因此样品溶液取样体积为10 mL较为合适。

表3 不同体积样品溶液络合结果

2.4 标准滴定曲线法测定单宁质量分数方法的评价

(1)精密度。取同一样品溶液10 mL，测定单宁质量分数，7次测定的结果如表4，以实际测得的样品质量值来衡量时，相对标准偏差值为1.27%，小于2%，表明该测定方法精密度很高。

表4 精密度试验结果

注:7次测定单宁质量平均值为5.087 3 mg，相对标准偏差值为1.27。

(2)重现性。5个同样处理的样品溶液，其单宁质量测定结果相对标准偏差为1.3%，表明该测定方法具有较好的重现性。

(3)准确性。由表5可知，加标回收试验的平均回收率为94.91%，相对标准偏差为1.11%，小于2%，说明该测定方法具有很好的准确度。

表5 加标回收试验结果

注：平均回收率94.91%，相对标准偏差1.11%。

2.5 不同品种核桃青皮中单宁质量分数比较

分别称取不同核桃青皮样品，按1.2方法制备样品溶液，按1.03方法测定单宁质量分数。测定结果：新鲜核桃青皮中单宁质量分数9.1%，在冰柜中冷冻储藏2个月后，单宁质量分数下降到6.4%；自然风干得到的核桃青皮单宁质量分数为5.9%，室温放置2 a后核桃青皮单宁质量分数下降到3.85%；韩城核桃青皮中单宁质量分数为0.63%；麻田核桃青皮中单宁质量分数为10.67%。新鲜核桃青皮中单宁质量分数最高，自然风干后核桃青皮中单宁质量分数下降；新鲜核桃青皮和自然风干青皮储藏过程中单宁质量分数都会下降，这是因为核桃青皮中单宁极容易氧化的结果。韩城和麻田2个地方的核桃品种青皮中单宁质量分数很低。