全 文 ：文章编号:1001 - 4829(2007)04 -0782 - 05
收稿日期:2007 - 02 - 16
基金项目:林业部国家标准项目的部分内容
作者简介:包松莲(1973 -),女 ,云南鹤庆人(白族 ),硕士 ,助理
研究员 ,主要从事经济林培育及其利用研究 , *为通讯作者。
苏木科云实属植物塔拉单宁分析方法研究
包松莲 ,李志国* ,张建云
(中国林业科学研究院资源昆虫研究所 ,云南 昆明 650224)
摘 要:改进和完善了苏木科云实属植物塔拉单宁的提取方法 ,在提取过程中使用脱脂纱布和滤布替代石英砂 ,提取温度从 60℃
至沸腾 ,每次升温 4℃,共提取 10次 ,其中前 6次各提取 1 h,后 4次各提取 30m in。用紫外分光光度法和皮粉重量法测定塔拉单
宁的含量 ,对测定结果进行统计学处理 ,发现两种方法测定结果为极显著差异 ,相关系数为 0. 1065, 二者之间的相关性极低 ,在塔
拉单宁的测定中紫外分光光度法不能取代皮粉重量法。
关键词:塔拉;塔拉单宁;提取;皮粉重量法;紫外分光光度法
中图分类号:S793 文献标识码:A
Study on the ana lysing m ethods of tannin of Tara
(Caesalpinia spinosa Kuntze, Tara)
BAO Song-lian, LI Zh i-guo* , ZHANG Jian-yun
(Research Ins titu te of Resou rce Insect, CAF, Yunn anKunm ing 650224, Ch ina)
Abs tract:The extraction method of tann in from Tara had been im p roved and perfected. The absorb ent gauze and fi lter cloth w ere u sed to re-
p lace quartz sand in the course of d raw ing. The extraction tem peratu re w as from 60℃ to boil and rose every tim e to w arm up 4℃. Th e ex-
traction t im e w as tota lly ten tim es. Th e former s ix tim es extracted 1 hour and the later 4 tim es extracted 30m inutes each tim e. The conten t
of Tara tann in was analyzed by u ltraviolet spectrom etry and h ide powder method. The resu ltw as carried ou t by s tatistics. Itw as show ed th at
the resu lt of th ese tw o m ethod s had notab le d iscrepan cy. The corre lation coeff icien tw as 0. 1065. The relativity was low very mu ch between
tw o m ethod s. The u ltraviolet spectrom etry can not rep lace h ide pow der method in the detection of Tara tannin.
Key words:Tara;Tara tann in;extraction;h ide powder m ethod;u ltrav iolet spectrom etry
塔拉 (Caesalpinia spinosa Kun tze, Tara),属于苏
木科(云实科 )Caesa lp iniaceae云实属 Caesalpinia L.
中常绿具刺灌木或小乔木 ,原产南美洲 ,秘鲁的塔拉
资源居世界各国之首 ,约占世界产量的 80%[ 1] 。中
国无塔拉的自然分布 , 20世纪 90年代初 ,中国林业
科学研究院资源昆虫研究所在国家有关部门的大力
协助下 ,从秘鲁引进 ,首先在云南易门县繁育成功 ,
并推广至四川 、贵州 、广西 、海南等省 (区 )。 10余年
的研究结果表明 ,塔拉适宜在中国的干热 、干暖河谷
地区栽培[ 2 ～ 3] ,所产塔拉豆荚的单宁含量在 55%以
上 ,多糖达 25%以上 [ 4 ～ 5] ,能生产上百种广泛用于
医药 、化工 、食品添加剂等的产品 ,是一种珍贵的经
济树种。
为完善中国塔拉单宁的测定系统和促进塔拉的
发展 ,在借鉴五倍子单宁提取及测定方法 [ 6]的基础
上 ,并根据提取 、测定方法的实用性 、易操作性等 ,对
塔拉单宁提取及含量测定的方法进行了研究和改
进。目前 ,国内对塔拉单宁的测定方法主要有经典
的皮粉重量法 、锌离子络合法 、分光光度法等[ 7 ～ 9] ,
锌离子络合法 [ 10]在同一个人操作的条件下 ,和皮粉
重量法有较好的相关性 ,重复性也较好 ,但因不同人
对颜色的敏感程度有差异 ,导致同一样品不同人测
定的结果有差异。因此 ,作者采用皮粉重量法和分
光光度法测定塔拉单宁的含量 ,并通过统计分析 ,确
定适宜的测定方法 ,从而推进中国塔拉的发展。
782
西 南 农 业 学 报
Sou thw est Ch ina Journal of Agricu ltu ral Sciences
2007年 20卷 4期
Vo l. 20 No. 4
DOI牶牨牥牣牨牰牪牨牫牤j牣cnki牣scjas牣牪牥牥牱牣牥牬牣牥牰牫
图 1 塔拉单宁抽提示意图
Fig. 1 The ch art of traction of Tara tannin
1 材料与方法
1.1 材料
1. 1. 1 塔拉豆荚 分别采自易门县县城 、十街 、小
绿汁 ,鹤庆县黄坪 ,景东县城 ,四川攀枝花等试验点 。
塔拉豆荚样品采用四分法取样 ,称约 100 g塔拉豆
荚 ,用剪刀剪碎 ,除去塔拉豆 ,将豆荚壳用植物粉碎
机粉碎至全部通过 20目标准分样筛 ,装入具塞广口
瓶备用 。
1. 1. 2 实验仪器 、药品及试剂 恒温水浴锅 ,温度
能正常控制 ±2℃;紫外分光光度计 Unico, UV-
2102;振荡器:回旋振荡器 ,国华 HY-5, 120 r /m in;平
底蒸发皿: 70 mm , h 25 mm ,边圆底平 ,硬质玻璃;
其它玻璃器皿。
经过改进的卜式浸提器 ,见图 1。
纱布 、滤布:脱脂纱布和 100目白夏布 ,使用前
需用蒸馏水煮沸和洗涤几次 ,除去杂质。用后再煮
沸几次备用;不能用肥皂洗 。
铬皮粉:略带灰蓝色羊绒状粉末 ,须符合标准
LY /T 1639 - 2005
[ 10] ;高岭土:AR。
溶液配制:
(1) 1%明胶氯化钠溶液:1g CR明胶加 10g
ARNaC l,溶于 100 mL水中 ,水温不超过 60℃,溶液
pH值为 4. 7(可用酸或碱调节 ),溶液最好用时现
配 。
(2) 1%FeC l3 溶液:1. 0 g FeC l3 6H 2O溶于
100mL水中。
(3) F-D:于盛有 750 mL水的 1000 mL烧瓶中
加入三级 Na2WO 4 2H 2O 100 g, H7 [ P(Mo2O 7)6]
xH2O 20 g及三级 H3PO 4 50mL,回流 2 h,冷却后
稀释成 1 L。
(4)饱和碳酸钠每 100 mL水中加入三级无水
N a2CO 335 g,在 70 ～ 80℃时溶解 ,静置过夜;于过饱
和 N a2CO3溶液中投入极少量 Na2CO3 10H 2O结晶
作为晶种 ,待全部晶体析出后 ,过 200目。
(5)单宁酸标准溶液:南京林化所提供的单宁
酸 ,用水溶解纯单宁酸 (用皮粉重量法测定单宁的
纯度后换算成纯品 )50 mg,转移入 500 mL容量瓶
中 ,定容;此溶液中单宁的浓度为 100 mg /L,每次测
定时都要新配 。
1.2 塔拉单宁的提取
1. 2. 1 石英砂替换品实验 在采用五倍子单宁提
取过程中发现 ,市售的石英砂中含有 Fe2+ ,与塔拉
单宁呈现颜色反应 ,于是本实验在塔拉单宁提取实
验之前先进行了市售石英砂替换品实验 ,分别采用
经过处理的石英砂 、山沙 、河沙以及脱脂纱布和单宁
进行接触 。
处理的石英砂:用浓硫酸进行洗脱 15m in后流
水冲洗和用蒸馏水反复冲洗 。
山沙河沙的处理:先用流水进行反复冲洗 ,洗脱
泥质部分 ,再用浓硫酸洗脱 15 m in后流水冲洗和用
蒸馏水反复冲洗。
1. 2. 2 塔拉单宁的提取方法 分别进行以下 5组
提取实验:
A、按照五倍子标准 GB5848-86中的浸提方法
浸提 ,最后一次用 1%FeC l3溶液进行检验 。
B、40℃为起始温度 ,加入预热至 40℃的蒸馏水
120 mL,在 40℃的恒温水浴锅上过夜 ,第二天抽出
滤液 ,移入 1000 mL容量瓶中 。再加约 90mL 40℃
蒸馏水于烧杯中 ,升温 4℃,浸提 1 h后抽出滤液 ,移
入容量瓶中。如此反复加水 、升温 、浸提 、抽出 10
次 ,总浸提时间 8h。前 6次的浸提时间每次约 1 h,
每次升温 4℃,后 4次每次浸提约 30 m in。最后一
次浸提结束前用 1%FeC l3溶液检验 ,温度是 76℃。
C、起始温度为 50℃, 除每次浸提的温度不同
外 ,其他步骤和方法 B一致 ,最后一次浸提的温度
是 86℃。
D、起始温度是 60℃,除每次浸提的温度不同
外 ,其他步骤和方法 B一致 ,逐渐升温至沸腾。
E、起始温度为 60℃,不过夜 ,浸提 1h后抽出滤
液 ,其他步骤和 D一致。
1.3 塔拉单宁的测定方法
1. 3. 1 分光光度法 标准曲线的绘制:在测试样品
的当天 ,吸取 100 mg /L单宁酸标准溶液 0, 0. 5, 1,
2, 3 , 4, 5, 6mL,分别置于盛有 75mL水的 100mL容
量瓶中 ,加 5m l F-D试剂和 10 mL饱和 Na2CO3溶
液 ,用水定容 ,即得 0, 0. 5, 1, 2 , 3, 4, 5, 6mg /L单宁
酸标准系列溶液。放置 30 m in后 ,用 0 mg /L的溶
液作对照 ,分光光度计于 760 nm处测其它浓度的吸
收值 。绘制以吸收值对单宁酸浓度 (mg /L)的工作
曲线 。
样品的测定:在浸提的当天 ,吸取澄清的样品浸
出液 2. 5mL于 50mL容量瓶中定容 ,再在 50mL容
量瓶中吸取 1mL于盛有 75mL水的 100mL容量瓶
中 ,加入 5mL F-D试剂及 10mL饱和 Na2CO 3溶液 ,
7834期 包松莲等:苏木科云实属植物塔拉单宁分析方法研究
表 1 石英砂实验结果
Tab le 1 The experim en tal resu lt of quartz sand
材料 M aterial 与单宁接触反应
The con tact react ion to Tara tann in
经过处理的石英砂 蓝色反应
山沙 、河沙 蓝色反应
脱脂纱布 无颜色反应
加水定容。放置 30m in后于 760 nm处进测定吸收
值 。在相同条件下 ,以蒸馏水代替样品浸出液作试
剂空白实验 ,用空白溶液调整分光光度计的零点。
计算方法:从工作曲线上查出比色液的单宁酸
浓度(mg /L),再由式 (1)算样品的单宁含量(%)。
单宁含量 (%) =比色液的单宁浓度 ×样品稀
释倍数 ×10- 4 (1)
式中:样品稀释倍数 ——— (1000 /(W ×水分 )) ×20
×100 /V,W———称样重 (g), V———吸取浸出液体积
(mL)。
1. 3. 2 皮粉重量法 实验方法和 GB5848-86一致 。
单宁含量的计算方法:因皮粉的质量有所改变 ,
因此计算方法也有所改变 。可溶物含量 (X2)的计
算见式 (2):
X2 = m 1 ×20
m(1 -X 1)×100 (2)
式中:m 1——— 50 mL 可溶物干残渣的质量 (g);
m———试样的质量 (g);X 1———试样的水分含量
(%)。
非单宁含量 X3的计算 ,根据皮粉可溶物含量的
高低不同 ,计算方法稍有不同 ,当 6. 25 g绝干铬皮
粉空白实验中 50mL溶液的残渣值≤0. 013g时 ,非
单宁含量(X3)用式(3)计算:
X3 = m 1 ×20×1.2 - (m 2 ×20×1.2 - 0.075)
m(1 -X1)
×100=24(m 1 -m2)+0.075
m (1 -X1) ×100 (3)
当 6.25 g绝干铬皮粉空白实验中 50 mL溶液
的残渣值 >0.013 g时 ,非单宁含量用式 (4)计算:
X 3 =
24(m1 -m 2)+0. 075× m 3
0.013
m (1 -X 1) ×100 (4)
式中:m 1 - 50 mL 非单宁溶液的残渣质量 (g),
m 2——— 50mL空白液的残渣质量 (g), 1.2———铬皮
粉加入稀释水的倍数 , 0. 075———铬皮粉空白试验的
容许修正值 (g /L), m———试样的质量 (g), X 1———
试样的水分含量(%)。
单宁含量 (X4)以干基计 ,用百分数表示 ,按式
(5)计算:
X 4 =X 2 -X 3 (5)
式中:X 2———可溶物含量 (%);X3———非单宁含量
(%)。
2 结果与分析
2.1 塔拉单宁提取实验
2. 1. 1 石英砂实验 经过处理的石英砂 、山沙 、河
沙以及脱脂纱布的实验结果见表 1。
从表 1可以看出 ,市售并经过处理的石英砂和
经过处理的山沙 、河沙里边均含有铁离子 ,和单宁有
颜色反应 ,在单宁的提取过程中将消耗一定的单宁
量 ,而脱脂纱布和单宁没有颜色反应 。因此在塔拉
单宁的提取实验中 ,用脱脂纱布代替石英砂进行提
取。
2. 1. 2 单宁提取实验 经过五组不同的单宁提取
方法 ,其含量测定结果见表 2。
从表 2可以看出 , 5种浸提方法中 ,只有方法 D
和 E把塔拉单宁浸提干净 ,在第 10次浸提结束前用
1%FeC l3溶液检验 ,方法 D和 E没有显色反应 ,其
他 3种方法还有显色反应 ,说明塔拉单宁浸提不完
全。在方法 D和方法 E中 ,方法 D要求过夜 ,消耗
的能量更多 ,并且塔拉单宁属于水解性单宁 ,在微酸
表 2 五种不同的方法浸提的结果
Tab le 2 The resu lts of five lixiviating m eth ods
方法
M ethod
起始温度(℃)
Temperature of
init ialization
过夜与否
O ver nigh t or no
浸提时间(h)
H ou rs of lixiviating
浸提次数(次)
T im es of lix iviating
最后温度(℃)
Temperatu re fin ally
1%FeC l3溶液检验
Testing resu lt of
1% FeC l
3
so lu tion
A 40 不过 8 10 72 有显色反应
B 40 过 20 h以上 10 76 有显色反应
C 50 过 20 h以上 10 86 有显色反应
D 60 过 20 h以上 10 沸腾 无显色反应
E 60 不过 8 10 沸腾 无显色反应
784 西 南 农 业 学 报 20卷
表 3 分光光度法和皮粉重量法测定的塔拉单宁结果
Tab le 3 The determ ination resu lts of Tara tann in con ten t by H ide pow der method and U ltraviolet spectrom etry
样品编号
Sam p le No.
分光光度法测定单宁含量(%)
Tara tannin con tent by
U ltraviolet spectrom etry
皮粉重量法测定
单宁含量(%)
Tara tann in
con tent by H ide powd er
样品编号
S am ple No.
分光光度法测定
单宁含量(%)
Tara tannin con ten t by
U lt ravio let spectrom etry
皮粉重量法测定
单宁含量(%)
Tara tann in
con tent by H ide powd er
1 54. 60 50. 39 20 59. 56 49. 35
2 58. 43 48. 10 21 57. 74 49. 44
3 53. 14 45. 04 22 57. 58 46. 32
4 55. 65 46. 34 23 57. 16 50. 06
5 60. 31 42. 98 24 58. 54 49. 82
6 50. 87 46. 31 25 60. 58 50. 61
7 55. 37 49. 42 26 59. 25 40. 03
8 55. 04 47. 94 27 56. 85 43. 73
9 55. 74 48. 09 28 61. 69 42. 50
10 57. 60 46. 20 29 47. 57 48. 58
11 54. 32 50. 38 30 55. 37 55. 92
12 58. 04 49. 48 31 58. 62 53. 09
13 61. 46 52. 18 32 59. 31 46. 33
14 60. 89 41. 37 33 58. 51 46. 69
15 63. 64 50. 72 34 55. 39 46. 88
16 65. 46 48. 39 35 56. 28 37. 69
17 61. 93 54. 73 36 56. 72 40. 58
18 62. 89 53. 76 37 50. 83 47. 99
19 59. 75 48. 90
性水溶液状态下长时间会有部分单宁氧化 ,浸提液
不宜久置。因此 ,在节约能源及防止氧化的前提下 ,
在以后的塔拉单宁浸提过程中采用方法 E是浸提
最完全和使用最合理的。
2.2 塔拉单宁的测定
分光光度法和皮粉重量法测定的塔拉单宁结果
见表 3。
对表 3中的分光光度法测定值和皮粉重量法测
定值进行单因素方差分析 ,见表 4。
从表 4可以看出 ,分光光度法测定的塔拉单宁
值和皮粉重量法测定的塔拉单宁值之间差异极显著
(F0. 01 =7.0005322
度法测定的塔拉单宁值之间的相关性极低 ,也就是
说 ,分光光度法不能取代皮粉测定塔拉单宁 。
3 结论与讨论
(1)通过石英砂替换品实验 、改进卜式浸提器
和 5种提取方法实验 ,得出塔拉单宁的提取过程中
使用脱脂纱布和滤布替代石英砂 ,浸提过程为:起始
温度为 60 ℃,加预热至 60℃蒸馏水 120 mL, 1 h后
抽出浸提液 ,升温 4 ℃,加入预热至 60 ℃的蒸馏水
90mL, 1 h后抽出浸提液 ,加预热至 64 ℃的蒸馏水
90mL,再加温 4 ℃,反复升温 、提取共计 10次 ,前 6
次 ,每次时间 1 h,后四次每次 30m in,升温至沸腾。
表 4 分光光度法和皮粉重量法测定塔拉单宁含量的方差分析
Tab le 4 The analysis of varian ce of Tara tann in conteng by H ide pow derm eth od and U ltravio let spectrom etry
差异源
Th e sou rce of variance
SS d f MS F P-valu e F crit
组间 1831. 546 1 1831. 546 123. 2206 2. 9742E - 17 7. 0005322(0. 01)
组内 1070. 205 72 14. 86396
总计 2901. 752 73
7854期 包松莲等:苏木科云实属植物塔拉单宁分析方法研究
最后一次浸提结束前用 1 %FeC l3溶液进行检验 ,如
仍有显色反应 ,则需重新调整称样量 ,如无显色反
应 ,则表示浸提完全;合并浸提液 ,冷却至室温 ,定容
至 1000mL备用即可。
(2)通过紫外分光光度法和皮粉重量法测定塔
拉单宁的含量 ,并对测定结果进行单因素方差分析
和相关系数分析 ,测定结果为极显著差异 ,相关系数
为 0. 1065,二者之间的相关性极低 ,在塔拉单宁的
测定中紫外分光光度法不能取代皮粉重量法。导致
此结果的原因可能是:首先是紫外分光光度法中采
用的标准品不是塔拉单宁的标准品 ,而是南京林化
所提供的五倍子单宁酸 ,五倍子单宁酸虽然和塔拉
单宁均为没食子单宁 ,但其分子结构有一定的差异 ,
可能导致测定结果的较大差异;其次是仪器分光光
度计 ,越是精密的仪器 ,越是容易受外界环境变化的
影响 ,造成的测定误差 ,以至平行测定之间的误差都
远远超过皮粉重量法的误差允许范围 。故导致紫外
分光光度法测定结果和皮粉重量法测定结果之间有
很大的差异 ,不能取代皮粉重量法。
(3)皮粉重量法测定单宁含量 ,是国际制革化
学家协会从多种建议中选定 、并得到各国同行认同
的通用方法 ,至今国外仍在使用。我国植物单宁产
品 (栲胶 、单宁酸等)的生产 、使用 、科研等部门也一
直应用此法 [ 12 ～ 13] 。皮粉重量法的适用范围广 ,在严
格操作的条件下 ,测值有良好的重复性。在塔拉单
宁标准品未出来之前 ,皮粉重量法是测定塔拉单宁
比较准确的方法。
参考文献:
[ 1]江苏科技考察团.秘鲁刺云实资源及其利用考察报告 [ J] .林产
化工通讯 , 1992(2):31 - 34.
[ 2]包松莲.塔拉的生态适应性及其在云南适生区域的划分 [ J] .云
南林业科技 , 2001(4):45 - 49.
[ 3]袁素蓉.易门县干热河谷地区塔拉引种试验 [ J] .云南林业科技 ,
2001(2):41 - 44.
[ 4]夏定久.塔拉的工业用途与丰产栽培 [M ] . 昆明:云南科技出版
社 , 2005. 35 - 36.
[ 5]蒋建新.塔拉多糖胶的研究 [ J] . 西南林学院学报 , 2003, 23(4):
12 -16.
[ 6]国家标准局. 《五倍子》GB5848-86[M ] . 北京:中国标准出版社 ,
1986. 2 - 5.
[ 7]裘爱泳 ,刘军海 ,张海晖.植物多酚提取和应用 [ J] .粮食与油脂 ,
2003(6):10 - 11.
[ 8]石 碧 ,狄 莹. 植物多酚 [M ] . 北京:科学出版社 , 2000. 19 -
27.
[ 9]陈红英.塔拉粉中单宁含量的测定 [ J] .云南化工 , 2006(2):44 -
45.
[ 10]杨文云.络合法测定塔拉单宁含量的研究 [ J] .西南林学院学
报 , 1999, 19(4):249 - 252.
[ 11]中华人民共和国林业部.林业行业标准《铬皮粉》(LY /T 1639 -
2005)[ S] . 2005.
[ 12]中华人民共和国林业部.林业行业标准《栲胶检验方法》(LY /T
1082 - 93)[ S] . 1993.
[ 13]国家标准总局. 中华人民共和国国家标准《工业单宁酸》(GB
5308 - 85)[ S] . 1985.
(责任编辑 王家银)
786 西 南 农 业 学 报 20卷