天然彩色棉是先天基因突變或經(jīng)后天基因轉(zhuǎn)導(dǎo)培育的有色棉品種，由于其自身具有色彩，使用時(shí)無(wú)需經(jīng)過(guò)復(fù)雜的染色工序，既節(jié)約了生產(chǎn)成本，又符合紡織材料環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)，因而具有顯著的生態(tài)及商業(yè)效益，但是，天然彩色棉的色澤不是很穩(wěn)定，在陽(yáng)光、高溫、酸、堿、氧化劑、還原劑等作用下均會(huì)產(chǎn)生一定幅度的變色;所以，研究天然彩色棉色素的化學(xué)性質(zhì)及其變色機(jī)制對(duì)彩色棉制品的生產(chǎn)加工及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)有著十分重要的意義，且目前對(duì)彩色棉色素的化學(xué)成分還沒(méi)有明確的定論。
趙向前等研究了天然棕色棉色素甲醇提取液的顯色反應(yīng)、紫外光譜特點(diǎn)及與普通白色棉黃酮類(lèi)含量的對(duì)比結(jié)果，得出天然棕色棉和天然綠色棉色素是不同黃酮類(lèi)化合物的結(jié)論，但其研究的對(duì)象是開(kāi)花后35d的纖維，并未完全成熟，而且甲醇并非棕色棉色素的最佳提取溶劑。詹少華發(fā)現(xiàn)天然棕色棉色素和白色棉棉籽殼色素的顏色，提取、純化方法及酸堿溶解性能一致，進(jìn)而推斷出二者屬于同一類(lèi)物質(zhì)，即均為縮合單寧類(lèi)氧化成的醌類(lèi)化合物，其研究方法較為簡(jiǎn)單，論斷還需進(jìn)一步推敲。國(guó)外學(xué)者對(duì)白色棉棉籽殼色素的成分早已進(jìn)行了充分的研究。A．CIEGLER等認(rèn)為在棉花成熟過(guò)程中，棉籽殼顏色由白色變成深棕色是兒茶酚發(fā)生過(guò)氧化反應(yīng)生成縮合單寧類(lèi)的結(jié)果。但是JOHNM．HALLOIN認(rèn)為棉籽殼的顏色是棉鈴裂開(kāi)接觸氧氣后氧化產(chǎn)生的，其色素是以?xún)翰杷貫橹鞯狞S酮醇類(lèi)及縮合單寧類(lèi)的氧化物。可見(jiàn)，目前對(duì)白色棉棉籽殼色素化學(xué)成分的爭(zhēng)論主要集中在縮合單寧類(lèi)和其氧化產(chǎn)物上。相對(duì)于白色棉棉籽殼色素成分較為明確的定性結(jié)論，天然棕色棉的色素成分并不明確，若能證明2種色素的化學(xué)成分一致，則將對(duì)天然棕色棉色素成分的定性研究十分有益。
本文應(yīng)用診斷試劑、紫外光譜、紅外光譜、高效液相色譜對(duì)天然棕色棉色素和白色棉棉籽殼色素的化學(xué)成分進(jìn)行對(duì)比研究，并對(duì)2種色素成分的化學(xué)本質(zhì)進(jìn)行論證，為棕色棉色素的進(jìn)一步分離和分子結(jié)構(gòu)的鑒定提供有益參考。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1材料及儀器
材料:白色棉棉籽殼、天然棕色棉纖維為浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供的彩選系列。
試劑:無(wú)水乙醇、石油醚、乙酸乙酯、氫氧化鈉、鹽酸、冰乙酸、鋅粉、三氯化鐵、三氯化鋁、醋酸鉛、醋酸鎂、醋酸鈉、硼酸、硼氫化鈉、茴香醛、香草醛、硫酸銅、明膠均為分析純。高效液相色譜洗脫劑:乙腈、甲酸為色譜純，水為雙蒸水。
儀器:R201D型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，JK-2200D型數(shù)控超聲波清洗器，Lambda900紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)(美國(guó)PerkinElmer公司)，Nicolet5700傅里葉紅外光譜儀(美國(guó)ThermoNicolet公司)，Agilent1100高效液相色譜儀及ZORBAXNH2色譜柱(4.6mm×150mm;美國(guó)AgilentTechnologies公司)。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1色素的提取與純化
用刀片將白色棉棉籽殼表面絨毛刮凈，剝開(kāi)取棉籽殼備用。分別將天然棕色棉纖維和剝好的棉籽殼粉碎，準(zhǔn)確稱(chēng)取10g粉末分別放入溶劑瓶中，按料液比1∶100(質(zhì)量/體積)加入70%乙醇，60℃、70W超聲波輔助萃取1h，抽濾2次，收集提取液，并用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在50℃下將提取液濃縮至溶液渾濁。將濃縮后的提取液轉(zhuǎn)入分液漏斗，分別用石油醚、乙酸乙酯萃取3次去除脂溶性雜質(zhì)。
1.2.2化學(xué)成分初步鑒定
分別量取13份各5mL稀釋后的棕色棉和白色棉棉籽殼色素水溶液，各滴加1%三氯化鐵、三氯化鋁、醋酸鉛、醋酸鎂、硼酸、硼氫化鈉、pH=4的明膠溶液、濃硫酸、茴香醛硫酸、鹽酸香草醛、菲林試劑、鹽酸鋅粉(先加入少量鋅粉，再滴加鹽酸)，放置5min后觀察是否有顏色變化或沉淀產(chǎn)生。
1.2.3紫外光譜測(cè)定
分別將棕色棉和白色棉棉籽殼色素濃縮液稀釋后的溶液及滴加診斷劑后的棕色棉色素溶液在190～550nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)掃描，蒸餾水作為參比液測(cè)試其紫外吸收光譜。滴加的診斷劑分別為醋酸鈉、醋酸鈉硼酸。
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