食品中单宁的测定.doc

食品中单宁的测定1、单宁的性质单宁是多酚中高度聚合的化合物，它们能与蛋白质和消化酶形成难溶于水的复合物，影响食物的吸收消化。可分为水解单宁（HT）和缩和单宁（CT），两者常共存。后者也称原花色素全谷、豆类中的单宁含量较多。 单宁又称单宁酸、鞣质， 存在于多种树木（如橡胶树和漆树)）的树皮和果实中， 也是这些树木受昆虫侵袭而生成的虫瘿中的主要成分， 含量可达50 %70 %。单宁为黄色或棕黄色无定形松散粉末， 在空气中颜色逐渐变深， 有强吸湿性; 不溶于乙醚、苯、氯仿， 易溶于水、乙醇、丙酮， 水溶液有涩味。单宁不是单一化合物， 化学成分比较复杂，大致可分为两种， 一种是缩合单宁， 是黄烷醇衍生物，分子中黄烷醇的第2 位通过C - C 键与儿茶酚或苯三酚结合。一种是可水解的单宁，分子中具有酯键， 是葡萄糖的没食子酸酯， 另一种是常用的单宁。单宁长期以来仅被我国人民用来鞣制生皮使其转化为革。自20 世纪50年代后， 单宁能与蛋白质、多糖、生物碱、微生物、酶、金属离子反应的活性以及它的抗氧化、捕捉自由基、抑菌、衍生化反应的行为被揭示后， 其应用前景和范围迅速扩大。目前它在食品加工、果蔬加工、贮藏、医药和水处理等方面已取得重要突破， 近年来它在化妆品生产中也崭露头角。2、 单宁的来源与应用2.1单宁的来源 单宁，是英文（Tannins）的译名，它是葡萄酒中所含有的二种酚化合物其中的一种物质，尤其在红葡萄酒中含量较多，有益于心脏血管疾病的预防。葡萄酒中的单宁一般是由葡萄籽、皮及梗浸泡发酵而来，或者是因为存于橡木桶内而萃取橡木内的单宁而来。单宁的多少可以决定酒的风味、结构与质地。缺乏单宁的红酒质地轻薄，没有厚实的感觉，薄酒莱红酒就是典型代表。单宁丰富的红酒可以存放经年，并且逐渐酝酿出香醇细致的陈年风味。当葡萄酒入口后口腔感觉干涩，口腔黏膜会有褶皱感，那便是单宁在起作用。2.2单宁的应用（1）单宁在医药中的应用单宁不仅是多种传统草药和药方中的活性成分 ,而且具有独特和多样的生理活性 ,其药学活性是综合作用的结果。A、抑菌单宁对多种细菌、 真菌、 酵母菌都有明显的抑制能力 ,而在相同的抑制浓度下不影响动物体细胞的生长。如某些单宁对霍乱菌、 金黄色葡萄球茵、 大肠杆菌等有很强的抑制作用。茶单宁可作胃炎和溃疡药物成分 ,抑制幽门螺旋菌的生长。睡莲根因其所含水解单宁的杀菌能力 ,可治喉炎、 白带、 眼部感染。经纯化的柿子单宁可抑制破伤风杆菌、 白喉菌、 葡萄球菌等病菌的生长。单宁通过抑制链球菌的生长及其在牙齿表面的吸附来减少龋齿的形成。B、抗病毒治疗流感 ,治疗疱疹 ,都与其抗病毒有关。低分子量的水解单宁 ,尤其二聚鞣花单宁和没食子单宁可作口服剂用来抑制爱滋病(AIDS) 病毒 HIV ,与合成的抗 AIDS药物相比 ,它活性较高而毒性较低。C、抗肿瘤和抗癌变仙鹤草、 猪牙皂、 土茯苓、 酸模根等草药具有抗肿瘤活性 ,长期饮用绿茶和食用水果蔬菜可有效减少癌症和肿瘤的发病率 ,都与这些植物中所含的单宁类化合物有关。单宁是有效的抗诱变剂 ,能减少诱变剂的致癌作用 ;可以提高染色体精确修复的能力;可以提高体细胞的免疫力 ,抑制肿瘤细胞的生长。在这些作用中 ,单宁的收敛性、 酶抑制、 清除自由基、 抗脂质过氧化等活性得到了集中体现。D、抗心脑血管疾病血管流变性降低、 血脂浓度增加、 血小板功能异常和心肌中氧自由基所带来的脂质过氧化是心脑血管疾病的发生和发展的重要因素。大黄、 水三七等含单宁草药可以改善血液流变性 , “活血化淤” 是其一大疗效 ;单宁降低小肠中胆固醇的吸收而降低血脂浓度 ;单宁是一类作用很强的自由基清除剂和脂质过氧化抑制剂 ,因而具有突出的抗高血压作用。此外 ,柿子单宁能抑制蛇毒蛋白的活性 ,对眼镜蛇等的毒素有很强的解毒作用 ;单宁与生物碱和重金属结合生成沉淀 ,减少肌体的吸收 ;含大量缩合单宁的罗布麻水浸提液喷于烟丝上可制成低毒香烟 ,因为单宁与尼古丁结合形成难挥发的复合物 ,减少了烟雾中尼古丁的含量。（2）单宁在食品中的应用广泛存在于植物体的单宁是人类膳食中的一类重要成分。由于单宁独特的化学和生物特性 ,从食用植物中提取单宁并将其纯化 ,作为一类天然的食品添加剂 ,可以调节食品风味 ,还可以起到高效、 无毒且具有保健性的抗氧化和防腐作用。A、单宁对食品风味的影响单宁是食品中主要的涩味来源已被人们所公认 ,食物中的单宁与口腔黏膜或唾液蛋白结合并生成沉淀 ,引起粗糙褶皱的收敛感和干燥感 ,即是涩味。高含量的单宁会对人类食品风味造成不良影响 ,如未成熟的柿子、 苹果、 香蕉等就因典型的涩味而不受欢迎。但实际上人类对涩味的爱好具有普遍性。涩味可以促进口腔对其他味觉的感受能力 ,特别是对于多种饮料 ,如茶、 咖啡、 葡萄酒、 啤酒 ,涩味对于产品独特口感的形成具有不可替代的作用。在各种食品味觉中 ,苦味常常伴随着涩味。单纯的苦昧并不令人愉快 ,但它在调味和生理上都具有重要意义。生物碱、 萜类、- 酸通常是苦味的主要原因 ,但提纯后的单宁经证实也是苦味的一种来源。以天然状态存在的单宁颜色通常很浅 ,但很容易被氧氧化 ,氧化偶合成红棕色或褐色的醌类产物 ,成为食品色素的一部分 ,如形成红茶和红葡萄酒漂亮的色泽 ,而不利的一面是单宁的氧化是食物发生褐变的主要原因。B、单宁与茶茶最早起源于我国 ,茶的爱好者几乎遍及全世界。根据制造工艺的不同 ,茶分为发酵茶(红茶)、半发酵茶(乌龙茶)和非发酵茶(绿茶)三大类。茶独特的风味分为三大部分 :茶香、 苦味和涩味。茶香来自于多类芳香物质 ,苦味主要源于咖啡因等生物碱 ,涩味来源于单宁。单宁为茶的主要成分 ,在不同的生产工艺中发生复杂的变化 ,茶的生产过程即是单宁发生各类化学变化的过程。绿茶不经过发酵 ,其主要成分仍然保持鲜叶中原有的状态 ,单宁的结构和含量基本不变。红茶的制作要经过发酵 ,利用单宁的氧化作用得到红茶特有的红色色调和较弱的涩味。乌龙茶的生产方法介于绿茶与红茶之间 ,即虽有发酵工序 ,但发酵时间短而不完全 ,其化学成分也介于绿茶和红茶之间。C、单宁与葡萄酒红葡萄酒由果皮带色的葡萄制成 ,同时具有涩、苦和甜味 ,其中涩味和苦味都产生于单宁。葡萄酒在陈放时单宁的各种化学反应是酒色泽和口感变化的主要原因 ,可以说单宁对葡萄酒风味的形成、 酒的类型和品质起到不可低估的作用。白葡萄酒由不带色的葡萄果肉发酵制成 ,通常单宁含量较低 ,尤其不含花色素。白兰地是由葡萄酒蒸馏而成 ,因此不含葡萄单宁 ,但在橡木桶内存放过程中从橡木中提取出水解单宁和鞣花酸为主的单宁成分。D、单宁与食品添加剂单宁(如茶多酚)因具有很高的抗氧化活性和自由基清除能力而用作抗氧化剂。单宁在弱酸性和中性下对于大多数微生物的生长具有普遍抑制能力 ,对于食品防腐非常有利。（3）单宁在化妆品中的应用单宁具有独特的化学和生理活性 ,在护肤品中有抗氧化、 抗衰老、 抗紫外线、 增白及保湿等多种作用 ,对多种因素造成的皮肤老化 (如皱纹和色素沉着)也有独特的功效。A、收敛作用单宁与蛋白质以疏水键和氢键等方式发生缩合反应使人产生收敛的感觉即为收敛性 ,人们在化妆品中加入单宁 ,最直接的原因就是其收敛作用。含单宁的化妆品在防水条件下对皮肤有很好的附着力 ,并可使粗大的毛孔收缩、 汗腺膨胀 ,使松弛的皮肤收敛、 绷紧而减少皱纹 ,显现出细腻的外观。B、防晒作用单宁是一类在紫外光区有强吸收的天然产物 ,茶多酚、 柿子单宁已经被证实对人体无毒性 ,加了这类单宁的防晒品称为 “紫外线过滤器” ,对紫外线的吸收率达 98 %以上 ,对日晒皮炎和各种色斑均有明显抗御作用。单宁与单宁之间 ,或者单宁与黄酮之间以疏水键和氢键形成分子复合体 ,一方面两者互为辅色素 ,发生共色效应 ,提高了吸光度 ,另一方面也提高了水溶性 ,使两者具有协同效应。C、美白作用皮肤的颜色主要由黑色素的含量决定 ,一般认为黑色素的生成是在紫外线作用下黑色素细胞内的酪氨酸经酷氨酸酶催化合成的。单宁的美白效用是一种综合效果 ,主要途径有:(1)吸收紫外线。(2)抑制酪氨酸酶和过氧化氢酶活性。(3) 黑色素还原和脱色。(4)清除活性氧。D、抗皱作用E、保湿作用（4）单宁在水处理中的作用水处理化学不只是水的化学 ,而更多的是与溶质的分离纯化、 金属的防腐清洗、 胶体的分离絮凝、微生物的培养和控制等化学物理过程密切相关。单宁在水处理中主要作为:A、 水稳剂；B、絮凝剂；C、离子交换与吸附树酯。3、单宁的测定3.1、比色法一、 实验目的 了解单宁的性质及熟练掌握单宁含量的测定方法二、实验原理 样品中的单宁在碱性溶液中将磷钨钼酸还原，生成深蓝色化合物，其颜色的深浅与单宁的含量成正比，可与标准进行比较定量。三、材料、仪器与试剂 1、材料： 香蕉（未熟透）50g 2、仪器：天平、组织捣碎机、烧杯、移液管、分光光度计、容量瓶、恒温箱 （30）。 3、试剂 ： 标准单宁酸溶液（0.5mg/mL）：准确称取标准单宁酸50 mg，溶解后用水稀释至100 mL，用时现配。 F-D( Folin-Donis)试剂：称取钨酸钠（Na2WO4H2O）50g、磷钼酸10g，置于500mL锥形瓶中，加375mL水溶解， 再加磷酸25mL，连接冷凝管，在沸水浴上加热回流2h，冷却 后用水稀释至500mL。 60g/L 偏磷酸溶液。 1 mol/L碳酸钠溶液：称取无水碳酸钠53g，加水溶解并稀释至500mL。 95%和75%乙醇溶液。四、实验步骤 1、标准曲线的绘制 按下表编号，分别加入试剂 于50mL容量瓶，加完后，剧 烈 振摇，以蒸馏水稀释至刻度，充分混合，于30恒温箱中放置 ， 1.5h后，用分光光度计在波长680处测定吸光值，并绘制标准曲线。2、样品测定 果实去皮，迅速称取50g，加入95%乙醇 50mL、偏磷酸50mL、水50mL，置于高速组织捣碎机中打浆1min（或在研钵中研磨成浆状）。称取匀浆20于100容量瓶中，加75%乙醇40mL，在沸水浴中加热20min，冷却后用75%乙醇稀释至刻度。充分混合，以慢速定量滤纸过滤，弃去初滤液。 吸取上述滤液2置于已盛有25mL蒸馏水、2.5mLF-D试剂的50mL容量瓶中，然后加入，剧烈振摇后，以水稀释至刻度，充分摇匀（此时溶液的蓝色逐渐产生）。同时做空白试验。 于30 恒温箱中放置后，用分光光度计在波长处，以试剂空白调零，测定吸光值。四、结果计算 式中:x样品中单宁的质量分数，%；c 比色用样品溶液中单宁的含量（由标准曲线查得 ），g；m 样品质量，g；K 稀释倍数，如按上述方法取样50时，K=（20/200）（2/100）=1/500。五、注意事项 1、样品处理时要尽快进行，以免单宁氧化而造成误差。 2、维生素C也能与F-D试剂作用产生蓝色，因此当样品含有维生素C时需要进行校正，1维生素C相当于0.8单宁酸。3.2、EDTA络合滴定法一、 实验目的 了解单宁的性质及熟练掌握单宁含量的测定方法二、实验原理根据单宁可与重金属离子形成络合物沉淀的性质，在样品提取液中加入过量的标准Zn(Ac)2溶液，待反应完全后，再用EDTA标准溶液滴定剩余的，根据EDTA标准溶液的消耗量，可计算出样品中单宁的含量。三、材料、仪器与试剂 1、材料： 香蕉（未熟透）5g 2、仪器：容量瓶 电子天平 研钵 碱式滴定管 3、试剂：1.000 mol/L醋酸锌标准溶液：准确称取Zn(Ac)2H2 O 21.95g,用水溶解后定容至100mL。0.0500 mol/L乙二胺四乙酸二钠（EDTA）标准溶液：准确称取乙二胺四乙酸二钠9.306g,溶解于水，并用水稀释至500mL.pH=10的NH3-NH4Cl缓冲溶液：称取54gNH4Cl 加水溶解后加入浓氨水350mL,用水定容至1000mL。铬黑T指示剂：称取0.59铬黑T，溶于10mL pH=10的NH3-NH4Cl缓冲溶液中，用95%乙醇定容至100mL。四、实验步骤 1.样品处理 称取切碎混匀的样品510g，置于研钵中，加少许石英砂研磨成浆状（干样品经磨碎过筛后，准确称取12g），转入150mL锥形瓶中，用50mL水分多次洗净研钵，洗液一并转入锥形瓶中，振动、提取1015min.2.络合沉淀 在100mL容量瓶中，准确加入Zn（Ac）2标准溶液5mL、浓氨水3.5mL，摇匀（开始有白色沉淀产生，摇动使沉淀溶解）。慢慢将提取物转入容量瓶中，不断振摇，在35水浴中保温2030min.冷却，用水定容至100mL，充分混匀，静置、过滤 （处滤液弃去）。3.滴定 准确吸取滤液10mL，置于150mL锥形瓶中。加水40mL、NH3-NH4Cl缓冲溶液12.5mL、铬黑T指示剂10滴，混匀。用0.0500mol/L的标准溶液滴定，溶液由酒红色变为纯蓝色金额为终点。结果计算 式中: 样品中单宁的质量分数，（）标准溶液的浓度，吸取（）标准溶液的体积，mLEDTA标准溶液的浓度， V2滴定时消耗标准溶液的体积， mL0.1556由实验得出的比例常数，样品质量， 10分取倍数，及样品络合沉淀后定容至100mL，吸取其中的1/10进行滴定。五、注意事项1.单宁遇Fe3+会发生颜色反应，因此处理样品时，不能与分歧接触，切碎样品应采用不锈钢刀。2.单宁容易被氧化，样品处理后应立即进行测定。同时要注意控制加热温度，加热过程中要加些摇动数次，意识反应完全。3.3、高锰酸钾法一、目的 了解单宁性质及熟练掌握单宁含量的测定方法 二、原理 作为多酚，单宁是一种强还原剂，极易被氧化剂氧化，还可被活性炭吸附。本测定以高锰酸钾为氧化剂，根据样品中单宁可以被活性炭吸附，测定样品液用活性碳吸附前后的氧化值之差，计算单宁物质的含量。三、材料、仪器与试剂 1、材料：香蕉（未熟透） 2、仪器 ：天平、 研钵、烧杯（50、100mL）、漏斗、滤纸（15）2张 、刻度试管（5、10mL）、三角瓶（100mL）、量筒10mL、25mL碱式滴定管 、容量瓶 100mL、恒温水浴锅50 3 、试剂：0.01 mol/L KMnO4 标准溶液：称取约1.60g KMnO4溶于1000mL蒸馏水中，盖上表面皿，加热至沸并保持微沸状态约1h。冷却后，放暗处约一周后用垂熔玻璃漏斗或玻璃丝过滤。将滤液转至棕色瓶内