本发明涉及天然彩色棉生产及其商品流通领域中真假天然彩色棉的快速鉴别方法。
背景技术：
天然彩色棉作为一种不需要漂白、染色的“绿色”环保纤维，广受消费者的青睐，并已获得了较好的商业开发。我国已成为世界上最大的天然彩色棉种植生产大国，占世界总产量的60％，年产总值超过300亿元。绿色环保是天然彩色棉的标志性特色，消费者对纯天然卫生环保型纺织品的需求极大促进了天然彩色棉纺织品市场的发展，但假冒伪劣产品也随之应运而生。不法分子将白棉染成接近天然彩色棉的颜色，冒充天然彩色棉在市场上销售，导致市场鱼龙混杂，天然彩色棉生产、经营企业利益蒙受损失。
为了维护天然彩色棉商家及消费者的利益，规范彩色棉市场，促进彩色棉产业的健康发展，市场的监管、认证也必不可少。要做到这点，拥有一套简单、可靠的定性天然彩色棉原料及产品的方法尤为重要。但是，还没有一种可靠的彩色棉定性鉴别方法用于商检中。目前，已报道的检测方法较多，如N元素含量测试法(专利CN 200610118615.X)、黄酮类含量测试法(专利CN 201410263423.2)、铜氨溶液处理+显微镜观察法(专利CN 200710098853.3)、紫外-可见漫反射光谱法(专利CN 201210539850.X)，等等。这些方法或是检测步骤繁琐、耗时耗力，或是影响因素众多且准确率不高，或是需要贵重的科学仪器，用于商检的可操作性不强。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种基于化学显色反应的真假天然棕色棉和真假天然绿色棉的鉴定方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种快速鉴别真假天然彩色棉及其制品的方法，以棉或棉制品作为待测品，包括以下步骤：
1)、配制处理液(多元处理液)：
该处理液由以下重量含量的成分组成：
2)、将待测品放入处理液中于0～95℃(较佳为10℃的室温～95℃)进行浸泡处理；
3)、根据浸泡处理后待测品颜色的变化来判别其是否属于天然彩色棉。
作为本发明的快速鉴别真假天然彩色棉及其制品的方法的改进：
所述步骤3)为：
将浸泡处理后待测品直接进行颜色变化的判别；
或者，将浸泡处理后待测品水洗、干燥后再进行颜色变化的判别。
作为本发明的快速鉴别真假天然彩色棉及其制品的方法的进一步改进：
所述芳香醛为香草醛(CAS号：121-33-5)和对二甲基氨基肉桂醛(CAS号：6203-18-5)中的至少一种(即，两者选其一或者两者都选)；
所述醇为甲醇、乙醇、丙醇；
所述酸为无机酸或有机酸。
作为本发明的快速鉴别真假天然彩色棉及其制品的方法的进一步改进：
所述无机酸为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸；所述有机酸为甲酸、醋酸。
作为本发明的快速鉴别真假天然彩色棉及其制品的方法的进一步改进：
当待测品为棕色棉或棕色棉制品时：
处理液中芳香醛的较佳含量为0.01％～5％；
所述步骤2)的浸泡处理为浸泡至少1分钟(浸泡时间长更好，一般2即可)；
所述步骤3)为：
浸泡处理后待测品的颜色显著加深，即呈灰绿色、墨绿色、灰黑色、深灰棕色这些特征色时，判定待测品为天然棕色棉或天然棕色棉制品；
反之，当浸泡处理后待测品的颜色不改变、轻微褪色(略变浅)或是颜色变化异于上述特征色时，则判定为染色棕棉或染色棕棉制品。
作为本发明的快速鉴别真假天然彩色棉及其制品的方法的进一步改进：
当待测品为绿色棉或绿色棉制品时：
所述步骤2)的浸泡处理为至少1秒钟(浸泡时间长更好，一般10秒钟即可)；
所述步骤3)为：
浸泡处理后待测品的颜色显著改变，即，呈浅棕色、棕色、红棕色这些特征色时，判定待测品为天然绿色棉或天然绿色棉制品；
反之，当浸泡处理后待测品的颜色不改变、轻微褪色(略变浅)或是颜色变化异于上述特征色时，则判定为染色绿棉或染色绿棉制品。
本发明的处理液为含芳香醛、醇、酸和水的多元试剂处理液，溶液为淡黄绿色或者无色，且pH≤5.5。
本发明的处理步骤为：选择一大小合适的玻璃或者瓷质的容器(试管、烧杯等)；将样品浸入盛有多元处理液的容器中；将容器放置于室温下或者加热条件下一段时间；肉眼观察样品颜色的变化。
在本发明中，对棉样品在室温下进行处理5分钟左右，即可区分真假天然彩色棉。为了更快、更准确的完成鉴别过程，可适当对处理液进行加热。将处理后的样品水洗、烘干可更准确地辨别颜色，有利于准确鉴别真假天然棕色棉。
本发明的原理是：根据本实验室多年来的研究结果，天然棕色棉及天然绿色棉的色素成分为多酚类化合物，具备酚类化合物的基本化学性质。酚类化合物在一定条件下可与醛类发生酚醛缩合反应，这是本发明的理论基础。在特殊条件下，彩色棉中的多酚色素与芳香醛具备发生如图1所示的化学反应的可能性，而使色素分子的发色体系改变，进而显著改变彩色棉的颜色。而假冒的彩色棉是用合成染料染色而成，合成染料基本不具备多酚类化合物类似的分子结构，因而不会发生与之类似的酚醛缩合反应而发色。
与现有技术相比，本发明具有如下技术优势：
1、本发明根据天然彩色棉色素的化学性质，首次提出利用酚醛缩合反应的原理，采用醛类试剂对检测样品进行处理，依靠样品颜色的变化鉴别真假天然棕色棉和真假天然绿色棉。本方法简便、快捷，鉴别棕色棉样品只需5分钟，鉴别绿色棉样品只需数秒钟；该方法可靠，准确率高。
2、处理液(多元处理液)的配方简单、成本极低；
3、处理步骤简洁。
综上所述，本发明涉及利用天然棕色棉和绿色棉色素的化学性质，使用一种多元化学试剂处理液，在一定的条件下处理纤维，使天然彩色棉纤维的颜色发生特定的变化，从而达到快速鉴别真假天然彩色棉纤维及其制品的目的。本发明提供的方法可同时对真假天然棕色棉和真假天然绿色棉进行鉴别。该方法操作简便、迅速，实验结果直观可靠，很适合用于天然彩色棉及其制品的商业检测中。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1为本发明所基于的酚醛化学反应机理图。
图2为本发明实施例1处理前后真假天然棕色棉、真假天然绿色棉的图片。
图3为本发明实施例2-1处理后真假天然棕色棉、真假天然绿色棉的图片。
图4为本发明实施例3处理后真假天然棕色棉、真假天然绿色棉的图片。
图5为本发明实施例4-1处理后真假天然棕色棉、真假天然绿色棉的图片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
备注说明：以下案例中所述的真/假天然棕色棉、真/假天然绿色棉纤维是从市场上收集的具有代表性的品种，均已按照目前公认的准确度最高的紫外-可见漫反射光谱法确认其正确性。
浓盐酸是指质量分数≥37％的盐酸。
实施例1、
按如下配方(重量百分比)配制处理液：
香草醛：1.5％
甲醇：50％
醋酸：23.5％
水：余量(即定容至100％)。
该处理液的pH约为0.4。
分别取4份7mL上述处理液各置入一个试管中；对应的加入0.1g真/假天然棕色棉、真/假天然绿色棉纤维，使纤维浸入处理液中，将试管于95℃水浴中放置5min。
将处理前后的真假棕色棉样品于100ml水中水洗2次，60℃烘30分钟，观察处理前后纤维颜色的变化。直接观察处理前后的真假天然绿色棉样品。颜色对比如图2所示。
处理后的天然棕色棉呈灰黑色；而染色棕棉仅略变浅，即，轻微褪色，但仍类似于原始的棕色。
经处理后的天然绿色棉颜色变成浅棕色，而染色绿棉颜色基本不变。
因此该方法可有效鉴别真假天然棕色棉和真假天然绿色棉。
实施例2-1、
按如下配方(重量百分比)配制处理液：
对二甲基氨基肉桂醛：0.01％
丙醇：10％
甲酸：4.09％
水：余量(即定容至100％)。
该处理液的pH约为1.53。
分别取4份7mL上述处理液各置入一个试管中，对应的加入0.1g真假天然棕色棉和真假天然绿色棉纤维，使纤维浸入处理液中，室温下放置10min。
将处理前后的真假棕色棉样品水洗2次，60℃烘干，观察处理前后纤维颜色的变化。直接观察处理前后的真假天然绿色棉样品。颜色对比如图3所示。
处理后的天然棕色棉呈灰绿色，而染色棕棉仅略变浅；经处理后的天然绿色棉颜色变成红棕色，而染色绿棉颜色略变淡。因此，该方法可有效鉴别真假天然棕色棉和天然绿色棉。
实施例2-2、取消实施例2-1中“对二甲基氨基肉桂醛”的使用，即，其含量由0.01％改成0％；相应调节水的含量；其余等同于实施例2-1。仅仅对真假天然绿色棉纤维进行鉴别。
经处理后的天然绿色棉颜色变成浅棕色，而染色绿棉颜色略变淡。因此，该方法也能有效鉴别真假天然绿色棉；但是视觉上颜色的对比强烈度不如实施例2-1。
实施例2-3、将实施例2-1中的真假天然绿色棉纤维在室温下放置的时间由10min改成10秒钟；其余等同于实施例2-1。仅仅对真假天然绿色棉纤维进行鉴别。
经处理后的天然绿色棉颜色变成浅棕色，而染色绿棉颜色略变淡。因此，该方法也能有效鉴别真假天然绿色棉；但是视觉上颜色的对比强烈度不如实施例2-1。
实施例2-4、对处理前后的真假棕色棉样品取消“水洗、烘干后再观察处理前后纤维颜色的变化”，即，也是直接观察处理前后的真假天然棕色棉样品的颜色；其余等同于实施例2-1。仅仅对真假天然棕色棉纤维进行鉴别。
处理后的天然棕色棉呈灰绿色，而染色棕棉仅略变浅；因此，该方法也能有效鉴别真假天然棕色棉。
实施例3、
按如下配方(重量百分比)配制处理液：
香草醛：0.5％
乙醇：70％
浓盐酸：19.5％
水：余量(即定容至100％)。
该处理液的pH约为0.21。
分别取4份7mL上述处理液各置入一个试管中，对应的加入0.1g真假天然棕色棉和真假天然绿色棉纤维，使纤维浸入处理液中，将试管放置在50℃水浴中2min。
将处理前后的真假棕色棉样品水洗2次，60℃烘干30分钟，观察处理前后纤维颜色的变化。直接观察处理前后的真假天然绿色棉样品。颜色对比如图4所示。
处理后的天然棕色棉呈墨绿色，而染色棕棉仅略变浅；经处理后的天然绿色棉颜色变成红棕色，而染色绿棉颜色略变淡。因此，该方法可有效鉴别真假天然棕色棉和天然绿色棉。
实施例4-1、
按如下配方(重量百分比)配制处理液：
对二甲基氨基肉桂醛：3.5％
丙醇：85％
磷酸：0.7％
水：余量(即定容至100％)。
该处理液的pH约为4.02。
分别取4份7mL上述处理液各置入一个试管中，对应的加入0.1g真假天然棕色棉和真假天然绿色棉纤维，使纤维浸入处理液中，将试管于室温下放置5min。
将处理前后的真假棕色棉样品水洗2次，60℃烘干30分钟，观察处理前后纤维颜色的变化。直接观察处理前后的真假天然绿色棉样品。颜色如图5所示。
处理后的天然棕色棉呈灰黑色，而染色棕棉仅略变浅；经处理后的天然绿色棉颜色变成浅棕色，而染色绿棉颜色不变，该方法可有效鉴别真假天然棕色棉和天然绿色棉。
实施例4-2、将实施例4-1中对二甲基氨基肉桂醛的含量由3.5％改成5％，相应改变水的含量，其余等同于实施例4-1。
处理后的天然棕色棉呈灰黑色，而染色棕棉仅略变浅；经处理后的天然绿色棉颜色变成浅棕色，而染色绿棉颜色不变，该方法可有效鉴别真假天然棕色棉和天然绿色棉。
对比例1-1、将实施例1中的香草醛由1.5％改成10.0％，相应改变水的含量，其余等同于实施例1。
所得结果为：处理后的天然棕色棉的颜色略变深，而染色棕棉的颜色也为棕色，处理后的天然棕棉和染色棕棉区别不是很明显，判别天然棕色棉与染色棕色棉较困难；经处理后的天然绿色棉的颜色稍变浅，染色绿棉颜色不变，依颜色变化对真假天然绿色棉进行辨别，误判可能性较高。
因此该处理液配方用于鉴别真假天然棕色棉和真假天然绿色棉，准确率较低。
对比例1-2、将实施例1中的香草醛由1.5％改成0％(即，取消香草醛的使用)，相应的水由25％改成26.5％，其余等同于实施例1。仅对真/假天然棕色棉进行检测。
所得结果为：处理后的天然棕色棉的颜色不变，而染色棕棉的颜色略变浅，处理后的天然棕棉和染色棕棉区别不是很明显，不能有效判别天然棕色棉与染色棕色棉。
因此该处理液配方用于鉴别真假天然棕色棉和真假天然绿色棉，准确率较低。
对比例1-3、将实施例1中的香草醛改成苯甲醛，含量不变，其余等同于实施例1。
所得结果为：处理后的天然棕色棉的颜色不变，染色棕棉的颜色也不变，因此不能有效判别天然棕色棉与染色棕色棉；经处理后的天然绿色棉的颜色略泛棕色，染色绿棉颜色不变，依此颜色变化对真假天然绿色棉进行辨别，误判可能性较高。
因此该处理液配方用于鉴别真假天然棕色棉和真假天然绿色棉，准确率较低。
对比例1-4、将实施例1中的香草醛改成茴香醛，含量不变，其余等同于实施例1。
所得结果为：处理后的天然棕色棉的颜色略变浅，染色棕棉的颜色基本不变，因此不能有效判别天然棕色棉与染色棕色棉；经处理后的天然绿色棉的颜色略泛棕色，染色绿棉颜色不变，依此颜色变化对真假天然绿色棉进行辨别，误判可能性较高。
因此该处理液配方用于鉴别真假天然棕色棉和真假天然绿色棉，准确率较低。
对比例1-5、取消实施例1中醋酸的使用，相应增加水的含量；其余等同于实施例1。该处理液的pH约为6.8。
所得结果为：处理后的天然棕色棉的颜色不变，染色棕棉的颜色也不变，因此不能有效判别天然棕色棉与染色棕色棉；经处理后的天然绿色棉的颜色不变，染色绿棉颜色也不变，因此不能真假天然绿色棉进行辨别。
因此该处理液配方不能用于有效鉴别真假天然棕色棉和真假天然绿色棉。
对比例2-1、将实施例4-1中的对二甲基氨基肉桂醛由3.5％改成10％，相应改变水的含量，其余等同于实施例4-1。
所得结果为：处理后的天然棕色棉的颜色较深，染色棕棉的颜色也变深，处理后的天然棕棉和染色棕棉虽然有区别，但是区别不如本发明配方的效果明显；经处理后的天然绿色棉的颜色稍变浅，染色绿棉颜色也变浅，依此颜色变化对真假天然绿色棉进行辨别，误判可能性较高。
因此该处理液配方用于鉴别真假天然棕色棉和真假天然绿色棉，准确率较低。
对比例2-2、将实施例4-1中的对二甲基氨基肉桂醛由3.5％改成0％(即，取消对二甲基氨基肉桂醛的使用)，相应改变水的含量，其余等同于实施例4-1。
所得结果为：处理后的天然棕色棉的颜色略变浅，而染色棕棉的颜色也略变浅，处理后的天然棕棉和染色棕棉的区别不是很明显，因此判别天然棕色棉与染色棕色棉较困难；经处理后的天然绿色棉的颜色稍变浅，染色绿棉颜色不变，依此颜色变化对真假天然绿色棉进行辨别，误判可能性较高。
因此该处理液配方用于鉴别真假天然棕色棉和真假天然绿色棉，准确率较低。
对比例2-3、将实施例4-1中的对二甲基氨基肉桂醛改成对二甲氨基苯甲醛，含量不变，其余等同于实施例4-1。
所得结果为：处理后的天然棕色棉的颜色不变，而染色棕棉的颜色也不变，不能有效判别天然棕色棉与染色棕色棉；经处理后的天然绿色棉的颜色稍变浅，染色绿棉颜色不变，依此颜色变化对真假天然绿色棉进行辨别，误判可能性较高。
因此该处理液配方用于鉴别真假天然棕色棉和真假天然绿色棉，准确率较低。
对比例2-4、将实施例4-1中的对二甲基氨基肉桂醛改成3,4-二甲氧基苯甲醛，含量不变，其余等同于实施例4-1。
所得结果为：处理后的天然棕色棉的颜色略变深，而染色棕棉的颜色也略变深，不能有效判别天然棕色棉与染色棕色棉；经处理后的天然绿色棉的颜色稍变浅，染色绿棉的颜色也略变浅，不能依此颜色变化对真假天然绿色棉进行辨别。
因此该处理液配方用于鉴别真假天然棕色棉和真假天然绿色棉，可行性较低。
对比例2-5、取消实施例4-1中磷酸的使用，相应调节水的含量；其余等同于实施例4-1。该处理液的pH约为6.2。
所得结果为：处理后的天然棕色棉的颜色不变，而染色棕棉的颜色也不变，不能有效判别天然棕色棉与染色棕色棉；经处理后的天然绿色棉的颜色不变，染色绿棉的颜色也不变，不能依据处理前后样品的颜色变化对真假天然绿色棉进行辨别。
因此该处理液配方用于鉴别真假天然棕色棉和真假天然绿色棉，不具有可行性。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。