北方偉業(yè)計(jì)量集團(tuán)有限公司
維生素C(vitaminC,VC)又稱L-抗壞血酸(AscorbicAcid),是一種己糖醛基酸,以其高抗氧化活性聞名,是人體必需的一種水溶性維生素。研究表明,維生素C參與許多生物化學(xué)功能,比如鐵的吸收,膠原蛋白和激素的合成,還可以防止衰老、白內(nèi)障形成、動(dòng)脈硬化、癌癥和心血管疾病的出現(xiàn),能增強(qiáng)機(jī)體免疫力,維護(hù)人體正常生理機(jī)能等。人體不能合成及貯存維生素C,必須從食物中攝取。維生素C廣泛存在于新鮮的水果和蔬菜中。因此有效快速的檢測(cè)蔬菜、水果中維生素C的含量就顯得尤為重要。隨著分析方法和檢測(cè)手段的不斷發(fā)展,測(cè)定維生素C含量的方法也越來越多。目前,主要有光譜法、容量法、色譜法、電化學(xué)分析法等幾大類方法。
1光譜法
維生素C是一種含不飽和烯酯結(jié)構(gòu)的酸性多羥基化合物,分子式為C6H8O6,具有強(qiáng)的還原性。它具有不飽和共軛結(jié)構(gòu),在紫外-可見光區(qū)有吸收。利用VC溶液本身在紫外可見光區(qū)的特征性吸收,或者利用自身的還原性直接或間接與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物在紫外-可見光區(qū)的特征光吸收峰,直接或間接測(cè)定VC含量。
1.1紫外-可見分光光度法
紫外-可見分光光度法是利用物質(zhì)分子在190~800nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)某一波長(zhǎng)進(jìn)行特定吸收的特性而建立起來的一種定性、定量檢測(cè)分析的方法。
李小梅等利用紫外分光光度法,測(cè)定野生酸棗中維生素C的含量。最大吸收波長(zhǎng)為265nm,線性方程為:y=0.3732x+0.0056。在濃度為0~2μg/mL范圍內(nèi),VC溶液的質(zhì)量濃度與吸光度之間具有良好的線性關(guān)系。該方法操作簡(jiǎn)單,可用于測(cè)定野酸棗中VC的含量。
羅志輝等建立了一種新型的紫外可見分光光度法檢測(cè)沙田柚中的VC含量。在pH=4.56的條件下,利用VC的還原性,與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)生成的Fe2+與鄰菲羅啉形成了一種橙色的新的絡(luò)合物,該物質(zhì)在510nm處有很強(qiáng)的紫外吸收峰,而單獨(dú)的氯化鐵、鄰菲羅啉、VC以及氯化鐵和鄰菲羅啉的混合液在450~600nm處沒有吸收峰,從而建立了紫外可見光有無到有的過程(turnon模式),建立了檢測(cè)VC的新方法。該方法準(zhǔn)確率高,有望應(yīng)用于蔬菜、水果中維生素C的測(cè)定。
1.2熒光法
熒光分析法是指利用某些物質(zhì)被紫外光照射后處于激發(fā)態(tài),激發(fā)態(tài)分子經(jīng)歷一個(gè)碰撞及發(fā)射的去激發(fā)過程所發(fā)生的能反映出該物質(zhì)特性的熒光,可以進(jìn)行定性或定量分析的方法。
劉瑤瑤等以制備的三摻雜鎵鍺酸鋅長(zhǎng)余輝納米材料(ZGGO:Cr3+,Yb3+,Er3+PLNPs)為光學(xué)信號(hào)單元,羥基氧化鋯(CoOOH)為淬滅劑,通過CoOOH與VC之間的特異性氧化還原反應(yīng),構(gòu)建了一種檢測(cè)VC的納米探針。CoOOH能有效猝滅PLNPs的發(fā)光,VC能將CoOOH還原為Co2+,使PLNPs的發(fā)光得到恢復(fù),且熒光恢復(fù)與VC含量具有良好的線性關(guān)系,線性方程F/F0=0.012[VC]+1.02228。該方法快速,靈敏度高,選擇性強(qiáng),可用于實(shí)際樣品水果中VC含量的檢測(cè)。
1.3流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光分析法
流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光分析法是流動(dòng)注射技術(shù)與化學(xué)發(fā)光分析法相結(jié)合應(yīng)用而形成的分析方法。馬明陽等利用在堿性介質(zhì)中,維生素C對(duì)魯米諾-次氯酸鈉化學(xué)發(fā)光體系的發(fā)光強(qiáng)度有明顯的抑制作用,建立了一種快速測(cè)定微量維生素C的流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光新方法。堿性溶液中,次氯酸鈉將魯米諾氧化成激發(fā)態(tài)的3-氨基鄰苯二甲酸鹽,在激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)至基態(tài)的過程中,發(fā)出藍(lán)光。而維生素C是一類普通自由基捕獲劑,能夠清除·OH,·O-2而抑制化學(xué)發(fā)光。當(dāng)在魯米諾-次氯酸鈉化學(xué)發(fā)光體系加入維生素C,會(huì)削弱體系的氧化作用,導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度減小。在一定條件下,維生素C的濃度與體系發(fā)光強(qiáng)度的降低值呈線性定量關(guān)系。通過檢測(cè)發(fā)光強(qiáng)度,進(jìn)而確定維生素C的含量。該方法簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確。能夠測(cè)定獼猴桃、臍橙中維生素C的含量。
1.4原子吸收分光光度法
原子吸收光譜法測(cè)定VC原理:VC具有較強(qiáng)的還原性,能夠和金屬離子發(fā)生反應(yīng),利用VC和金屬離子反應(yīng)的定量關(guān)系,通過原子吸收法測(cè)定金屬而間接測(cè)定VC含量。莫朝群等利用VC分子中的烯二醇基和過量定量的Fe3+發(fā)生反應(yīng),自身氧化為去氫VC,同時(shí)生成的Fe2+與定量的鐵氰化鉀反應(yīng)生成滕氏藍(lán)沉淀,利用原子吸收法測(cè)定沉淀或者上清液中的鐵含量,進(jìn)而間接測(cè)定VC含量,檢出限小于1.0μg/mL。該方法簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確、成本低廉,不受樣品中色素干擾,重線性好。
2電化學(xué)法
2.1庫(kù)侖滴定法
庫(kù)侖滴定法是電化學(xué)分析法的一個(gè)重要分支。測(cè)定原理是根據(jù)電解產(chǎn)生的滴定劑與待測(cè)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),通過測(cè)定終點(diǎn)時(shí)消耗的電量計(jì)算出待測(cè)物的含量。王琦等利用恒電流庫(kù)侖滴定法測(cè)定了水果、蔬菜中VC的含量。以碘化鉀和磷酸為電解液,以強(qiáng)度一定的電流通過電解池,利用陽極電極反應(yīng)使電解液中的KI被氧化為I2,產(chǎn)生的I2與加入的維生素C中-C=C-不飽和雙鍵發(fā)生定量化學(xué)反應(yīng),用雙指示電極電流法確定滴定終點(diǎn)。根據(jù)終點(diǎn)時(shí)電解所消耗的電量,計(jì)算出維生素C的含量。庫(kù)侖滴定法測(cè)定VC含量可靠,靈敏、快速,且有較好的精確度,特別適用于微量甚至痕量物質(zhì)的準(zhǔn)確測(cè)定。
2.2伏安法
伏安法是根據(jù)指示電極電位與通過電解池的電流之間的關(guān)系而獲得分析結(jié)果的一種電化學(xué)式分析方法。齊國(guó)鵬等利用離子液體和銀納米粒子修飾的玻碳電極([Bmim]BF4-AgNPs/GCE),研究考查了維生素C在此電極上的電化學(xué)行為,建立了一種電化學(xué)方法檢測(cè)VC含量。VC濃度在5~100μmol/L內(nèi)與相應(yīng)的峰電流值之間呈線性關(guān)系,測(cè)定的靈敏度為0.4μA/(μmol/L)。該方法快速、準(zhǔn)確、靈敏度高。
2.3極譜法
極譜法通過測(cè)定電解過程中所得到的極化電極的電流-電位(或電位-時(shí)間)曲線來確定溶液中被測(cè)物質(zhì)濃度的一類電化學(xué)分析方法。ShaTianze等首次利用生物質(zhì)廢棄物豆渣合成了一種氮摻雜的石墨烯類介孔納米片(N-GMNs)。研究了維生素C在N-GMNs修飾的玻碳電極上(N-GMNs/GCE)的電化學(xué)行為,建立了一種新型的無酶極譜法生物傳感器檢測(cè)維生素C。該種方法具有較高的靈敏度(144.65μA·mM-1cm-2),寬的線性范圍(10~5640μmol/L),以及較低的檢測(cè)線0.51μmol/L,而且成本較低。該方法能夠用于測(cè)定商品飲料、維生素C注射液以及商品果汁的實(shí)際樣品中維生素C的含量,結(jié)果令人滿意。
3滴定法
滴定分析法又叫容量分析法,是將已知準(zhǔn)確濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,滴加到被測(cè)溶液中(或者將被測(cè)溶液滴加到標(biāo)準(zhǔn)溶液中),直到所加的標(biāo)準(zhǔn)溶液與被測(cè)物質(zhì)按化學(xué)計(jì)量關(guān)系定量反應(yīng)為止,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和所消耗的體積,計(jì)算出待測(cè)物質(zhì)的含量。
3.1二氯酚靛酚滴定法
2,6-二氯酚靛酚滴定的原理:染料2,6-二氯酚靛酚是一種氧化劑,在堿性溶液中呈藍(lán)色,而在酸性介質(zhì)中呈紅色。以藍(lán)色的2,6-二氯酚靛酚染料滴定酸性維生素C溶液,兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng),維生素C自身發(fā)生脫氫氧化反應(yīng),而2,6-二氯酚靛酚被還原而成無色,溶液呈現(xiàn)紅色達(dá)到滴定終點(diǎn),以此達(dá)到檢測(cè)維生素C的目的。此方法操作簡(jiǎn)單,方便快捷。
3.2碘量法
碘量法是一種應(yīng)用比較廣泛的氧化還原滴定法。原理是:碘單質(zhì)與維生素C發(fā)生氧化還原反應(yīng)。反應(yīng)完成時(shí),稍過量的碘單質(zhì)與加入的淀粉指示劑絡(luò)合生成藍(lán)色物質(zhì),達(dá)到滴定終點(diǎn),根據(jù)碘單質(zhì)溶液的用量計(jì)算出維生素C的含量。張歆皓等利用直接碘量法測(cè)定了果汁中維生素C的含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示,在室溫下,直接碘量法可以測(cè)定鮮榨果汁中VC含量,其中獼猴桃汁維生素含量最高,葡萄汁中維生素C最少。同時(shí),報(bào)告中指出,隨著溫度的升高及加熱時(shí)間的延長(zhǎng),維生素C的含量逐漸降低,為含維生素C食物的儲(chǔ)存條件提供了理論依據(jù)。直接碘量法技術(shù)成熟,成本較低,但是比較耗時(shí)。
3.3酸堿滴定法
維生素C是一種酸性多羥基化合物,具有有機(jī)酸的酸性。利用酸堿中和反應(yīng),以氫氧化鈉溶液定量中和1個(gè)羥基,可以測(cè)定維生素C的含量。謝志芳等利用兩點(diǎn)電位滴定法的原理,用已知濃度的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定維生素C,進(jìn)行電位滴定,根據(jù)消耗的氫氧化鈉溶液的體積和相應(yīng)的電位值計(jì)算維生素C的含量。該方法與碘量法測(cè)定的結(jié)果相近,精密度較好。
4色譜法
4.1高效液相色譜法
高效液相色譜法是以高壓下的液體為流動(dòng)相,并采用顆粒極細(xì)的高效固定相的一種柱色譜分離技術(shù)。楊文等利用高效液相色譜法測(cè)定了百香果中維生素C的含量。采用C18色譜柱,在檢測(cè)波長(zhǎng)246nm,以0.01mol/L磷酸二氫鉀溶液-甲醇為流動(dòng)相,等度洗脫。維生素C在0~22.848μg/mL范圍內(nèi)線性良好。楊媛等建立了一種高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定水果蔬菜中L-抗壞血酸、D-異抗壞血酸、脫氫抗壞血酸及總維生素C的含量。采用C18色譜柱,以甲醇-磷酸鹽緩沖溶液(pH=3.5)為流動(dòng)相,245nm下檢測(cè),外標(biāo)法定量。經(jīng)酸性溶液提取后直接測(cè)定L-抗壞血酸、D-異抗壞血酸,兩者分離效果良好。在0.5~50mg/L濃度范圍內(nèi)L-抗壞血酸和D-異抗壞血酸的線性關(guān)系良好,檢測(cè)線分別為42.0,19.4μg/kg。該方法操作簡(jiǎn)單,靈敏度高,準(zhǔn)確性好,且不受樣品顏色的影響,適用于水果和蔬菜中維生素C的測(cè)定。
4.2離子排斥色譜法
離子排斥色譜法是利用電介質(zhì)與非電介質(zhì),對(duì)離子交換劑的不同吸、斥力而達(dá)到分離的色譜方法。莫潤(rùn)宏等建立了離子排斥色譜-雙檢測(cè)器同時(shí)測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品中糖類、有機(jī)酸和維生素C含量的分析方法。采用AminexHPX-87H色譜柱,0.1%硫酸溶液為流動(dòng)相,雙波長(zhǎng)檢測(cè),能夠同時(shí)測(cè)定菠菜和西紅柿中多種有機(jī)酸和維生素C的含量。維生素C在濃度為1~12μg/mL范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系。該方法準(zhǔn)確、快速、穩(wěn)定,適用于不含半乳糖農(nóng)產(chǎn)品中糖類、有機(jī)酸和維生素C的測(cè)定。
5結(jié)語
測(cè)定維生素C含量的方法多種多樣,各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。電化學(xué)法檢測(cè)快速,靈敏度高,但受外界因素干擾較大,電解池易污染,不能連續(xù)檢測(cè);滴定分析法雖操作簡(jiǎn)單,成本低,但滴定終點(diǎn)不好判斷,多種果蔬有顏色,指示劑或色素的干擾使終點(diǎn)難以判斷,造成誤差;高效液相色譜法雖靈敏度高、選擇性好,但對(duì)樣品純度要求較高,儀器昂貴,且使用的有機(jī)試劑不好處理,成本高,不利于推廣;熒光分光光度法和原子吸收光譜法的操作過程復(fù)雜。而紫外-分光光度法操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好、誤差小,成本低,應(yīng)用于果蔬中VC含量測(cè)定比較廣泛。
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