介質(zhì)對VC紫外吸收光譜特性影響及應(yīng)用*

王軍鋒，楊 笛，李姝穎，張 敏

（陜西學(xué)前師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，陜西 西安 710100）

VC分子為C6H8O6，含有4種異構(gòu)體。其中，具有生理活性的為L-VC，分子結(jié)構(gòu)中含有烯醇式羥基，使其表現(xiàn)出酸性及還原性。特別在堿性環(huán)境中，易被氧化破壞，失去相應(yīng)的生理活性，表現(xiàn)出不穩(wěn)定性[1]。因此，探究VC穩(wěn)定的介質(zhì)環(huán)境，進(jìn)行研究分析和測定，具有著重要的意義與價值。

本文從研究VC在不同介質(zhì)環(huán)境中紫外吸收光譜特性入手，比較VC在水及常見的3種酸性溶液中最大吸收波長的變化和吸光度的穩(wěn)定性，對引起最大吸收波長遷移和吸光度改變的機(jī)理進(jìn)行了探。據(jù)此，建立紫外吸收分光光光度法測定VC的最佳環(huán)境，并將其應(yīng)用于營養(yǎng)補(bǔ)充劑及果蔬中VC的測定。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

UV-8000S型紫外可見分光光度計（上海元析儀器有限公司）；分析天平（電子天平 上海元析儀器有限公司）；容量瓶（上海歡奧科技有限公司）；移液管（上海歡奧科技有限公司）；抽濾機(jī)（常州市春來制藥機(jī)械有限公司）；食品料理機(jī)（小熊電器股份有限公司）。

VC（C6H8O6AR天津市天力化學(xué)試劑有限公司）；濃H2SO4（AR北京化工廠）；濃HCl（AR北京化工廠）；濃HNO3（AR天津市天力化學(xué)試劑有限公司）；VC泡騰片（樣品亞寶藥業(yè)集團(tuán)股份有限公司）；蘋果（樣品超市）；檸檬（樣品超市）。

1.2 實驗過程及方法

1.2.1 蒸餾水介質(zhì) 配制不同濃度VC水溶液，以蒸餾水為空白，掃描VC在水溶液中吸收光譜。

1.2.2 酸性水溶液介質(zhì) 配制不同濃度硫酸、鹽酸、硝酸維生素C溶液，以對應(yīng)濃度酸性溶液為空白，掃描VC在對應(yīng)酸性水溶液中紫外吸收光譜。

1.2.3 VC樣品配制 配制標(biāo)準(zhǔn)VC硫酸溶液，進(jìn)行測定。對樣品按照文獻(xiàn)中方法進(jìn)行處理[2,3]。以硫酸為介質(zhì)配制VC泡騰片、蘋果、檸檬樣品溶液，以硫酸溶液為空白測定紫外吸收光譜，并進(jìn)行加標(biāo)回收率實驗。

2 結(jié)果與討論

2.1 VC在蒸餾水介質(zhì)中的吸收光譜特性

首先，研究了VC在水溶液中的紫外吸收特性。不同濃度VC水溶液在265nm處均產(chǎn)生最大吸收，且最大吸收波長較為穩(wěn)定。在即配即測的情況下，其吸光度隨濃度增加而增加，呈現(xiàn)良好得線性關(guān)系。但這種線性關(guān)系對測量時間有嚴(yán)格的要求，即標(biāo)準(zhǔn)系列和樣品需要在配制好相同的時間完成測定；同時當(dāng)濃度增加到0.05g·L-1及以上時，產(chǎn)生多個吸收峰，應(yīng)為高濃度時的自吸造成峰值吸收分裂現(xiàn)象，這時吸光度與濃度線性關(guān)系被破壞。

提示在水溶液環(huán)境中，VC具有不穩(wěn)定性，當(dāng)進(jìn)行VC測定時，時間要求較為嚴(yán)格，且當(dāng)樣品中VC濃度過高時，需要稀釋以便進(jìn)行定量分析。

2.2 VC在酸性水溶液介質(zhì)中吸收光譜特性

2.2.1 H2SO4介質(zhì) 不同濃度硫酸介質(zhì)VC吸收曲線見圖1。

圖1 不同濃度硫酸介質(zhì)VC吸收曲線Fig.1 VC absorption spectrum in the sulphuric acid media of the different concentration

由圖1可見，在H2SO4介質(zhì)中，隨著H2SO4濃度的增大，VC最大吸收波長由265nm逐漸藍(lán)移到243nm；在高濃度硫酸的硫酸介質(zhì)中，最大吸收波長趨于更為穩(wěn)定；不隨VC濃度增加而變化。

VC在H2SO4介質(zhì)中表現(xiàn)出高度的穩(wěn)定性，提示一定濃度H2SO4水溶液是定量測量VC比較理想的介質(zhì)環(huán)境，后續(xù)VC在H2SO4水溶液中的穩(wěn)定性研究，進(jìn)一步驗證了這個發(fā)現(xiàn)。

2.2.2 HCl介質(zhì) 不同濃度鹽酸介質(zhì)VC吸收曲線見圖2。

圖2 不同濃度鹽酸介質(zhì)VC吸收曲線Fig.2 VC absorption spectrum in the hydrochloric acid media of the different concentration

由圖2可見，隨著鹽酸濃度的增大，VC最大吸收波長由265nm逐漸藍(lán)移到243nm。且隨著鹽酸濃度的增加，也加趨于穩(wěn)定。

結(jié)合VC的分子結(jié)構(gòu)，二烯醇上的二個羥基使其表現(xiàn)出酸性，其中PK1=4.1，PK2=11.8[4]。在水溶液介質(zhì)環(huán)境存在以下平衡：

H2A HA-+H+

適量的酸度如H2SO4、HCl介質(zhì)提供的H+，強(qiáng)烈影響體系中H2A、HA-的動態(tài)平衡。當(dāng)體系中VC主要以H2A形式存在時，表現(xiàn)為243nm處的最大吸收；主要以HA-形式存在時，表現(xiàn)為265nm處的吸收，呈現(xiàn)出在243nm與265nm之間吸收波長的變遷。隨著硫酸、鹽酸濃度的增加，H2A形態(tài)在體系在占據(jù)主導(dǎo)地位，表現(xiàn)出在243nm處主導(dǎo)的、穩(wěn)定的紫外特性吸收光譜。

2.2.3 HNO3介質(zhì) 高濃度硝酸介質(zhì)中VC吸收曲線見圖3。

圖3 高濃度HNO3介質(zhì)中VC吸收曲線Fig.3 VC absorption spectrum in the high concentration nitric acid media

由圖3可見，對HNO3水溶液介質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硝酸發(fā)揮其酸性作用時其對VC紫外吸收光譜的影響與H2SO4、HCl類似。隨著硝酸濃度的增大，VC最大吸收波長由265nm逐漸藍(lán)移到243nm。且隨著硝酸濃度的增加，更加趨于穩(wěn)定。

但VC結(jié)構(gòu)中的二烯醇表現(xiàn)出還原性，使其在具有氧化性的硝酸水溶液中易被氧化破壞。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)HNO3濃度高至1mol·L-1時，VC迅即被破壞，特征的最大吸收光譜消失。

2.3 VC在酸性溶液及水溶液中吸光度的穩(wěn)定性對比

VC在不同介質(zhì)中吸光度隨時間變化見圖4。

圖4 VC在不同介質(zhì)中吸光度隨時間變化Fig.4 Stability of VC absorption spectrum in the different media by time

由圖4可見，VC在蒸餾水介質(zhì)中吸光度隨時間延長下降最快；在HNO3、HCl介質(zhì)中吸光度隨時間變化下降趨勢較為平緩；在H2SO4介質(zhì)中吸光度基本不隨時間改變而改變，穩(wěn)定性很好。提示H2SO4的酸度及其提供的介質(zhì)環(huán)境，是VC產(chǎn)生穩(wěn)定、持久的紫外吸收光譜最優(yōu)的水溶液環(huán)境（圖4）。

綜合比較VC在蒸餾水、H2SO4、HCl及HNO3介質(zhì)中，紫外吸收波長和吸光度等特性，不難看出適度的H2SO4水溶液介質(zhì)是紫外分光光度法測定VC的最優(yōu)環(huán)境。所以本文也在H2SO4介質(zhì)中，用紫外可見分光光度法對多種樣品中的VC進(jìn)行測定，效果滿意。

2.4 樣品中VC測定

根據(jù)以上研究，建立了在硫酸介質(zhì)中對多個樣品中VC含量測定的新方法。該法穩(wěn)定性高、線性良好（圖5）。

圖5 VC在0.005mol·L-1硫酸介質(zhì)中的標(biāo)準(zhǔn)曲線及回歸方程Fig.5 VC linearity curve and regression equation in 0.005mol·L-1sulphuric acid media

依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)曲線和回歸方程，對VC泡騰片、蘋果和檸檬中VC進(jìn)行測定，結(jié)果如下。

表1 樣品測定數(shù)據(jù)Tab.1 Determination results of samples

經(jīng)換算，VC泡騰片中VC含量為23.75g/100g，蘋果中VC含量為16.00mg/100g，檸檬中VC含量為65.00mg/100g。加標(biāo)回收率在95.4%～98.7%范圍內(nèi)，結(jié)果滿意。

3 結(jié)論

本文研究了蒸餾水介質(zhì)、3種酸性介質(zhì)中VC的紫外吸收光譜特性。蒸餾水介質(zhì)中最大吸收波長在265nm處，但隨著時間變化吸光度下降快，容易分解。H2SO4介質(zhì)最大吸收波長穩(wěn)定在243nm處，吸光度基本不隨時間變化。HCl介質(zhì)中最大吸收波長穩(wěn)定在243nm處，低濃度HNO3介質(zhì)中最大吸收波長在243nm處，高濃度硝酸易使VC被氧化破壞。比較3種酸性介質(zhì)，HCl易揮發(fā)，HNO3有高氧化性，VC在H2SO4介質(zhì)中紫外吸收光譜最為穩(wěn)定，為測定VC的最優(yōu)介質(zhì)環(huán)境。據(jù)此建立了在H2SO4介質(zhì)中測定VC的簡單、易行的新方法，并維實現(xiàn)了對維C泡騰片、蘋果、檸檬中VC的成功測定。