果蔬中維生素C含量測(cè)定方法研究進(jìn)展

徐攀攀，許會(huì)艷

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用科技學(xué)院，河南 許昌 461101)

維生素C(vitamin C，VC)又稱(chēng)L-抗壞血酸(Ascorbic Acid)，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(lái)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(lèi)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(jiàn)光區(qū)有吸收。利用VC溶液本身在紫外可見(jiàn)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(jiàn)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(jiàn)分光光度法

紫外-可見(jiàn)分光光度法是利用物質(zhì)分子在190～800 nm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(lái)的一種定性、定量檢測(cè)分析的方法。

李小梅等[1]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265 nm，線性方程為：y=0.3732x+0.0056。在濃度為0～2 μg/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[2]建立了一種新型的紫外可見(jiàn)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510 nm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450～600 nm處沒(méi)有吸收峰，從而建立了紫外可見(jiàn)光有無(wú)到有的過(guò)程(turn on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(guò)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[4]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(guò)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

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(guò)原子吸收法測(cè)定金屬而間接測(cè)定VC含量。莫朝群等[6]利用VC分子中的烯二醇基和過(guò)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1.0 μg/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(guò)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[7]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(guò)電解池，利用陽(yáng)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(guò)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[8]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5～100 μmol/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0.4 μA/(μmol/L)。該方法快速、準(zhǔn)確、靈敏度高。

2.3 極譜法

極譜法通過(guò)測(cè)定電解過(guò)程中所得到的極化電極的電流-電位(或電位-時(shí)間)曲線來(lái)確定溶液中被測(cè)物質(zhì)濃度的一類(lèi)電化學(xué)分析方法。Sha Tianze等[9]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(lèi)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(wú)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(144.65 μA·mM-1cm-2)，寬的線性范圍(10～5640 μmol/L)，以及較低的檢測(cè)線0.51 μmol/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(mǎn)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(wú)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(guò)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[10]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[11]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[12]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)246 nm，以0.01 mol/L磷酸二氫鉀溶液-甲醇為流動(dòng)相，等度洗脫。維生素C在0～22.848 μg/mL范圍內(nèi)線性良好。楊媛等[13]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，245 nm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 0.5～50 mg/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42.0，19.4 μg/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[14]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(lèi)、有機(jī)酸和維生素C含量的分析方法。采用Aminex HPX-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1～12 μg/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(lèi)、有機(jī)酸和維生素C的測(cè)定。

5 結(jié) 語(yǔ)

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(guò)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。