王源秀等
摘 要:在生物化学实验本科教学实践中,分别应用2,6-二氯酚靛酚滴定法、磷钼酸法和紫外分光度计法测定果蔬中的VC含量,从试剂配制、实验操作过程以及实验结果几个方面对这3种方法进行了比较。结果表明,紫外分光光度法测定果蔬VC含量最为简便、精确,可作为《生物化学实验》教学中“常见果蔬VC含量测定”实验的操作方法。
关键词:VC;测定;二氯酚靛酚滴定法;磷钼酸法;紫外分光度计法
中图分类号 TS255 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2015)18-20-04
Exploration of the Methods by Quantitative Determination of VC in Common Fruits and Vegetables
Wang Yuanxiu et al.
(College of Life Science,Anhui Normal University,Wuhu 241000,China)
Abstract:In the undergraduate teaching of “Biochemistry Experiment”,students tried to determine the content of VC in different kinds of fruits and vegetables using threemethods(themethod by 2,6-dichloro-indophenol titration,themethod by phosphomolybdic acid and themethod by UV spectrophotometer).We compared threemethods roundly from the reagent preparation,experimental operation process and the experimental results.We ensured that themethod by UV spectrophotometer was themost simple and the students could get themost accurate results using it,so we choose it as the operationmethod in the teaching of “the determination of the content of VC in common fruits and vegetables " in “Biochemistry Experiment "
Key words:Vitamin C;Determination;Themethod by 2,6-dichloro-indophenol titration;Themethod by phosphomolybdic acid;Themethod by ultraviolet spectrophotometermethod
生物化学实验是本科生物类专业学生的必修课程,“VC的定量测定”是其中的备选经典实验之一,以往多采用2,6-二氯靛酚滴定法[1]进行实验教学;该方法虽操作简单,仪器及试剂廉价,但学生操作过程中易出现滴定管渗漏现象,且在使用含有色素试材时,会导致滴定终点难以判定,结果不精确。因此该方法已不适合现代生化实验教学的需要。
“VC的定量测定”除2,6-二氯靛酚滴定法方法之外,目前使用较多的主要有紫外分光光度法、高效液相色谱法、钼蓝比色法、原子吸收法、碘量法、电位滴定法、荧光光度法[2-10]。其中原子吸收法、高效液相色谱法和荧光光度法仪器相对昂贵;碘量法和电位滴定法操作步骤较繁琐,且受其它还原性物质、样品色素颜色和测定时间的影响,不适合作为本科生化实验教学。
为了培养创新型人才,生化实验教学需要引入“研究性”实验,对“VC的定量测定”实验进行调整,如可改为“常见果蔬VC含量测定”[11]。由于《生物化学实验》是专业基础课,每个实验需供300以上的学生来做,这就需要实验方法简单易行,试剂试材廉价,并且能获得较准确的实验结果。为此,笔者对3种实验室常用的测定VC含量的方法,即二氯酚靛酚滴定法、磷钼酸法和紫外分光度计法,进行了对比试验,以期能找到适合实验教学的易于操作的定量测定VC的方法。
1 实验材料、仪器和试剂
1.1 实验材料 新鲜的番茄、橘子、青椒、枣子、苹果,购买于芜湖市银湖南路沃尔玛超市。
1.2 实验仪器 紫外-可见分光光度计(WJ 7200型,上海尤尼克仪器有限公司)、酸式5mL微量滴定管、磁力搅拌器(79HW型,江苏金坛市金城国胜实验仪器厂)、打浆机(MJ-BL25C3,广东美的生活电器制造有限公司)、离心机(KDC-40型,科大创新股份有限公司中佳分公司)、恒温水浴锅(DK-S24型,上海精宏实验设备有限公司)、研钵、容量瓶。
1.3 实验试剂 草酸、2,6-二氯酚靛酚、抗坏血酸(VC)、钼酸铵、EDTA、硫酸、乙酸、偏磷酸、HCl、NaOH,均为分析纯。
2 实验方法
二氯酚靛酚滴定法和磷钼酸法的具体实验原理、实验器材、试剂、操作步骤和数据分析参考文献1。紫外分光光度法的具体实验原理、实验器材、试剂、操作步骤和数据分析参考文献2。样品测定时设置3个重复。
3 结果与分析
3.1 二氯酚靛酚滴定法 由图1可知,采用二氯酚靛酚滴定法获得的5种果蔬VC的含量分别为:苹果0.69mg/100g,番茄3.20mg/100g,橘子10.95mg/100g,青椒28.83mg/100g,枣子131.65mg/100g,其中枣子的VC含量最高,苹果的VC含量最低。
利用二氯酚靛酚滴定法测定果蔬的VC含量,使用的试剂种类少(需3种),步骤简单,只有操作酸式微量滴定管时略微复杂,适合本科生操作。但学生在操作滴定管时,时常更换操作人,且部分学生对滴定管操作陌生,会导致滴定管渗漏;二氯酚靛酚滴定时,滴定终点为微粉红色,而某些果蔬(如橘子、西红柿)色泽鲜亮,呈偏红色,对滴定终点的判断影响显著,要想得到准确的结果,需要采用反滴定法[8],使操作变复杂;另外2,6-二氯酚靛酚试剂价格昂贵。
3.2 磷钼酸法 采用磷钼酸法定量测定VC,其原理是钼酸铵在一定条件下(硫酸和偏磷酸根离子存在)与VC反应生成蓝色化合物,在一定范围内,吸光度与浓度成正比。经实验,该蓝色化合物在760nm处有最大吸收峰。由图2可知,VC浓度与760nm处的吸光度呈良好的线性关系,回归方程为:y=0.0018x+0.0078,相关系数为R2=0.9933。
由图3可知,通过磷钼酸法测得果蔬中VC含量,分别为:苹果0.79mg/100g,番茄5.55mg/100g,橘子10.32mg/100g,青椒42.29mg/100g,枣子111.52mg/100g,5种果蔬中VC含量的多少顺序与用二氯酚靛酚滴定法测得到结果一致,即枣子>青椒>橘子>苹果>番茄。
在用磷钼酸法测定果蔬的VC含量,步骤简单,但所需试剂种类较多(需7种,见实验方法),且需学生提前学会标准操作分光光度计;在实际操作中发现,所有试剂(标准VC溶液、草酸-EDTA、偏磷酸-乙酸、硫酸、钼酸铵)按比例混合后,混合液在30℃水浴时易变浑浊,形成黄色沉淀,如果操作不熟练,时间略长后,黄色沉淀会附着在分光光度计的比色皿上,难以清洗。
3.3 紫外分光光度法 紫外分光光度法是利用VC对紫外产生吸收和对碱不稳定的特性,于243nm处测定样品液与碱处理样品液两者吸光度之差,通过标准曲线方程,即可计算样品中VC的含量。由图4可知,紫外分光光度法中,VC的含量在1.0~12.0μg/mL浓度范围内,其浓度与紫外吸光度呈良好的线性关系,回归方程为:A=1.8275x-0.0042,相关系数R2=0.9994。
由图5可知,通过紫外分光光度法测得果蔬中VC的含量分别为:苹果10.00mg/100g,番茄12.50mg/100g,橘子17.50mg/100g,青椒114.78mg/100g,枣子150.00mg/100g。该方法测得的各种果蔬的VC含量比前2种方法测得的VC含量存在显著差异,即该方法测得的各种果蔬的VC含量比较高,其中差异最小的是枣子,但也高出14%(与二氯酚靛酚法相比)。
利用紫外分光光度法测定果蔬的VC含量,所使用的试剂种类少(需3种)且廉价,步骤简单易行,适合本科生操作。但需学生提前学会标准操作紫外分光光度计;而且紫外光敏感,需准确调试;另外紫外分光光度计略昂贵。
4 结论与讨论
4.1 结论 3种方法测得5种果蔬中VC含量的大小顺序均为:枣子>青椒>橘子>苹果>番茄。以《中国食物成分表2012》为参考,由图6可知,紫外分光光度法测得果蔬中VC含量与参考数据最接近,由二氯酚靛酚滴定法测得水果中VC含量与参考数据偏差较大[12]。
4.2 讨论 将3种方法的各具体操作事项进行比较,如表1所示。二氯酚靛酚滴定法的所用试剂VC、草酸和2,6-二氯酚靛酚,这些试剂配制简单,但2,6-二氯酚靛酚溶液不稳定,需在棕色瓶中冷藏,且只能用7d;试剂标定复杂;使用滴定管不当,易渗漏,滴定终点不易判断,易受试材色素影响,而整个操作过程要迅速,防止还原型VC被氧化;滴定过程一般不超过2min,如果时间没有把握好,则影响实验结果。总的来说,该法产生误差的因素多,不易测得精确数据。磷钼酸法所用试剂繁多(7种),且不易配制。对于实验操作熟练者,该法操作过程简便,能得到较精确的标准曲线和实验结果。但对于不熟练者,实验过程耗时较长,就会出现黄色沉淀,影响操作和实验结果。紫外分光光度法所用试剂种类少(标准VC、草酸和NaOH),且价格低廉,易配制。该法操作步骤简便,但是实验过程中需要严格控制反应时间和正确使用紫外分光光度计。对于操作者,只有认真仔细,基本可测得较精确的实验结果。
综上所述,紫外分光光度法可选为“生物化学实验”教学的操作方法,用于测定不同果蔬VC含量,过实践教学试用也证实该法切实可行[11]。在具体实践教学中,“常见果蔬VC含量测定”属于“综合研究性”实验,每小班学生(约20人,分10个小组)需根据命题事先写好研究方案,方案通过后进行实验操作。操作时每小组测定1种果蔬的VC含量,这样每个小班就可以获得约10种果蔬的VC含量数据,每个小组收集这10种果蔬的VC含量数据,进行统计分析,撰写研究小论文。通过这个实验,学生可以提高实验操作技能,学会数据处理和论文写作的基本方式方法。
参考文献
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[12]杨月欣.中国食物成分表2012修订版[M].北京:北京大学医学出版社,2012. (责编:张宏民)