王婉卿(扬州市质检所,江苏 扬州 225000)
抗坏血酸,即人们常说的维生素C,是人体代谢过程中不可缺少的有机物[1]。抗坏血酸可以有效预防坏血病,主要作用机理是促进细胞之间电荷的转化和传递[2]。抗坏血酸自身具备较强的还原性,可以将细胞内的三价铁离子还原为二价铁离子,促进氨基酸代谢进程,加快血红蛋白的形成。除此之外,抗坏血酸还具备解毒、抗癌等功效[3]。许多水果、蔬菜(苹果、西红柿等)中含有大量的抗坏血酸,食品是人们获取抗坏血酸最主要的途径[4]。
较强的还原性使得抗坏血酸很容易被空气氧化,也容易受到温度、酸度、金属离子、加工方式等因素的影响而变质[5]。因此,建立一种精确测定食品中抗坏血酸含量的方法,掌握每种测定方式对结果的影响,可以针对具体测定情况来选择合适的测试方式,对于食品安全、医疗保健来说意义重大。
抗坏血酸,一种酸式己糖衍生物,结构与糖类似,有两种同分异构体,只有L 型异构体具有生理功效。抗坏血酸熔点约为190℃,在水中溶解度约为0.3g/mL,电离常数为4.17。紫外最大吸收波长为250nm,酸性溶液中可以和金属离子发生氧化还原反应,生成脱氢抗坏血酸。
碘量法测定的抗坏血酸的原理为铜离子或碘酸根离子与过量KI溶液发生氧化还原反应生成碘单质,碘单质可氧化抗坏血酸,生成脱氢型抗坏血酸,抗坏血酸反应完全后,剩余的碘单质可以和淀粉反应呈现蓝色,标志着反应达到终点。
2.2.1 紫外分光光度法
紫外分光光度法测定抗坏血酸含量的原理是在酸性环境中,加入过量碘酸根离子与I-反应生成I3-后,抗坏血酸可以将I3-还原,未参与反应的I3-可以利用紫外分光光度计测定。
2.2.2 2,4-二硝基苯肼比色法
抗坏血酸被活性炭氧化后可以与2,4-二硝基苯肼反应生成肼,肼可与浓硫酸发生脱水反应生成橘红色化合物2,4-二硝基苯。2,4-二硝基苯在硫酸溶液中性质稳定,可在520nm 处测定吸光度。2,4-二硝基苯肼比色法测定抗坏血酸和脱氢抗坏血酸的总体含量,该方法没有特异性,操作过程较为复杂,且测定过程容易受到其它物质的影响,测定结果一般偏高。且活性炭与抗坏血酸之间的氧化还原反应不容易控制,活性炭用量低,容易造成结果偏低;活性炭用量过高,也可能会对抗坏血酸有吸附作用,所得结果也可能偏低。
2.2.3 金属离子测定法
金属离子法的本质是氧化还原反应,抗坏血酸能有效还原金属离子,将三价铁还原成二价铁,得到性质更为稳定的溶液,加入螯合剂后将二价铁离子显色,测定吸光度,计算抗坏血酸含量。金属离子测定法最常用的金属离子是铁离子,螯合剂一般为2,4,6-三吡啶基均三嗪。该法在运用过程中可以同时测定脱氢抗坏血酸和抗坏血酸总量,通过氧化还原反应前后吸光度的差值来计算测定结果。
目前,已有学者建立了铜离子比色法,基于抗坏血酸对铜离子的还原反应具有专一性,菲啰啉可以和铜离子产生络合作用,产物水溶性较好,测定结果相比铁离子来说准确度较高。
2.2.4 催化分光光度法
亚硝酸根离子可以和对氨基苯磺酸发生重氮化反应,生成重氮盐。抗坏血酸可以有效催化重氮盐的分解,加入8-羟基喹啉后可以终止重氮盐分解,利用前后吸光度的差值来计算抗坏血酸含量,得到吸光度和浓度的回归方程,建立紫外分光光度法测定抗坏血酸含量的新技术。
抗坏血酸和活性炭反应后可以转变成脱氢抗坏血酸,脱氢抗坏血酸能和邻苯二胺发生反应,产物为有荧光特性的喹喔啉,可以通过荧光光度计测定喹喔啉含量,以此来计算抗坏血酸含量。
荧光分析法测定抗坏血酸含量时容易受到食品中丙酮酸的影响,丙酮酸也可以和邻苯二胺反应生成具有荧光特性的杂质,容易对测定结果产生影响。若想解决这一问题,可以向溶液中加入硼酸,反应后的产物不能和邻苯二胺作用,但可以和丙酮酸作用。扣除加入硼酸的荧光度值后的测定结果真实可信。荧光光度法准确度较高,结果重现度良好,但操作过程相对复杂。
色谱分析法包含薄层色谱法、纸色谱法、液相色谱法以及气相色谱法。
高效液相色谱法可以有效分离抗坏血酸和脱氢抗坏血酸,且测定过程不容易受到杂质、外界环境的影响,准确度高,重现度高,测定过程操作简便。
气相色谱法在痕量化合物含量测定中具有不可替代的灵敏度,然而抗坏血酸不能直接通过气相色谱技术来测定,一般需要将抗坏血酸与六甲基二硅氨烷的吡啶溶液发生衍生化反应后,再用气相色谱法进行测定。
纸色谱技术也是抗坏血酸含量测定过程中常用的技术方法之一,可以有效区别抗坏血酸和脱氢抗坏血酸,然而在具体测定过程中,薄层色谱技术的准确度明显高于纸色谱技术。
综合以上可以发现,目前抗坏血酸含量测定方法多种多样,测定技术也越来越先进,可以有效测定微量、含量级别,测定方式的灵敏度、准确度和选择性也大大提高。随着科学的进步、发展,相信更为高效的测定技术将会很快被开发。