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分光光度法测定甜叶菊废渣中总黄酮的研究



全 文 :第35卷,第10期             光 谱 学 与 光 谱 分 析 Vol.35,No.10,pp2820-2824
2 0 1 5年1 0月             Spectroscopy and Spectral Analysis  October,2015  
分光光度法测定甜叶菊废渣中总黄酮的研究
罗序燕,方浩斌*,黄瑞宇,赵东方,祝 婷,郭养养,曾益平,刘仁月,朱 东
江西理工大学冶金与化学工程学院,江西 赣州 341000
摘 要 为建立测定甜叶菊废渣中总黄酮含量的方法,通过比较直接法、AlCl3 法和 NaNO2-Al(NO3)3-
NaOH法三种显色方法的紫外可见光谱,确定甜叶菊废渣中总黄酮含量测定的最佳方法为 NaNO2-Al
(NO3)3-NaOH法。分析了测定波长,显色剂用量和反应时间、温度、pH等因素对测定的影响,并从浓度与
吸光度的线性关系,稳定性及加标回收率等方面对该法进行了系统研究,结果表明:在波长500nm处,以
芦丁为标准品,在2~24μg·mL
-1范围内呈良好的线性关系,线性相关系数R2=0.999 5。样品加标回收率
在96%~104.3%之间,相对标准偏差(RSD)为3.75%。NaNO2 和 Al(NO3)3 的用量都为1.0mL,反应时
间都为6min,NaOH的用量为15.0mL,反应时间为15min。整个显色过程温度为40℃,pH为5,进一步
优化了NaNO2-Al(NO3)3-NaOH法测定甜叶菊废渣中总黄酮含量的工艺条件。该方法简便快速,重现性好,
准确度高,可用于实际检测工作。
关键词 甜叶菊废渣;总黄酮;分光光度法;显色条件
中图分类号:O657.3  文献标识码:A   DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2015)10-2820-05
 收稿日期:2014-07-01,修订日期:2014-11-06
 基金项目:国家自然科学基金项目(51364014),江西省科技厅项目(2013BBG70003)和2013年江西省级大学生创新创业训练计划项目
(201310407037,201310407057)资助
 作者简介:罗序燕,女,1963年生,江西理工大学冶金与化学工程学院教授  e-mail:lxycyx@163.com
*通讯联系人  e-mail:wwwfhb@126.com
引 言
  甜叶菊废渣是甜菊糖生产工艺中排出的废弃物,其中含
有黄酮类化合物。黄酮类化合物是指由中央三碳链与两个苯
环连接在一起的一系列化合物,即以C6—C3—C6 为基本碳
架,大多以2-苯基色原酮为基本母核的一系列化合物[1],具
有抗癌[2]、抗菌[3]、抗氧化[4]、防心血管疾病[5]等功效。
测定黄酮类化合物的方法主要有分光光度法[6]、荧光光
度法[7]、液相色谱法[8]和毛细管电泳法[9]等。分光光度法以
其应用范围广、操作简单快速、设备成本低等优点被广泛使
用。其原理是利用黄酮类化合物与 Al 3+形成的络合物[10]或
其本身的特征峰[11]来测定。目前,分光光度法在测定甜叶菊
废渣总黄酮时,各条件的优化筛选方面的研究还未见报道。
为此,本工作建立了一套适用于测定甜叶菊废渣中总黄酮含
量的方法。该法操作简便快速,重现性好,准确度高,可用
于实际应用当中。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
UV-2550紫外-可见分光光度计(日本岛津),WFJ-7200
型可见分光光度计[尤尼柯(上海)仪器有限公司]。
甜叶菊废渣(提取甜菊糖后排出的废渣):由江西省赣州
市某公司提供。芦丁对照品(纯度≥98%,贵州迪大科技有
限责任公司)。所用试剂均为分析纯。
1.2 方法
1.2.1 直接测定法
按文献[12]条件提取,取100.0mg提取物置于100mL
容量瓶中,用95%的乙醇溶解得样品液。取10.0mL样品液
于50mL容量瓶,用95%的乙醇定容至刻度。以不加样品液
为参比,用紫外可见分光光度计在200~600nm范围扫描。
取5.0mg芦丁对照品,置于25mL容量瓶,用95%乙
醇溶解并定容至刻度,得芦丁对照液,同样在200~600nm
范围扫描。
1.2.2 AlCl3 显色法
取相同10.0mL样品液于50mL容量瓶,加入pH 为
3.6的 HAc-NaAc缓冲液3.0mL,摇匀后加入10.0mg·
mL-1 AlCl3 溶液2.0mL,摇匀后静置20min,95%乙醇定容
至刻度,以不加样品液为参比,在300~600nm范围扫描。
用芦丁对照液代替样品液,按上述过程实验。
1.2.3 NaNO2-Al(NO3)3-NaOH法
取相同样品液于50mL容量瓶,加入50.0mg·mL-1
的NaNO21.0mL,摇匀,静置6min;100.0mg·mL-1的
Al(NO3)31.0mL,摇匀,静置6min;40.0mg·mL-1的
NaOH 10.0mL,95%乙醇定容至刻度,摇匀,静置15min。
以不加样品液为参比,在450~600nm扫描。
用芦丁对照液代替样品液,按上述过程进行。
2 结果与讨论
2.1 测定方法与波长的选择
直接法测定的芦丁与样品液的紫外可见光谱对比图如图1。
Fig.1 UV-Vis spectra of sample and rutin
by direct determination
1:Rutin;2:Sample
  样品液在约210,270,370和410nm有吸收峰,芦丁在
约260和360nm有吸收峰,样品210和410nm的峰可能为
杂质峰,其余两峰位置虽在黄酮类化合物吸收峰范围内[13],
但与芦丁略有偏差且不明显,故不宜用直接法测定。
AlCl3 法的对比图如图2。
Fig.2 UV-Vis spectra of sample and
rutin by AlCl3method
1:Rutin;2:Sample
  样品在约410nm有吸收峰,芦丁在约420nm有吸收
峰。略有偏差,且对比图1无论是否加入AlCl3,样品液在约
410nm均有吸收峰,杂质干扰强烈,故不宜用AlCl3 法测定。
NaNO2-Al(NO3)3-NaOH法的对比图如图3。
Fig.3 UV-Vis spectra of sample and rutin by
NaNO2-Al(NO3)3-NaOH method
1:Rutin;2:Sample
  两者在约500nm均有吸收峰,原样在此处也无杂质峰
干扰,因此,可以用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH法测定甜菊叶
废渣中的总黄酮。
2.2 显色剂加入量的选择
按1.2.3步骤显色,改变NaNO2 用量,用可见分光光度
计测吸光度,结果如表1所示。
Table 1 Effect of sodium nitrite on absorbance
NaNO2/mL  0.5  1.0  2.0  3.0  4.0
吸光度 0.206  0.214  0.213  0.208  0.204
  NaNO2 在1.0~2.0mL范围内最佳,本实验选择1.0
mL。
改变Al(NO3)3 加入量,对应吸光度如表2所示。
Table 2 Effect of aluminium nitrate on absorbance
Al(NO3)3/mL  0.5  1.0  1.5  2.0  2.5  3.0
吸光度 0.207  0.213  0.212  0.213  0.211 -①
  ①注:“-”表示液体浑浊无法测定,下同
  Al(NO3)3 在1.0~2.0mL范围皆可。本实验选择1.0
mL。
改变NaOH加入量,对应的吸光度如表3所示。
Table 3 Effect of sodium hydroxide on absorbance
NaOH/mL 10.0  11.0  12.0  13.0  14.0  15.0  16.0
吸光度 0.211  0.210  0.212  0.216  0.219  0.220 -
  故加入 NaOH 14.0~15.0mL皆可。本实验选择15.0
mL。
2.3 显色剂时间的选择
改变NaNO2 加入后静置时间,对应的吸光度如表4所
示。
1282第10期                    光谱学与光谱分析
Table 4 Effect of reaction time with sodium
nitrite on absorbance
时间/min 吸光度 时间/min 吸光度
2  0.209  12  0.214
4  0.213  14  0.212
6  0.214  16  0.213
8  0.213  18  0.211
10  0.213  20  0.210
  4min后,反应趋于稳定,20min后似乎略有下降,本实
验选择6min。
改变加入Al(NO3)3 后的静置的时间,对应吸光度如表
5所示。
Table 5 Effect of reaction time with aluminium
nitrate on absorbance
时间/min 吸光度 时间/min 吸光度
2  0.215  14  0.220
4  0.220  16  0.221
6  0.221  18  0.224
8  0.221  20  0.224
10  0.222  22  0.226
12  0.219
  反应于4min后趋于稳定,18min后吸光度略有偏高,
本实验选择6min。
改变NaOH加入后的静置时间,对应吸光度如表6所
示。
Table 6 Effect of reaction time with sodium
hydroxide on absorbance
时间/min 吸光度 时间/min 吸光度
5  0.218  35  0.219
10  0.219  40  0.220
15  0.221  45  0.217
20  0.221  50  0.216
25  0.220  55  0.217
30  0.221
  反应从5min开始就趋于稳定,45min后吸光度偏低,
本实验选择15mim。
2.4 温度的选择
按1.2.3步骤显色,整个过程用水浴控制反应温度,对
应吸光度如表7所示。
Table 7 Effect of temperature on absorbance
温度/℃ 吸光度 温度/℃ 吸光度
25  0.217  45  0.225
30  0.220  50  0.216
35  0.221  55  0.210
40  0.230
  吸光度随温度上升而上升,40℃后开始下降,故温度需
控制在40℃。
2.5 pH的选择
按1.2.3显色,调节pH,对应的吸光度如表8所示。
Table 8 Effect of potential of hydrogen value on absorbance
pH  2  3  4  5  6  7  8
吸光度 0.135  0.205  0.209  0.216  0.217  0.206  0.205
  pH在5~6时吸光度较准确,考虑样液本身的pH约为
5,故无需调节pH。
2.6 标准工作曲线
分别取芦丁对照品0.0,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,
6.0mL于50mL容量瓶,温度为40℃,pH为5,加入50.0
mg·mL-1的 NaNO21.0mL,摇匀,静置6min;100.0
mg·mL-1的 Al(NO3)31.0mL,摇匀,静置6min;40.0
mg·mL-1的NaOH 15.0mL,95%乙醇定容至刻度,摇匀,
静置15min。以不加芦丁为参比,测定各自吸光度,制作标
准工作曲线,如图4。
Fig.4 Rutin calibration curve
  根据 Origin软件显示:方程为y=0.002 56+13.424
3x,在2~24μg·mL
-1范围内成良好的线性关系,线性相
关系数R2=0.999 5,方法检出限为1.44μg·mL
-1。
2.7 重现性实验
取10.0mg提取物,95%乙醇溶解定容至50mL容量
瓶,得样品液,按2.6中条件显色,在500nm测定,以上过
程重复6次,结果如表9。
Table 9 Reproducibility experiment
次数 1  2  3  4  5  6
吸光度 0.196  0.197  0.197  0.197  0.198  0.197
  计算RSD=0.35%,在±5%范围内,重现性良好。
2.8 稳定性实验
按上述过程显色,在500nm处每隔10min测定一次,
结果如表10。
2282 光谱学与光谱分析                    第35卷
Table 10 Stability experiment
时间/min  0  10  20  30  40  50  60
吸光度 0.196  0.194  0.197  0.197  0.195  0.193  0.190
Table 11 Recovery experiment
实验编号 1  2  3  4  5  6
芦丁加入量/mg  0.0  0.1  0.2  0.3  0.4  0.5
吸光度 0.068  0.094  0.119  0.145  0.180  0.204
0.068  0.095  0.118  0.145  0.180  0.206
0.069  0.095  0.119  0.146  0.179  0.205
平均值 0.068  0.095  0.119  0.145  0.180  0.205
测定总含量/mg  0.244  0.345  0.434  0.531  0.661  0.756
回收率/% 100.0  101.0  96.0  96.0  104.3  102.4
  在40min后似乎略有下降,计算40min内的 RSD=
0.59%,稳定性良好,故在NaOH加入静置15min后,尽量
在40min内测定。
2.9 加标回收率实验
取上述样品液各1.0mL,分别加入0.2mg·mL-1的芦
丁对照液0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5mL,按2.6条件显
色,在500nm处测定,各重复3次,结果如表11。
  加标回收率均在95%~105%范围内,RSD=3.75%。
结果较为可靠。
3 结 论
  通过紫外光谱分析,认为 NaNO2-Al(NO3)3-NaOH 法
测定甜菊叶废渣中的总黄酮较为合适,在波长500nm,以芦
丁为标准品,在2~24μg·mL
-1范围内成良好的线性关系,
线性相关系数 R2=0.999 5。样品加标回收率在96%~
104.3%之间,RSD=3.75%。NaNO2,Al(NO3)3,NaOH加
入量和反应时间应分别为1.0,1.0,15.0mL和6,6,15
min,温度为40℃,pH为5,重现性好,稳定性高。由此得
出,该法具有设备不复杂,操作简单快捷,结果较为准确,
成本极低等优点,可以用于测定甜叶菊废渣中总黄酮的含
量。
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3282第10期                    光谱学与光谱分析
Research on the Spectrophotometry for Determination of Flavonoids in
Waste Residue of Stevia Rebaudiana
LUO Xu-yan,FANG Hao-bin*,HUANG Rui-yu,ZHAO Dong-fang,ZHU Ting,GUO Yang-yang,ZENG Yi-ping,
LIU Ren-yue,ZHU Dong
Colege of Metalurgical and Chemical Engineering,Jiangxi University of Science and Technology,Ganzhou 341000,China
Abstract A spectrophotometric method for the determination of flavonoids content in Waste Residue of Stevia Rebaudiana was
established by comparing the UV-Vis spectra with three spectrophotometric methods:Direct,AlCl3and NaNO2-Al(NO3)3-
NaOH method.The effects of spectrophotometric reaction were studied by analyzing the wavelength,the dosage of color devel-
opment reagent,reaction time,temperature and pH.The further research was studied by analyzing linearity between the absor-
bance and the concentration,the stability of this color system,the recovery rate and so on.The results showed that NaNO2-
Al(NO3)3-NaOH method was best.The wavelength was 500nm.The standard sample was rutin.There was a good linear rela-
tionship in the ranges of 2~24μg·mL
-1,correlation coefficient R2=0.999 5.The recovery of the additional sample was
96.0%~104.3%.The relative standard deviation(RSD)is respectively 3.75%.The dosages of NaNO2and Al(NO3)3both
were 1.0mL,both of their reaction time was 6min.The dosage of NaOH was 15.0mL and the reaction time was 15min.The
temperature in the whole process of the reaction must be maintained at 40℃and pH is 5.The spectrophotometric condition was
further improved on the determination of flavonoids content.This method,which is simple,rapid and accuracy,can be used in
practical application.
Keywords Waste residue of stevia rebaudiana;Total flavonoids;Spectrophotometry;Spectrophotometric conditions
(Received Jul.1,2014;accepted Nov.6,2014)  
*Corresponding author
4282 光谱学与光谱分析                    第35卷