全 文 :现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2013, Vol.29, No.6
1374
覆盆子中有机酸含量的测定
孙金旭 1,2,朱会霞 1,2,肖冬光 1
(1.工业微生物教育部重点实验室,天津科技大学生物工程学院,天津 300457)
(2.衡水学院生命科学系,河北衡水 053000)
摘要:覆盆子为药食两用果实,具有抗衰老、调节生殖系统、促进细胞免疫机能、减肥之功效。本研究利用 HPLC 法对覆盆子
干果中有机酸含量进行测定,测定的色谱条件为:柱温 30 ℃,流动相为 0.05 mmol H2SO4,流速 0.5 mL/min,检测波长 210 nm,进
样量 10 μL,色谱柱为 C18柱,在设定的色谱条件下覆盆子干果处理液峰面积与有机酸标品线性关系良好,相关系数在 0.9998~0.9999
之间,精密度实验各有机酸 RSD 值在 0.30~0.90%之间,重现性实验各有机酸 RSD 值在 0.42~3.69%之间,加标回收率在 97.86~102.35%
之间,此方法用于测定覆盆子干果中有机酸含量准确、可行。
关键词:覆盆子;有机酸;HPLC
文章篇号:1673-9078(2013)6-1374-1376
Determination of the Contents of Organic Acids of Raspberry
SUN Jin-xu1,2, ZHU Hui-xia1,2, XIAO Dong-guang1
(1.Key Laboratory of Industrial Microbiology, Ministry of Education, College of Biotechnology, Tianjin University of
Science and Technology, Tianjin 300457, China) (2.Department of Biology, Heng shui College, Heng shui, He bei 053000,
China)
Abstract: As an edible Chinese herb, raspberry could improve overall energy, vitality aphrodisiac and immune booster. A method for
determining organic acids in Raspberry by HPLC was developed and the best HPLC determination conditions with a C18 column were
determined as follows: column temperature 30 ℃, mobile phase 0.05 mmol H2SO4, flow rate 0.5 mL/min, detection wavelength 210 nm and
injection volume 10 μL. Under the detection conditions. five organic acids could be successfully separated with good linear relationships
(correlation coefficients above 0.9998). The precision RSD, repeatability RSD and recovery rates were of 0.30~0.90%, 0.42~3.69% and
97.86~102.35%, respectively. The method was convenient, rapid, accurate and applicable to determine organic acids in raspberry.
Key words: Raspberry; organic acids; HPLC
覆盆子(Raspberry)干果为药食两用果实,2005
年被《中华药典》收录,味甘,略带涩味,覆盆子干
果中含有的有机酸,糖类,维生素,鞣花酸,β-谷甾醇
及微量元素等具有抗衰老、调节生殖系统、促进细胞
免疫机能、减肥之功效[1~2]有助阳缩尿、补肾固精功能,
用于治疗阳萎、肾虚遗精、尿频和遗尿等病症[3],对金
黄色葡萄球菌、人型结核杆菌和霍乱弧菌有较强的抑
制作用和延缓肌体衰老,提高免疫能力的作用,因此,
覆盆子具有很强的药用及保健作用。
目前,国内对覆盆子的利用主要集中在食品加工、
药品生物制品及保健品的加工、化妆品生产等方面。
收稿日期:2013-03-01
基金项目:河北省科技厅资助项目(11215645)
作者简介:孙金旭(1975-),男,博士,副教授,主要从事发酵工程、食
品等方面的研究
通讯作者:肖冬光(1955-),男,博导,主要从事发酵工程、食品等方面的
研究
国外则主要对覆盆子中的活性物质进行研究[4~6],如花
青素、葡糖苷酶、多酚氧化酶等。食品加工和化妆品
生产主要是针对覆盆子鲜果的利用,如果酱、果酒、
果汁等系列产品的开发,药品主要是对覆盆子干果中
草药方面的利用。但传统的水煮煎熬的方法使得覆盆
子干果的药效成分易被破坏,利用率低。
覆盆子干果主要功能性成分为多糖、黄酮、萜类、
鞣花酸、有机酸等,据文献报道[6],覆盆子多糖、黄酮
[7~11]方面的研究较多,而对于有机酸的研究报道几乎没
有,本研究以覆盆子干果为原料,对 HPLC 法测定覆
盆子干果中的有机酸含量进行了研究。
1 材料与方法
1.1 材料
覆盆子干果:购于衡水市中医院中药店;酒石酸、
苹果酸、草酸、枸椽酸、抗坏血酸标准品,购于国家
标准物质网。
DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2013.06.040
现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2013, Vol.29, No.6
1375
1.2 仪器
高效液相色谱(Agilent1200系列DAD检测器);
HPX-87柱(300 mm×7.8 mm×9 μm)电子天平,上海田
宫称重制造有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 色谱测定条件[12]
液相色谱法测定条件为柱温 30 ℃,流动相为 0.05
mmol H2SO4,流速 0.5 mL/min,检测波长 210 nm,进
样量 10 μL。
1.3.2 样品处理方法[12]
准确称取覆盆子干果 10 g,粉碎过 60 目后,加入
超纯水 50 mL,60 ℃水浴超声提取 40 min,经冷却后,
经 3000 r/min 离心处理 10 min 后,上清液经过滤后转
入 100 mL 的容量瓶中,超纯水定容至刻度后,待测液
用微孔过滤器过滤后待用。
1.3.3 标准品处理及标准曲线的绘制[6]
准确称取酒石酸、苹果酸、草酸、枸椽酸、抗坏
血酸标准品各 50 mg,转移至 10 mL 的容量瓶中,用超
纯水定容至,摇匀,得到 5.00 mg/mL 的有机酸的标准
母液,分别吸取标准母液,进行梯度稀释,经 0.45 μm
微孔过滤膜过滤后待用,以峰面积(X)对质量浓度(Y)
求回归方程和相关系数。
1.3.4 样品测定
经上述 1.3.2 处理后的样品,进样量 10μL 进行测
定,采用外标法测定。
1.3.5 RSD 计算公式
相对标准偏差计算公式如所示。
5
)( 54321 xxxxx
n
x
X ++++== ∑
1
2
−
×−= ∑ ∑
n
xXx
S
%100×=
X
SRSD
1.3.6 回收率计算
回收率计算公式如下:
%100×+
−+=
ZW
EZWA
注:A:回收率;W:原覆盆子中各有机酸含量 mg;Z:加
标量 mg;E:加标后测定混合液中各有机酸含量 mg。
2 结果与讨论
2.1 有机酸标准品 HPLC 色谱图
各有机酸标准品 HPLC 测定条件为:柱温 30 ℃,
流动相为 0.05 mmol H2SO4,流速 0.5 mL/min,检测波
长 210 nm,进样量 10 μL,测定结果如图 1 所示。
图 1 有机酸标准品HPLC色谱图
Fig.1 HPLC chromatogram of organic acid standards
由图 1 可知,在设定的 HPLC 测定条件下,各有
机酸都能够分开,且分离效果较好,各有机酸的出峰
时间分别为:草酸 8.256 min、酒石酸 10.528 min、抗
坏血酸 12.265 min、苹果酸 13.158 min、枸椽酸 15.566
min,表明该HPLC测定条件较适宜于各有机酸的测定。
2.2 有机酸标准品 HPLC 曲线方程及相关性
各有机酸标准品在浓度为 0.001~1.0 mg/mL 范围
内,按照一定浓度梯度将一系列的混合标准品进行
HPLC 分析,以峰面积为 x、有机酸含量为 Y,对各有
机酸测定值进行相关分析和线性回归分析,结果如表 1
所示。
表1 有机酸标准品测定线性相关性
Table 1 Linear equations for organic acid determination
组分 回归方程 相关系数 线性范围
草酸 Y=1.15×107X-2.15×104 0.9998 0.001~0.500
酒石酸 Y=5.32×105X+4.65×102 0.9998 0.001~1.000
抗坏血酸 Y=7.85×105X+2.13×103 0.9999 0.001~1.000
苹果酸 Y=1.57×106X+1.86×103 0.9998 0.001~1.000
枸椽酸 Y=6.84×105X+1.89×102 0.9999 0.001~1.000
由表 1 可知,各有机酸线性回归方程的相关系数
都在 0.9998~0.9999 之间,表明各有机酸组分的峰面积
和有机酸浓度之间的线性关系良好,以此条件测定有
机酸含量可信度较高。
2.3 精密度实验
表2 方法精密度试验
Table 2 Results of precision experiments
组分 峰面积 平均值 RSD/%
草酸 537656 538638 539669 536588 535669 537644 0.30
酒石酸 623635 625496 626758 623869 624513 624854 0.21
抗坏血酸 388586 389763 387885 388691 389782 388941 0.21
苹果酸 766833 763825 765910 763883 765829 765256 0.18
枸椽酸 283643 286595 287656 282712 288660 285853 0.90
取一定浓度的混合标准样品,分 5 次进样,分别
测定 5 次进样各有机酸的峰面积,计算各有机酸 5 次
现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2013, Vol.29, No.6
1376
进样的 RSD 值,结果如表 2 所示。
由表 2 可知,根据各有机酸标准品的峰面积分别
计算各有机酸的精密度,草酸、酒石酸、抗坏血酸、
苹果酸、枸椽酸的 RSD 值在 0.30~0.90%之间,表明该
方法精密度良好。
2.4 重复性试验
精密称取同一份经处理后分覆盆子样品,均匀的
分为 5 份,按样品处理方法进行处理后制成供试溶液,
经 HPLC 测定其中各有机酸含量,计算各有机酸平均
值及 RSD 值,结果如表 3 所示。
表3 重复性试验
Table 3 Result of repetitive test
组分
/(mg/mL)
1 2 3 4 5 平均值
RSD
/%
草酸 0.1318 0.1325 0.1315 0.1328 0.1326 0.1322 0.42
酒石酸 0.0086 0.0079 0.0083 0.0085 0.0080 0.0083 3.69
抗坏血酸 0.2136 0.2158 0.2146 0.2131 0.2140 0.2142 0.48
苹果酸 0.1128 0.1135 0.1136 0.1123 0.1141 0.1133 0.63
枸椽酸 0.0758 0.0746 0.0755 0.0750 0.0738 0.0750 1.05
由表 3 可知,经测定后 5 份覆盆子中各有机酸含
量的平均值分别为:草酸 0.1322 mg/mL,酒石酸 0.0083
mg/mL,抗坏血酸 0.2142 mg/mL,苹果酸 0.1133
mg/mL,枸椽酸 0.0750 枸椽酸,RSD 值在 0.42~3.69%
之间,表明该方法的重复性均达到分析的要求。
2.5 回收率实验
精确量取同一覆盆子提取液 5 份,每份 10 mL,将
不同浓度的各有机酸标准品添加至覆盆子提取液中,
混匀,经过滤膜过滤后,取 10 μL 进样测定各混合样有
机酸含量,计算回收率,结果如表 4 所示。
表4 有机酸回收率试验
Table 4 Recovery rates of organic acids
组分 含量 /(mg/mL)
加标量
/(mg/mL)
测定值
/(mg/mL)
回收率
RSD/%
草酸 0.1315 0.1000 0.2283 98.65
酒石酸 0.0089 0.002 0.1116 102.35
抗坏血酸 0.2135 0.2000 0.4046 97.86
苹果酸 0.1133 0.1000 0.2105 98.66
枸椽酸 0.0765 0.0300 0.1082 101.58
由表 4 可知,经加标后,各有机酸的回收率在
97.86~102.35%之间,表明标品回收良好,此方法适宜
于覆盆子干果提取液中各有机酸含量的测定。
2.6 覆盆子干果中各有机酸含量的测定
根据设定的 HPLC 色谱条件,经覆盆子干果处理
液进行色谱分离,结果如图 2 所示。
图 2 覆盆子干果提取液有机酸HPLC色谱图
Fig.2 HPLC chromatogram of organic acids in Raspberry
由图 2 可知,在设定的色谱条件下,覆盆子干果
处理液的分离效果较好,色谱峰之间的分离度较大,
覆盆子干果处理液 HPLC 色谱图中的出峰时间和标准
品色谱图对照可知,覆盆子干果提取液中含有草酸、
酒石酸、抗坏血酸、苹果酸、枸椽酸 5 种有机酸,除
此之外,还有 3 个未知成分的色谱峰出现,说明该方
法能成功的将覆盆子干果处理液中的成分分开,该
HPLC 条件适宜于覆盆子干果处理液中有机酸含量的
测定分析。
表5 覆盆子干果中各有机酸含量
Table 5 The organic acids content in raspberry
有机酸种类 草酸 酒石酸 抗坏血酸 苹果酸 枸椽酸
含量/(mg/g) 1.315 0.089 2.135 1.133 0.765
表 5 表明,经 HPLC 色谱法测定覆盆子中的各有
机酸含量,抗坏血酸含量最高为 2.135 mg/g,其次为草
酸为 1.315 mg/g,各有机酸含量的高低次序为:抗坏血
酸>草酸>苹果酸>枸椽酸>酒石酸。
3 结论
本实验研究建立了准确、快速的测定覆盆子干果
中有机酸含量的测定方法,采用 HPLC 法测定覆盆子
干果处理液中有机酸含量的色谱条件为:柱温 30 ℃,
流动相为 0.05 mmol H2SO4,流速 0.5 mL/min,检测波
长 210 nm,进样量 10 μL,色谱柱为 C18柱,此方法测
定覆盆子干果处理液峰面积与有机酸标品线性关系良
好,相关系数在 0.9998~0.9999 之间,加标回收率在
97.86~102.35%之间,此方法用于测定覆盆子干果中有
机酸含量准确、可行。
(下转第1320页)
现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2013, Vol.29, No.6
1320
有效成分的活性;超高压提取工艺不需要加热,时间
短,且机械化程度高。结合这两种工艺进行茶多酚的
提取,不同提取效果可观,且粗提液质量也得以保障。
同时,在实验过程中发现利用酶预处理超高压提取方
法制备的粗提液,容易过滤去除固体杂质,且过滤后
的溶液不会出现沉淀。
此外,虽然生产能力相同的超高压提取设备比常
规提取设备的投资高出 3~8 倍,与超临界 CO2萃取设
备投资大致相同,但超高压提取地运行成本远低于常
规提取方法(一般为常规提取方法的 5~10%)和超临
界 CO2萃取技术。超高压提取设备的安全性和操作方
便性与常规提取设备相当,远高于超临界 CO2萃取设
备的安全性和操作方便性。
4 结论
本研究采用响应面分析法优化低值茶叶中茶多酚
的提取工艺,以乙醇浓度、保压时间和作用压力为主
要因素进行中心组合试验,建立了茶多酚得率预测的
回 归 方 程 : Y1=776.3561-1.3356X1+123.093X2+
163.7406X3-274.2023X1X1-145.2251X2X2。试验结果表
明保压时间和作用对茶多酚得率都有显著影响,当提
取工艺条件中料液比为 1:50、乙醇浓度为 60%、保压
时间为 1.5 min 和作用压力为 300 MPa 时,茶多酚得
率达到极大值 30.17%,与模型预测值误差为 2.59%。
参考文献
[1] 励建荣,韩晓祥.超高压提取桑叶芦丁[J].分析化学, 2008,
36(3):365-368
[2] 陈瑞战,张守勤,王长征,等.超高压提取西洋参皂苷的工艺
研究[J].农业工程学报,2005,21(5):150
[3] 董文宾,胡英,周玲.有机溶剂法制备茶多酚的工艺研究[J].
工艺技术,2002,23(9):44-47
[4] 李思睿,董慧茹.溶剂浮选法分离富集茶叶中茶多酚的研究
[J].分析科学学报,2007,23(5):571-574
[5] 杨爱萍,王清吉,锁守丽,等.茶多酚提取、分离工艺研究[J].
莱阳农学院学报,2002,19(2):106-107
[6] 戴群晶.用茶末及废茶枝叶提取高纯茶多酚的研究[J].现代
食品科技,2009,23(1):45-47,53
[7] Tao Xia, Siquan Shi, Xiaochun Wan. Impact of
ultrasonic-assisted extraction on the chemical and sensory
quality of tea infusion [J]. Journal of Food Engineering, 2006,
74: 557-560
[8] PAN Xue-jun, NIU Guo-guang, L IU Hui-zhou. Microwave-
assisted extraction of tea polyphenols and tea cafeine from
green tea leaves [J]. Chemical Engineering and
Processing,2003, 2: 129-133
[9] 黄明,张松波.茶多酚的提取方法[P].中国专利:03135467.X,
2004,3,7
[10] 江东文,江绮晴,黄佳佳,等.低值单枞茶中茶多酚提取的比
较研究[J].现代食品科技,2012,28(9):1161-1165
[11] 陈瑞战,张守勤,张永宏,等.超高压提取丹参素的研究[J].农
业工程学报,2008,24(1):291-295
[12] 高峰,张守勤,刘静波,等.超高压技术提取北虫草多糖的工
艺研究[J].食品科学,2009,30(16):41-43
[13] 储茂泉,古宏晨,刘国杰.中草药浸提过程的动力学模型[J].
中草药,2000,31(7):504-506
(上接第1376页)
参考文献
[1] 郭启雷,杨峻山.掌叶覆盆子的化学成分研究[J].中国中药杂
志,2005,30(3):198-200
[2] 孙金旭.超滤在覆盆子发酵酒中的应用研究[J].现代食品科
技.2012,28(10):1712-1715
[3] Guo Q L, Yang J S. Studies on the chemical constituents in
fruits of Rubus chingii [J]. China J Chin Mater Med, 2005, 30
(3): 198-200
[4] Zou H Y, Tu P F. Study on flavonoids from Lysim achia
clethroides [J]. Chin J Nat Med, 2004, 2 (1): 59-61
[5] Roestos C, Boziaris I S, Nyehas G J E. Analysis of flavonoids
and phenolic acids in Greek aromatic plants:Investigation of
their antioxidant capacity and antimicrobial activity [J]. Food
Chemistry, 2006, 95: 664-671
[6] Yang J X,Cai J P, Zhu L. Utilization of cellulose in extraction
of Chinese medicine components [J]. Chin Med Mater, 2009,
28(l): 64-67
[7] Frederick Kachik, Rockville, M D(US). Process for extraction
purification of lutein, zeaxanthin and arecaroteids from
marigold flowers and plants [P]. 2005, 2-7
[8] 朱会霞.覆盆子黄酮的抑菌特性研究[J].现代食品科技, 2012,
28(11):1826-1829
[9] Masao H, Kue P K, Yue Z S, et al. Atriterpene from the fruits
of rubus chingii [J]. Phytochemistry, 1988, 27 (12): 3975
[10] 程丹,李洁,周斌,等.覆盆子化学成分与药理作用研究进展[J].
中药材,2012,25(11):38-42
[11] 郭燕,梁俊,李敏敏,等,高效液相色谱法测定苹果果实中的有
机酸[J].食品科学.2012,33(2):227-230