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葛粉工业废水葛根素含量测定方法的比较



全 文 :南 方 农 业 学 报
收稿日期:2012-12-20
基金项目:广西藤县绿园葛业发展有限公司横向合作项目(2011)
作者简介:*为通讯作者,刘小玲(1972-),博士,教授,主要从事功能性食品及天然药食资源开发研究工作,E-mail:xiaolingliu@
hotmail.com。冼莹莹(1987-),研究方向为植物功能性成分提纯及产品开发,E-mail:Alicexianlin@163.com
0 引言
【研究意义】葛根是豆科植物野葛的干燥根,富含
黄酮类物质,其中以葛根素为主(王靖等,2003)。葛根
素的保健功能及药用价值极高,具有提高机体免疫、
保护心肌细胞、降低血压及增强心肌收缩力等作用
(张环宇等,2012),但在工厂化生产葛粉时,因其极易
溶解于水而随废水大量流失。因此,如何从葛粉工业
废水中回收分离葛根素,对实现葛根素资源的高效回
收利用具有重要意义。【前人研究进展】根据葛根素具
有提高机体免疫、保护心肌细胞、降低血压及增强心
葛粉工业废水葛根素含量测定方法的比较
冼莹莹,刘小玲*
(广西大学轻工与食品工程学院,南宁 530004)
摘要:【目的】验证紫外分光光度法测定葛粉工业废水葛根素含量的可靠性,建立一种可信度高、操作性强、适于
监测葛粉工业废水葛根素含量动态变化的测定方法。【方法】在不同浓度的葛根素标准溶液中加入已知浓度的牛血
清蛋白(BSA),检验蛋白质对紫外分光光度法测定葛根素含量的干扰;分别采用紫外分光光度法和高效液相色谱
(HPLC)法测定葛粉工业废水葛根素含量,确认紫外分光光度法测定废水中葛根素含量的可靠性。【结果】在2~20
μg/mL浓度范围内,葛根素浓度与其在250 nm处的吸光值呈良好的线性关系,线性方程为:y=0.0648x-0.0049,相关
系数(R2)为0.9995。紫外分光光度法测定葛根素的最低检出限为0.0480 μg/mL,具有精密度较高、准确度良好,且不
受BSA干扰的特点。紫外分光光度法与HPLC法测定结果的相对误差为5.0%,在可接受范围内。【结论】利用紫外分光
光度法替代HPLC法进行葛粉工业废水葛根素含量测定具有可信、简便的特点,适用于工厂中葛粉工业废水葛根素
分离纯化生产过程的实时监测。
关键词:葛粉工业废水;葛根素;测定;紫外分光光度法;高效液相色谱法
中图分类号:X787 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2013)06-1004-04
Comparison on content determination of puerarin in radix
puerariae starch industrial wastewater
XIANYing-ying,LIUXiao-ling*
(College of Light Industry and Food Engineering,Guangxi University,Nanning 530004,China)
Abstract:【Objective】The reliability of content determination of puerarin in radix puerariae starch industrial wastewater
by UV method was verified to select a reliable, operative, and suitable method for observing content variation of puerarin in the
wastewater. 【Method】Puerarin standard solutions with various concentrations were mixed with bovine serum albumin (BSA) to
test the interference of protein on UV method. To confirm the reliability of determining puerarin content in wastewater using
UV method, the results of UV and HPLC methods were compared. 【Result】The calibration curve of puerarin showed a satisfying
linear relativity in the range of 2-20 μg/mL with R2=0.9995.(Linear equation: y=0.0648x-0.0049). The detection limit of UV
method with no BSA interference was 0.0480 μg/mL,which showed high precision and accuracy. The relative error between the
results of UV and HPLC methods was 5.0%, which belonged to the acceptable range. 【Conclusion】The determination of puerarin
in radix puerariae starch industrial wastewater by UV method instead of HPLC was easy to operate and the result was accurate.
Therefore, UV method could be used to the real time supervision of the separation of puerarin from radix puerariae starch in-
dustrial wastewater.
Key words: radix puerariae starch industrial wastewater; puerarin; determination; UV method; HPLC
DOI:10.3969/j:issn.2095-1191.2013.6.1004
南方农业学报 JOURNAL OF SOUTHERN AGRICULTURE 2013,44(6):1004-1007
ISSN 2095-1191;CODEN NNXAAB http://www.nfnyxb.cn
肌收缩力等生物活性的特点(张环宇等,2012),临床
医学上已将其应用于心脑血管疾病如降血压、冠心
病、心绞痛、心肌梗塞、视网膜动静脉阻塞(韩春妍,
2012)及糖尿病等疾病的治疗(Liu et al.,2010)。目前,
测定分析葛根素含量的方法较多,如高效液相色谱
(HPLC)法(Yan et al.,2005;甘宾宾和廖庆明,2006;
迟霁菲和张国刚,2006)、紫外分光光度法(吴可等,
2011)、毛细管胶束电动力学色谱法(Cao et al.,2002)、
薄层层析法、荧光法等。其中,HPLC法的测定结果较
准确,但对样品、操作人员要求高,需要经过复杂的前
期处理,且操作成本高;毛细管胶束电动力学色谱法
在分离生物大分子上具有高灵敏度、高分辨率等优
点,但需要专门的检测仪器,且在葛根素检测方面的
应用鲜有报道;薄层层析法耗时短、结果直观,但受人
工操作因素的影响较大,多用于定性分析;荧光法较
敏感,可用于痕量分析,但影响因素多,线性范围窄;
紫外分光光度法具有灵敏度高、操作简单、快速、应用
范围广、成本低等优点,因而在实际应用中具有较大
的优势。【本研究切入点】要监测葛根工业废水葛根素
含量的动态变化情况,实现葛根素的回收和分离纯
化,就必须选择和确立一种操作便捷、快速、经济且结
果可信度高的葛根素含量测定方法。【拟解决的关键
问题】分别采用紫外分光光度法和HPLC法测定葛粉
工业废水葛根素含量,确认紫外分光光度法测定废
水葛根素含量的可靠性,以期建立一种可信度高、操
作性强、适于监测葛粉工业废水葛根素含量动态变
化的测定方法。
1 材料与方法
1. 1试验材料
葛粉工业废水采自广西藤县绿园葛业发展有限
公司的生产车间;葛根素标准品(纯度98%)购自天津
一方科技有限公司;牛血清蛋白标准品(BSA,纯度98%)
购自上海华舜生物工程有限公司;AB-8大孔树脂购
自沧州宝恩吸附材料科技有限公司;无水乙醇、无水
甲醇、36%乙酸均为国产分析纯。主要仪器设备有:
UV-2802H型紫外分光光度计[尤尼柯(上海)仪器有
限公司]及LC-10A型HPLC测量仪(日本岛津制作所)。
1. 2贮备液制备
准确称量葛根素标准品5.0 mg,用75%乙醇(紫外
分光光度法)或70%甲醇(HPLC法)分别溶解并定容
于50 mL容量瓶中,摇匀,4℃保存备用;葛根素标准母
液含100 μg/mL葛根素。准确称量BSA标准品10.0 mg,
用75%乙醇溶解并定容于50 mL容量瓶中,摇匀,4℃
保存备用;蛋白质标准母液含200 μg/mL BSA。
1. 3紫外分光光度法测定葛根素含量
精确移取葛根素标准母液0.2、0.5、1.0、1.5和2.0
mL,以75%乙醇定容至10 mL,混匀。以75%乙醇溶液
为零管调节零点,测定其在最大吸收波长250 nm处的
吸光值(OD250 nm),以葛根素浓度为横坐标、吸光值为
纵坐标绘制葛根素标准曲线(张建辉等,2006)。待测
样品稀释至适当浓度后测定波长250 nm处的吸光值,
然后根据回归方程计算样品中的葛根素含量。
1. 4蛋白质对紫外分光光度法测定葛根素含量的干扰
取葛根素标准母液分别稀释成20和40 μg/mL的
葛根素工作液,分别与75%乙醇等体积混合为葛根素
待测液A,或与等体积的蛋白质溶液混合(蛋白质浓度
为40 μg/mL)为混合液B。待测液A和混合液B中的葛
根素理论浓度分别为10和20 μg/mL。以紫外分光光度
法分别测定待测液A和混合液B的吸光值(OD250 nm),
每个样品测9次,然后计算葛根素含量,并以T检验比
较待测液A和混合液B葛根素含量的差异。
1. 5HPLC法测定葛根素含量
标准曲线制定参照GB/T 22251-2008《保健食品
中葛根素的测定》。液相色谱条件:色谱柱GSRP C18,
流动相为甲醇∶6%乙酸∶水(25∶3∶72),流速0.6 mL/min,
检测波长247 nm,柱温30℃,进样量10 μL。
1. 6两种方法测定样品葛根素含量的比较
取一定量葛粉工业废水,上AB-8大孔树脂层析
柱,用蒸馏水淋洗杂质,再用70%甲醇洗脱葛根素,将
洗脱液置于60℃烘干,获得干燥待测样品。HPLC法
测定:取适量处理样品,用70%甲醇溶解并定容,过
0.45 μm滤膜后,按1.4的方法测定葛根素含量。紫外
分光光度法测定:称量与HPLC法等量的样品,以75%
乙醇溶解并定容,然后按1.3的方法测定葛根素含量。
2 结果与分析
2. 1紫外分光光度法测定葛根素的标准曲线
以葛根素浓度为横坐标、吸光值为纵坐标,绘制
紫外分光光度法测定葛根素的标准曲线(图1)。由图
1可以看出,浓度为2~20 μg/mL时,葛根素浓度与其
在250 nm处的吸光值呈线性关系,线性方程为:y=
0.0648x-0.0049,相关系数(R2)为0.9995,标准曲线线
性关系良好,可满足测试要求。
精密配制一定浓度的葛根素标准液,用紫外分光
光度法连续测定11次,计算标准偏差(SD),并按照公
式计算最低检出限=3×SD×1/K(K为标准曲线斜率)
(张建辉等,2006)。计算得到紫外分光光度法测定葛
根素的最低检出限为0.0480 μg/mL。
冼莹莹等:葛粉工业废水葛根素含量测定方法的比较 1005· ·
南 方 农 业 学 报
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0 5 10 15 20
图 1 紫外分光光度法测定葛根素的标准曲线
Fig.1 Standard curve of puerarin by UV
2. 2紫外分光光度法的精密度及回收率试验结果
精密度一般用偏差、SD或相对标准偏差(RSD)来
表示。偏差、SD或RSD越小,说明测定结果越集中,精
密度越好。精密度试验结果表明,3个不同浓度(2、5和
10 μg/mL)的葛根素标准液各测定5次,其对应的RSD
分别为0.85%、0.67%和0.42%,均较小,说明紫外分光
光度法的精密度较高。
紫外分光光度法测定葛根素的回收率试验结果
如表1所示。由表1可知,通过添加不同浓度的标准样
品测定其回收率,对应的回收率均值分别为104.42%、
104.34%和102.42%,均在95.00%~105.00%,且3个添加
浓度的RSD分别为2.76%、1.08%和1.91%,均较小,说
明紫外分光光度法的准确度良好。
表 1 紫外分光光度法测定葛根素的回收率试验结果(n=5)
Tab.1 Result of recovery test by UV(n=5)
葛根素初始值(μg/mL) 加标量(μg) 葛根素实测值(μg/mL) 回收率(%) 回收率均值(%) RSD(%)
Initial value of puerarin Quantity of standard addition Experimental value of puerarin Recovery Average of recovery
4.386 1 5.384 99.79 104.42 2.76
4.386 1 5.431 104.42
4.386 1 5.431 104.42
4.386 1 5.461 107.51
4.386 1 5.446 105.97
4.386 5 9.644 105.14 104.34 1.08
4.386 5 9.551 103.29
4.386 5 9.628 104.84
4.386 5 9.659 105.45
4.386 5 9.535 102.98
4.386 10 14.752 103.66 102.42 1.91
4.386 10 14.813 104.27
4.386 10 14.366 99.8
4.386 10 14.474 100.88
4.386 10 14.736 103.5
2. 3蛋白质对紫外分光光度法测定葛根素含量的干扰
由于蛋白质在波长280 nm处有最大吸收,因此,
在250 nm测定波长下,蛋白质的存在可能对葛根素测
定值存在干扰。由表2可知,在两个设定的不同葛根素
浓度下,待测液A和混合液B的葛根素含量差异均不
显著(P>0.05),说明在葛根素的测定体系中,蛋白
质的存在对紫外分光光度法测定葛根素含量干扰不
显著。
表 2 T检验结果(n=9)
Tab.2 Result of T test(n=9)
待测液A(μg/mL)Fluid under test 混合液B(μg/mL)Mixed liquor P
理论值 Theoretical value 实测值 Experimental value 理论值 Theoretical value 实测值 Experimental value
10 9.918±0.069 10 9.984±0.069 0.080
20 21.023±0.092 20 21.111±0.099 0.086
2. 4HPLC法测定葛根素的标准曲线
以葛根素浓度为横坐标、峰面积为纵坐标,绘制
HPLC法测定葛根素的标准曲线(图2)。由图2可知,在
2~30 μg/mL的浓度范围内,葛根素浓度与峰面积的线
性关系较好,线性方程为:y=52777x+386223,相关系
数(R2)为0.9992。
2. 5两种方法测定样品葛根素含量的结果比较
配制3个样品,用两种测定方法分别对样品进行
测定,并以相对误差法对测定结果(表3)进行比较。相
对误差为测量结果所产生的误差与约定真值之比,通
常以百分数表示。国标使用的葛根素测定方法为
图 2 HPLC法测定葛根素的标准曲线
Fig.2 Standard curve of puerarin by HPLC
y=0.0648x-0.0049
R2=0.9995
O
D 2
5
0
n
m



P
e
a
k
a
r
e
a
葛根素浓度(μg/mL)Puerarin concentration
葛根素浓度(μg/mL)Puerarin concentration
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
0 10 20 30 40
y=52777x+386223
R2=0.9992
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HPLC法,因而本研究以HPLC法所测得葛根素含量为
真值,计算紫外分光光度法测量结果产生的相对误
差,结果显示,两种测定方法的结果相对误差为5.0%,
表明尽管两种方法的葛根素含量测定结果存在一定
差异,但其差异在可接受范围内。
3 讨论
国标使用的葛根素含量测定方法为HPLC法,该
法具有快速、准确等特点,因而目前大部分的研究均
采用此法(李洪玉等,2009)。但考虑到工厂实际生产
的需求,本研究采用了紫外分光光度法,并对其可靠
性进行验证,结果表明,紫外分光光度法测定葛根素
含量的精密度较高、准确度良好,蛋白质干扰不显著;
与国标使用的HPLC法相比,两种测定方法虽然存在
一定差异,相对误差为5.0%,但在可接受的范围内。紫
外分光光度法测定的结果较HPLC法偏高,可能是处
理后的样品中仍含有部分其他物质,且这些物质对紫
外分光光度法测定造成一定程度的影响,但具体原因
有待于进一步研究。
葛粉工业废水中存在有一定量的蛋白质,其含量
约为葛根素的两倍(蛋白质0.583 mg/mL,葛根素0.250
mg/mL),而且蛋白质具有共轭结构,在紫外分光波长
250 nm处也有部分吸收,为此,本研究采用T检验验证
蛋白质的存在是否对紫外分光光度法测定葛根素产生
干扰,结果表明,在紫外分光光度法测定葛根素的体系
中混入蛋白质后,测量值与理论值差异不显著(P>
0.05),即蛋白质的存在对葛根素测定不产生显著干扰。
总之,紫外分光光度法测定葛粉工业废水葛根素
含量时可避免蛋白质的影响,得出的结果与HPLC法
相差不显著,且操作简便,设备成本低,对样品前处理
要求不高,可满足大规模生产中实时监控的需求,在
葛粉工业废水葛根素测定中具有其他方法不可比拟
的优势。
4 结论
本研究结果表明,用紫外分光光度法测定葛粉工
业废水葛根素含量的结果真实可靠,且易操作,对设
备等要求不高。综合考虑方法本身的可信性及实际生
产需要,可利用紫外分光光度法替代HPLC法进行葛
粉工业废水葛根素含量测定,且具有可信、简便的特
点,适用于工厂中葛粉工业废水葛根素分离纯化生产
过程的实时监测。
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(责任编辑 兰宗宝)
表 3 两种方法测定葛根素含量的结果比较(μg/mL)
Tab.3 Results of puerarin content by HPLC and UV(μg/mL)
测定方法 样品1 样品2 样品3
Method Sample 1 Sample 2 Sample 3
HPLC法 HPLC method 12.16 11.57 11.94
紫外分光光度法 UV method 12.75 12.14 12.56
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