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荧光光度法测定芦笋中总黄酮含量



全 文 :荧光光度法测定芦笋中总黄酮含量
穆宏磊 郜海燕 * 陈杭君 房祥军 葛林梅
(浙江省农业科学院食品加工研究所 杭州 310021)
摘要 以芦笋为研究对象,利用黄酮类化合物可与 Al3+形成稳定的荧光络合物的性质,建立荧光测定芦笋中总
黄酮的新方法。 用 70%乙醇加热回流提取芦笋中的有效成分,以芦丁为标样,研究溶剂、pH 值以及放置时间对
荧光强度的影响,确定最佳测试条件。 该方法检出限为 4.53×10-9 mol/L,线性回归方程:Y=50.17+48053.01X,相
关系数 r=0.9939,回收率 98.83%~97.25%。 利用该法测得芦笋茎、根中总黄酮含量分别为 1.15 mg/g 和 0.78 mg/
g。 该方法具有良好的应用前景。
关键词 荧光分光光度法; 黄酮; 芦笋
文章编号 1009-7848(2010)02-0201-05
芦笋又称石刁柏, 是百合科天门冬属多年生
草本植物[1]。鲜芦笋口味鲜美,并含有丰富蛋白质、
矿物质、维生素以及天门冬氨酸、赖氨酸、黄酮、甾
体皂甙、多糖等活性成分,是世界十大名菜之一。
近年来的研究表明,芦笋具有抗肿瘤、抗自由基、
抗炎等多种生理活性及药理作用, 其中黄酮类物
质作为功能因子之一起着重要的作用[2]。芦笋中含
有的主要黄酮类化合物有芦丁、槲皮素、香橼素、
山奈素等[3]。
目前检测黄酮含量通常采用紫外分光光度
(UV)法[4]。 因该方法操作简便,成本低,已广泛用
于植物总黄酮的测定[5-7]。 分光光度(UV)法的试验
原理是根据黄酮类物质与亚硝酸钠-铝体系在碱
性溶液中形成络合物, 产生特征吸收光谱而进行
测定[8]。紫外-可见光谱法灵敏度较低,且容易受到
其它酚类物质的干扰, 从而影响试验结果的准确
性。 为了寻求操作简便、灵敏度高、准确的检测方
法, 根据黄酮类化合物可与铝离子形成稳定荧光
络合物的性质[9],本文采用荧光光度法测定芦笋中
总黄酮含量。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
芦笋:杭州佳惠农业开发有限公司。
芸香叶苷(芦丁),上海国药集团;硝酸铝、亚
硝酸钠、氢氧化钠、醋酸钠、冰醋酸、乙醇均为分析
纯试剂;水为去离子水。
Me2 型荧光微孔板读数仪、GBC Cintra 20 紫
外-可见分光光度计、JJ-1 数显电动搅拌器、Dl-
360 型数控超声波清洗器、Mettler-Toledo DELTA
320 pH计、RE-52C旋转蒸发仪。
1.2 显色原理
从图 1 可以看出, 芦丁中加入 Al3+后,2 个芦
丁分子与 3 个 Al3+络合,生成 2:3 的络合物 [10]。 芦
丁中 3′位的羟基和 4′位的羟基与 Al3+结合生成络
合物的同时, 两个芦丁分子中 7′位的羟基与 Al3+
形成分子间的络合物,使络合物刚性增强,产生较
强的荧光[10]。 因此,根据黄酮类化合物与铝离子形
成稳定的荧光络合物的特点, 采用荧光分析法测
定芦笋中总黄酮含量。
1.3 试验方法
1.3.1 样品工作溶液的制备 精确称取芦笋干粉
5.000 g 于 250 mL 烧瓶中, 加入 70%乙醇溶液
100 mL,加热回流提取 1 h 后过滤,重复 3 次,合
并提取液,浓缩,0~4℃放置 6 h,离心,用 0.45 μm
滤膜过滤。 吸取样品溶液 1 mL,置于 10 mL 比色
管中,加入 5% Al(NO3)3溶液 2.5 mL,醋酸-醋酸
收稿日期: 2009-05-19
基金项目: 浙江省重大科技攻关国际合作项目(2006C14018);
浙江省科研农业项目(2008C22017)
作者简介: 穆宏磊,男,1980 年出生,博士
通讯作者: 郜海燕
Vol. 10 No. 2
Apr. 2 0 1 0Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology
中 国 食 品 学 报第 10 卷 第 2 期
2 0 1 0 年 4 月
DOI:10.16429/j.1009-7848.2010.02.009
中 国 食 品 学 报 2010 年第 2 期
钠缓冲液定容(以 90%乙醇为溶剂),pH5.7,摇匀,
放置 30 min后测定。
1.3.2 芦丁标准工作溶液的制备 精密称取芦丁
50 mg 于 50 mL 容量瓶中,用 90%乙醇定容,即质
量浓度为 1 mg/mL 的标准溶液。 准确吸取标准溶
液 0、0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1 mL, 分别置于
10 mL 比色管中,加入 5% Al(NO3)3溶液 2.5 mL,
醋酸-醋酸钠缓冲液定容 (以 90%乙醇为溶剂),
pH5.7,即标准工作溶液,放置 30 min后测定。
1.3.3 测定 在激发波长 λex=421 nm、 发射波长
λem=507 nm 的条件下测定芦丁标准工作溶液的荧
光强度。 以荧光强度对浓度作图,绘制标准曲线,
然后在相同的条件下测定样品溶液的荧光强度,
再通过标准曲线求得浓度,并计算总黄酮含量,以
芦笋干重计。
1.3.4 pH 值对荧光强度的影响 准确吸取标准
溶液 0.1 mL,分别置于 10 mL 比色管中,加入 5%
Al(NO3)3溶液 2.5 mL,以不同比例醋酸-醋酸钠配
制缓冲溶液(90%乙醇为溶剂),定容,体系稳定后
测定荧光和 pH值。
1.3.5 方法精密度、回收率的测定 按 GB/T5009.
1-2003 食品卫生检验方法理化部分总则测定精
密度、回收率[11]。
2 结果与讨论
2.1 络合物的激发及发射光谱
按试验方法选择光谱条件, 对芦丁标准工作
溶液的激发及发射光谱进行扫描。 本试验中激发
和发射波长分别为 421 nm和 507 nm。从图 2可以
看出,激发光谱和发射光谱峰型对称,最大荧光强
度基本相等。
2.2 测定条件的选择
2.2.1 pH 值 溶液 pH 值对体系荧光强度有很
大的影响。 采用醋酸-醋酸钠作为缓冲体系,随着
缓冲液 pH 值的增大,荧光强度不断增大,其最大
值出现在 pH 6 附近。 当溶液 pH 值大于 6 时,荧
光强度减弱,溶液中产生絮状沉淀,其原因是随着
溶液 pH 值的升高, 溶液中 Al3+生成氢氧化铝沉
淀,不能与黄酮形成带荧光的络合物,从而影响测
定, 因此选择 pH 5.7的醋酸-醋酸钠缓冲液作为
缓冲介质。
2.2.2 Al(NO3)3 含量 研究不加入 Al(NO3)3 及
加入 1、2、3 mL 5% Al(NO3)3对试验结果的影响。
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第 10 卷 第 2 期
不加入 Al(NO3)3的荧光强度几乎为 0。当 Al(NO3)
3用量大于 2 mL时,荧光强度基本达到平衡。因此
选择加入 2.5 mL 5% Al(NO3)3作为显色剂。
2.2.3 溶剂 黄酮类化合物易溶于甲醇、 乙醇等
极性有机溶剂。 不同浓度的乙醇溶液对体系荧光
强度的影响情况见图 4。 溶剂极性越大,化合物荧
光量子产率越低。随着乙醇浓度的增加,体系的荧
光强度不断增强,最终选用 80%~90%的乙醇作溶
剂。
2.2.4 体系稳定性 在荧光仪动力学模式下测定
不同时间芦丁标准工作液的荧光强度,见图 5。 在
开始的 20 min 内溶液荧光强度逐渐增强,可能是
由于络合物的形成需要一定的时间。 30 min 后荧
光强度基本保持稳定,因此避光保存 30 min 后再
测定。
2.3 校准曲线及方法的检出限
试验结果表明, 在 9.73×10-8~4.64×10-5 mol/L
范围内芦丁浓度与荧光强度呈良好的线性关系,
其线性回归方程为 Y=50.17+48053.01X(Y——荧
光强度;X——芦丁的质量浓度(mg/mL))。 相关系
数 r=0.9939,说明荧光强度与浓度线性相关。 对空
白液做 11次平行测定,根据公式 CL=3S/K[12]计算,
该方法的检出限为 4.53×10-9 mol/L,优于紫外光谱
法。
2.4 样品测定
取鲜芦笋洗净泥土,冷冻干燥后打粉。精确称
量芦笋干粉,用 70%乙醇提取 3 次。提取液浓缩过
滤后,按 1.3.1 节试验方法测定,取 5 次测定的平
均值。 测定结果表明芦笋茎的总黄酮含量高于其
根的含量,芦笋茎(食用部分)总黄酮含量为 1.15
mg/g,芦笋根部的总黄酮含量为 0.78 mg/g。芦笋嫩
茎具有较好的食用价值, 作为芦笋废料的根中同
样含有一定的活性成分,因此有效利用芦笋的茎、
根资源提取活性成分,可以增加芦笋的附加值。由
表 1 可见,相对标准偏差<3%,说明本方法的精密
度较高。
样品 测定值/mg·g-1 平均值/mg·g-1 RSD/%
芦笋茎 1.11 1.18 1.13 1.15 1.16 1.15 2.35
芦笋根 0.79 0.76 0.75 0.79 0.80 0.78 2.78
表 1 芦笋不同部位黄酮含量的分析结果(n=5)
Table 1 The analytical results of flavanoid contents in different parts of Asparagus Officinalis Linn(n=5)
荧光光度法测定芦笋中总黄酮含量 203
中 国 食 品 学 报 2010 年第 2 期
2.5 回收试验
准确称取一定量的芦丁标准品, 加入芦笋样
品中,按 1.3.1 节方法提取、测定,计算回收率,结
果见表 2。 采用荧光分析法测定芦笋中总黄酮含
量,其回收率在 98.83%~97.25%之间,且试验数据
准确,本方法可行。
2.6 准确性验证试验
为验证本方法的准确性, 采用测定总黄酮最
常用的紫外-可见分光光度法 [13]对同一芦笋样品
进行测定,并与荧光法的测定值进行比较。用荧光
法测定样品,其总黄酮含量为 7.23 mg(n=6)。 紫
外-可见分光光度法是利用黄酮类化合物与亚硝
酸钠-硝酸铝体系在碱性条件下显色的原理进行
测定,测得同一样品中总黄酮含量为 7.42 mg(n=
6)。 利用统计软件 SPSS 进行配对 t 检验,当设定
置信度为 95%时,荧光法的测定值和紫外-可见法
的测定值之间差异不显著(P>0.05),从而验证了
荧光法测定芦笋中总黄酮含量可行。
3 结论
测定黄酮含量一般采用在亚硝酸钠-Al3+存在
的条件下显色,然后用紫外-可见光度法测定。 本
文采用荧光光度法测定芦笋中总黄酮含量, 研究
溶剂、pH 值、硝酸铝用量、放置时间对荧光强度的
影响,确定最佳测试条件,即:采用 90%乙醇为溶
剂,在待测液中加入 5% Al(NO3)3溶液 2.5 mL,控
制 pH 5.7,放置 30 min 后测定。 荧光法的检测限
达到 4.53×10-9 mol/L,相对标准偏差<3%,方法的
回收率在 98.83%~97.25%之间。 从回收率和验证
试验看,该方法灵敏度高,其准确性、重现性、线性
关系、稳定性均达到科研和生产的要求,实用性较
强。利用该方法测得芦笋茎、根中总黄酮含量分别
为 1.15 mg/g 和 0.78 mg/g。
样品编号 原含量/mg 加入量/mg 测定值/mg 回收率/%
1 5.75 4 9.69 98.50
2 6.08 4 9.97 97.25
3 7.23 6 13.12 98.17
4 8.56 6 14.49 98.83
表 2 样品回收试验结果
Table 2 Recovery experiment results for samples
参 考 文 献
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[4] 张源源,崔同. 总黄酮含量分析法快速评价蜂胶原料质量[J]. 中国食品学报,2002,2(3):46-48.
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第 10 卷 第 2 期
肠道就像动物园 “细菌居民”有力量
据新华社电,来自中国、德国、比利时、丹麦、西班牙、法国和英国的科研人员共同参与一项名
为“人类肠道宏基因组计划”的研究,对人肠道内细菌进行了迄今为止最大的一次“基因普查”。结
果显示,人的肠道就像一个动物园,“居住”着种类繁多的微生物,对人体健康关系重大。这一研究
结果刊登在最新一期英国《自然》杂志上。
英国广播公司 3日援引研究报告撰写人之一、欧洲分子生物学实验室研究人员杰伦·拉埃的
话报道:“基本上,人体就是一个移动的细菌聚居地。人体内细菌数量是人自身细胞数量的 10倍,
这些细菌大部分寄生在人的肠道中。 ”
研究人员对 124名欧洲人粪便内的细菌进行取样分析。这些人有的身体健康,有的超重或肥
胖,还有人患有肠道疾病。研究结果显示,检测样本中 99%的基因并非人类自身所有,而是来自于
人体内的微生物。 约 1000 种肠道细菌拥有 330 多万个基因,这使拥有 2.3 万多个基因的人类相
形见绌。
研究人员认为,每个人的肠道内有至少 160 种细菌,其中至少 57 种几乎所有人都有,40%的
细菌种类能在半数研究对象肠道中找到。
人体内细菌并非都有害。肠道细菌能消化糖分、生成氨基酸和维生素以及将食物中复杂的化
合物转化为人体所需物质。 “肠道内细菌群对我们的健康关系重大……如果打破这里的平衡,人
就可能患各种疾病,或导致肥胖。 ”拉埃说。
研究显示,健康人与肠道疾病患者的肠道细菌种类和数量均有不同。
拉埃说:“医学研究往往忽略肠道细菌的影响。这个成果使我们对疾病有更深入的认识。我们
知道微生物是人体的组成部分之一,但我们不知道它们如何工作。我们将把识别出的基因作为预
防和诊断疾病的记号,从而推测疾病严重程度,提高警惕。 ”
Determination of Total Flavanoid Content in Asparagus Officinalis Linn by Spectrofluorimetry
Mu Honglei Gao Haiyan* Chen Hangjun Fang Xiangjun Ge Linmei
(Food Institute; Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021)
Abstract A new method for determining total flavanoid content in Asparagus Officinalis Linn was established based
on the reaction of flavanoid with alumimum ion to form fluorescent complex. The sample was extracted with 70% ethanol
by reflux and total flavanoid was determined by spectrofluorimetry with rutin as standard sample. The effects of solvent,
pH and time on fluorescence intensity were researched. The optimum detection condition was determined. The detection
limit was 4.53×10-9 mol/L, the regression equation was Y=50.17+48053.01X (r=0.9939). The method was simple, rapid
and accurate with a bright future in analytical applications. Total determination results of flavanoid content in top and
bottom part were 1.15mg/g and 0.78mg/g respectively.
Key words spectrofluorimetry; flavanoid; Asparagus Officinalis Linn
nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn
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