全 文 :凉粉草(Mesona chinensis Benth.),又名仙草、仙人草、仙人
冻、薪草,为唇形科凉粉草属一年生草本植物[1]。在中国大陆主
产于广东、福建、广西等省份,台湾南部有较多分布,在印尼和越
南有广泛分布和较大产量。
国家卫生部在2010年3月发布公告,允许凉粉草(仙草Mes-
ona chinensis Benth.)作为普通食品生产经营[2],这意味着凉粉草
被列入中国药食同源植物目录。
自古以来,在广西、广东、福建、台湾及东南亚区域,民众都
有在夏天饮用以凉粉草熬煮得到的仙草汁饮料或制成的凝冻甜
点的风俗习惯,仙草制品成为民间最佳消暑良品之一。
凉粉草同时还是凉茶饮料的主要原料,市面上流行的包装
凉茶饮料品牌,例如王老吉、加多宝、和其正、杨协成及晨光等品
牌凉茶饮料配料表中都含有凉粉草(仙草)成分。
由凉粉草为主要原料制成的仙草冻和龟苓膏等中式传统甜
点深受广大消费者喜欢,在华南、港台区域及东南亚国家很流
行。
干凉粉草含有约 70%碳水化合物及蛋白质、氨基酸、脂肪、
维生素、色素、酚类、三萜酸、黄酮、多糖等营养成分,同时含有
钙、锌、铁、锰、钾等矿物质元素。
苯甲酸作为一种天然有机酸化合物,在自然界植物成分中
广泛分布,是植物的活性成分之一[2],例如半夏、马齿苋、红芽大
戟、白蒺藜、板蓝根[4-8]等中药材中均含有天然苯甲酸成分。有文
献[9]报道板蓝根中含有的苯甲酸等有机酸成分具有有较强抗内
毒素活性。
关于凉粉草中天然成分的研究已经发表过多篇文献[10-13],主
要是对凉粉草中黄酮类、多糖、色素等开展广泛研究,但未见对
凉粉草中苯甲酸含量测定的报道。
苯甲酸的测定方法有气相色谱法[14,15]、液相色谱法[16,17]、液相
色谱-串联质谱法[18,19]等,但都是对食品中添加的苯甲酸进行测
定,对植物中本身含有的苯甲酸进行测定的方法鲜有报道。
本文通过优化凉粉草中苯甲酸的提取方法,用高效液相色
谱对凉粉草中的苯甲酸含量进行测定,表明凉粉草中天然含有
微量有机酸——苯甲酸,对凉粉草食疗机理深入研究和资源进
一步科学开发利用具有积极意义。
1 实验部分
1.1 仪器和试剂
Agilent 1200型高效液相色谱仪(配有紫外检测器,美国Ag-
ilent 公司);Milli-Q Reference超纯水器(美国Millipore公司);
PHS-3C型精密PH计(上海雷磁仪器厂);KQ-400DB型数控超声
波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);Anke DL-5-B型离心机
(上海安亭科学仪器厂)。
标准品:苯甲酸(1.00mg/L,购自中国计量科学研究院);甲
醇(色谱纯,美国Fisher公司);其余试剂均为分析纯。
1.2 色谱条件
色谱柱:ZORBAX Eclipse XDB- C 18(5µm,4.6mm i.d. ×
250mm);流动相:V(甲醇)∶V(20 mmol/L的乙酸铵溶液)= 5∶
95;流速:1.0 mL/min;柱温:40 ℃;进样量:10μL;检测波长:230
nm。样品测定采用色谱峰的保留时间定性,峰面积定量。
1.3 标准工作液
准确移取一定量的标准溶液,用水配制浓度为0.2、0.5、1.0、
2.0、5.0、10.0mg/L的标准系列。
1.4 样品制备
称取0.50g凉粉草试样,置于50mL离心管中。加入0.6%氢
氧化钠溶液30mL,混匀,浸泡30min,再于40℃超声提取40min,
4000rpm离心10min,将上清液转移至50mL烧杯中,用1+1的盐
酸溶液调节 pH至约 7.0,转移至 50mL容量瓶中,用水定容至刻
度。过0.45µm滤膜,待测。
【个人简介】郑玲(1972-),女,硕士,高级工程师,研究方向:食品中农药、兽药、食品添加剂检测。
高效液相色谱法测定凉粉草中的苯甲酸
郑 玲 1 ,杨 健 2 ,吕 春 秋 1 ,刘 军 义 1 ,莫 伟 媛 1 ,马 燕 娟 1
(1.广西出入境检验检疫局技术中心,广西 南宁 530021;2.桂林聚果园果汁有限公司,广西 桂林 541000)
【摘 要】 建立凉粉草中天然含有苯甲酸的高效液相色谱测定方法。通过对提取液的种类、提取液的浓度、提取时间和温度
进行优化,得到最佳提取条件为:凉粉草样品经0.6%的氢氧化钠溶液浸泡 30min后,在40℃下超声提取40min。离心后,用1+1的盐
酸调节提取液pH至约7.0,用液相色谱进行测定。色谱柱为ZORBAX Eclipse XDB-C18(5 μ m,4.6mm i.d.×250mm),以V(甲醇)∶V
(20mmol/L的乙酸铵溶液)= 5∶95为流动相,紫外检测器测定,检测波长230nm。该方法在0.2~10mg/L范围内呈良好线性关系,相关
系数为 1,定量限(S/N≥10)为 20mg/kg,在 100mg/kg、500mg/kg加标水平下的回收率均为 93%,相对标准偏差小于 3.9 %。实际检测
样品结果表明,本方法准确、简单、快速,适用于凉粉草中苯甲酸含量的测定,同时为其他植物中天然苯甲酸含量的测定提供参考。
【关键词】 凉粉草;苯甲酸;高效液相色谱
【中图分类号】 R927 【文献识别码】A 【文章编号】2095-3518(2013)06-09-02
2013年6月
第6期(总第175期)
轻工科技
LIGHT INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY 食品与生物
9
2 结果与讨论
2.1 提取条件的优化
食品中苯甲酸的测定方法中,由于所添加的苯甲酸钠在水
中溶解度较大,常用的提取溶剂是水,但凉粉草中的苯甲酸是天
然含有,非人为添加,因此提取溶剂的选择、提取液浓度、提取时
间、提取温度等因素对凉粉草中天然苯甲酸的提取效率均有一
定的影响。
鉴于苯甲酸是一种有机酸和在水中溶解度不高等特性,本
实验选用水和碱性溶液进行提取,比较了水、1.0%碳酸氢钠溶
液、1.0%碳酸钠溶液、1.0%氢氧化钠溶液的提取效果。
结果显示:水和 1.0%碳酸氢钠溶液只能提取凉粉草中约
25%苯甲酸,1.0%碳酸钠溶液提取率约为80%,1.0%氢氧化钠溶
液提取最完全。
因此,选择提取溶剂为1.0%氢氧化钠溶液,不同的溶剂提取
结果有明显差异,提取溶剂的正确选择是本实验的关键步骤。
提取温度升高,溶剂分子的热运动增强,有利于提高组分的
扩散速度,同时减小了溶剂的表面张力和粘度,使提取物的渗透
能力增强,并迅速达到扩散平衡,从而提高提取效率。以1.0%氢
氧化钠溶液为提取剂,比较了提取温度为室温(约30℃)、40℃、
60 ℃、75 ℃时的提取效果。结果显示,温度对苯甲酸的提取有
一定的影响,40 ℃以后,提取趋向平衡,因此,选择提取温度为
40℃。
氢氧化钠溶液浓度的高低,对后面的调节pH值步骤有一定
的影响,浓度高,则需要的盐酸溶液较多,且调节时间较长。分
别以0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的氢氧化钠溶液为提取剂,在
40℃提取。结果显示,提取液浓度对提取结果的影响较小,最低
值与最高值相差不超过10%,但提取液浓度大于0.6%以后,提取
结果趋于稳定,因此,选择提取液浓度为0.6%。
由于是提取植物中天然含有的苯甲酸,提取时间太短则提
取不完全,提取时间长会延长实验时间。在以上优化条件下,比
较了提取时间分别为 20、40、60、80min时的提取效果。结果显
示,超过40min以后,提取结果无明显增加,因此,选择提取时间
为40min。
2.2 色谱柱的选择
由于凉粉草样品基体比较复杂,且本方法前处理比较简单,
色谱柱的正确选择对于苯甲酸的有效分离非常重要。本研究比
较样品在 ZORBAX Eclipse XDB-C18(5µm,4.6mm i.d×250mm)
和ZORBAX SB-Aq(5µm,4.6mm i.d.×250mm)两种色谱柱上的
分离效果。
结果显示:使用ZORBAX SB-Aq柱时,苯甲酸出峰较快,待
测物前后均有干扰峰,难以准确定量。使用 ZORBAX Eclipse
XDB-C 18柱时,待测物峰与干扰峰分离较好。因此,选用ZORB-
AX Eclipse XDB-C 18柱进行分析检测。凉粉草样品在不同色谱
柱上的液相色谱图见图1、图2。
图1 凉粉草样品在ZORBAX Eclipse XDB-C18柱的液相色谱图1-苯甲酸
图2 凉粉草样品在ZORBAX Eclipse XDB-C18柱的液相色谱图1-苯甲酸
2.3 线性范围、定量限、回收率与精密度
分别吸取苯甲酸标准系列 10µL在给定条件下进行测定。
以峰面积(y)为纵坐标,浓度(x,mg/L)为横坐标绘制工作曲线,
得苯甲酸的线性方程为y=31.545x-0.498、相关系数为1。
结果表明:苯甲酸在浓度 0.2~10.0mg/L范围内呈良好线性
关系。以10倍信噪比S/N=10为定量限,结合样品的称样量和最
终定容体积,得凉粉草中苯甲酸的定量限为20.0mg/kg。
在凉粉草样品中添加水平为 100mg/kg和 500mg/kg进行加
标回收实验,样品和每个添加水平均平行处理测定6个样,计算
回收率和相对标准偏差,结果见表1。
表1 样品中苯甲酸的加标回收率及相对标准偏差(n=6)
Added w/(mg.kg-1)
0
100
500
Found w/(mg.kg-1)
120,131, 19,122,119,122
201,220,218,221,217,215
581,587,586,585, 87,583
Recovery R/%
93
93
SD sr/%
3.90
3.40
0.39
2.4 实际样品的测定
取凉粉草样品 7个,用本实验方法进行测定,结果分别为:
94、110、109、138、113、78、117mg/kg。结果表明,凉粉草样品中
均含有一定量的天然苯甲酸。
3 结论
本研究用液相色谱法检测到凉粉草中天然含有苯甲酸,并
建立凉粉草中苯甲酸的高效液相色谱定量测定方法。因凉粉草
中的苯甲酸为天然含有,而非人为外来添加,苯甲酸能否完全提
取出来是关键。
通过对提取液的种类、提取液的浓度、提取时间和温度进行
优化,得到最佳提取条件为:凉粉草样品经0.6%的氢氧化钠溶液
浸泡 30min后,在40℃下超声提取40分钟;离心后,用1+1盐酸
调节提取液 pH至约 7.0,用液相色谱进行测定。该方法在 0.2~
10.0mg/L范围内呈良好线性关系,相关系数为 1,定量限(S/N≥
10)为 20.0mg/kg,在 100、500mg/kg加标水平下的回收率均为
93%,相对标准偏差小于3.9 %。
本方法准确、简单、快速,适用于凉粉草中天然苯甲酸含量
的测定,同时为其他植物中天然苯甲酸含量的测定提供参考。
参考文献
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(下转第12页)10
试验结果表明,淀粉膜浓度在不低于1.5%时,经处理的鲜切
淮山至试验日起算第5天(表3中第四天)才开始有轻微胀气,比
试验中其他处理要至少晚1天时间,且在后续的2天内胀气增加
不明显,直至第8天(表3中第七天)则胀气加剧、达中度胀气,其
胀气加剧的初始时间比低浓度组要晚2天。1.0%淀粉膜处理的
样品在第二天开始有轻微胀气,第五天时气体增多。空白样品
的在第三天是有轻微的胀气,且在第七天时其胀气程度低于其
他有淀粉膜处理组。
2.3 袋内水汽状况
试验结果表明,淀粉膜处理可减缓淮山水汽的产出。无淀
粉膜处理的样品包装袋内壁在第三天时出现较多水汽,第四天
时有较多水珠,而有淀粉膜处理的样品在第二天开始出现少量
水汽,但直至第七天仍保持着较少水汽。
2.4 质地变化
试验结果表明,淀粉膜处理有利于保质鲜切淮山的质地品
质。无淀粉膜处理的淮山样品在第四天时质地开始软化、至第
六天时软化加剧;除2%淀粉膜处理的样品在第6天时组织有很
轻微的软化并保质至次日不变外,其他浓度淀粉膜处理的淮山
样品的质地在试验观察期内始终保持良好,与试验日比较未发
现明显劣化。
3 讨论
淀粉成膜主要利用了淀粉的凝沉特性[4,5]。由于淀粉是属于
一种部分结晶的天然高聚物,其聚集态结构决定了淀粉可食膜
的性质。直链淀粉分子具有抗润涨性,形成结合区,部分结晶。
支链淀粉则相反,易溶于水,形成的溶液稳定且其粘度高。加热
到一定的温度,直链淀粉与支链淀粉的分子相互接触后融为一
体,变成粘稠的淀粉糊。淀粉糊经过快速的凝沉后,直链淀粉分
子还来不及排列成束状结构,就已经相互结合成凝胶体,支链淀
粉则有助于膜的网络结构的形成。
以可溶性淀粉作为涂膜材料配制成保鲜涂膜剂,与碘化钾、
碘、氢氧化钠相混合配成1.0%、1.5%、2.0%三种不同浓度的溶液
对草莓进行膜处理试验,结果表明用1.5%浓度处理的草莓贮存
5天后,酸度、重量、可溶性固形物含量、维生素C含量的损失度
都明显降低[6]。以超微细化大米淀粉为主要原料制备涂膜液,对
草莓保鲜试验的结果表明,淀粉膜浓度为1.66%时保鲜效果最好
[7],能形成厚度适宜的膜、有效减少水分散失、阻止病菌侵入,从
而减缓草莓的品质变化。以淀粉为涂膜保鲜材料对番茄保鲜试
验,并定期测定番茄的生理指标,认为2.5%木薯淀粉具有较好的
保鲜效果,木薯淀粉的高交联程度及加入β-环糊精均能提高木
薯淀粉的涂膜保鲜效果等[8]。可见,淀粉的种类来源、性质及果
蔬差异对果蔬保鲜的膜浓度效应具有显著影响。
笔者的以上试验中,以不同感官评价项目评价鲜切淮山保
鲜效果时淀粉膜表现出浓度效应的差异性,又考虑到鲜切淮山
以商品形式向消费者展销时,其褐变、质地等感官品项的变化更
显著影响到消费倾向,建议可按较高淀粉膜浓度处理较为合适。
参考文献
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(上接第10页)
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