全 文 ：189※分析检测 食品科学 2010, Vol. 31, No. 08
比光谱-导数分光光度法同时测定
对-香豆酸和阿魏酸
赵 健，欧仕益 *
(暨南大学理工学院食品科学与工程系，广东 广州 510632)
摘 要：根据对 -香豆酸和阿魏酸的紫外吸收特点，确立得到两种酚酸稳定的紫外吸收图谱的条件，建立比光谱 -
导数分光光度法，同时测定对 -香豆酸和阿魏酸的含量。在溶剂为乙醇或水或乙醇与水的混合溶液时，调节溶液
pH2.0，得到两种酚酸稳定的紫外吸收光谱图，最大吸收峰分别为对 -香豆酸 308nm、阿魏酸 320nm。运用比光
谱 -导数分光光度法测定对 -香豆酸和阿魏酸的二元混合物，回收率在 93.40%～103.34%之间，结果良好。对蔗渣
碱解提取的酚酸样品进行检测，阿魏酸检测受影响较大，而对 -香豆酸检测结果较理想。本法对波谱严重重叠的
两种酚酸能进行有效测定，
关键词：比光谱 - 导数分光光度法；对 - 香豆酸；阿魏酸
Simultaneous Determination of p-Coumaric Acid and Ferulic Acid Using Ratio Spectra
Derivative Spectrophotometry
ZHAO Jian，OU Shi-yi*
(Department of Food Science and Engineering, College of Science and Engineering, Jinan University, Guangzhou 510632, China)
Abstract ：A ratio spectra derivative spectrophotometric method was developed for the simultaneous determination of p-
coumaric acid and ferulic acid. p-coumaric acid and ferulic acid dissolved in either ethanol, water or an ethanol aqueous solution
with pH adjusted to be 2.0 exhibited stable maximum absorption at 308 nm and 320 nm, respectively. Spike recoveries for both
acids were within the range of 93.40%－ 103.34%. In the determination of p-coumaric acid and ferulic acid by this method in
phenolic acids extracted from sugar cane residue, the presence of other substances having an obvious spectral absorption at
wavelengths close to 308 nm led to a large error of p-coumaric acid determination but accuracy determination results of ferulic acid
were obtained. This method provides an approach to the effective determination of p-coumaric acid and ferulic acid, between
whose spectra, there is a large overlap.
Key words：ratio spectra derivative spectrophotometry；p-coumaric acid；ferulic acid
中图分类号：O657.3 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2010)08-0189-05
收稿日期：2009-06-23
基金项目：广东高校科技成果产业化重大项目(cgzhzd0709)
作者简介：赵健(1984—)，女，硕士研究生，研究方向为功能性食品。E-mail：janezhao85@hotmail.com
*通信作者：欧仕益(1963 —)，男，教授，博士，研究方向为功能性食品。E-mail：tosy@jnu .edu .cn
对 -香豆酸(p-coumaric acid)和阿魏酸(ferulic acid)是
植物中普遍存在的两种酚酸[1]。对 -香豆酸具有很好的抗
氧化活性，对过氧化氢、超氧阴离子自由基、羟自由
基、过氧化亚硝基有强烈的清除作用[ 2]，还具有镇痛、
镇静的作用，有抗菌、抗突变活性[ 3 ]。阿魏酸可清除
自由基、抗紫外线辐射、抗血栓、降血脂、防治冠
心病、抗菌消炎、止痛、抗突变和防癌、增强精子
活力以及调节人体免疫功能[4]。目前对 -香豆酸和阿魏酸
在医药、食品、化妆品等领域的应用越来越广泛。
在对 -香豆酸与阿魏酸的提取过程中，形成二者的
混合物不可避免。对于对 - 香豆酸与阿魏酸的混合物，
以及多种酚酸混合物乃至其他光谱有吸收重叠的多组分
混合物的定量分析，多采用色谱法[5]，如广泛应用的薄
层色谱法、高效液相色谱法[6]等，这两种方法是在把混
合物分离的基础上进行定量分析，准确度和分辨率高，
重现性好。但是，正是由于需要对多组分混合物的预
先分离，使得方法繁琐、分析时间较长且仪器昂贵。
紫外 - 分光光度法具有仪器简单、操作方便快捷、
2010, Vol. 31, No. 08 食品科学 ※分析检测190
测定范围广、分析速度快等优点[7]。对于不经分离、直
接同时测定吸收光谱严重重叠的多组份体系中各组份含
量的研究，一直是该领域的热门课题。比值导数分光
光度法是 20世纪 90年代初，Salinas等[8]提出的一种新
的光谱分析方法。对光谱严重重叠的二组分、三组分
体系的测定，该方法更为有效，与普通分光光度法相
比，它具有分辨能力强、灵敏度高等特点 [ 9 ]。
本实验旨在应用比光谱 -导数紫外分光光度法测定
蔗渣碱提酚酸类化合物的含量，通过初步确定最佳检测
条件，建立比光谱 -导数分光光度法测定混合提取物中
对 -香豆酸和阿魏酸的含量，为今后实验、生产提供便
利，也为该方法的实际运用提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
对香豆酸、阿魏酸标准品 Sigma公司；蔗渣 广
东省海侨糖厂。
无水乙醇、氢氧化钠、盐酸等(均为分析纯)。
UV-9200紫外-可见分光光度计 北京瑞利分析仪器
公司；SHIMADZM LC-20AT高效液相色谱分析系统(柱
子Eclipse XDB-C18，4.6mm×250mm×5 μm) 日本岛津
仪器公司。
1.2 方法
1.2.1 标准溶液的配制
采用阿魏酸、对 -香豆酸标准品分别配制质量浓度
为 1.0mg/mL的以乙醇为溶剂的标准溶液和以0.1g/100mL
NaOH溶液为溶剂的标准溶液。为了验证检测方法在不
同条件下的适应性，再按表 1将两类不同的标准溶液配
制成不同样品液。
1.2.2 紫外检测
对样品 1和样品 2的各个标准样品溶液在波长200～
400nm范围内，每间隔 1nm进行扫描。
1.2.3 对 -香豆酸和阿魏酸的标准曲线回归方程的建立
确立最佳检测溶剂及 pH值后，在该条件下，建立
对 - 香豆酸和阿魏酸的标准曲线回归方程。
名称 初步定容 样品 1 样品 2
1.0mg/mL的 FA 用乙醇分别稀释至 2、4、6、8、1 0μg/ mL (FA：a -a 体系)
乙醇标准溶液 用水分别稀释至 2、4、6、8、1 0μg /m L(FA：a -w 体系)
阿魏酸(FA)
1.0mg/mL的 FA- 0.1g/100mL 水稀释至 5μg/mL，用HCl 用乙醇分别稀释至 2、4、6、8、1 0μg/ mL (FA：w-a 体系)
NaOH标准溶液 溶液调节 pH值分别为 1～13 用水分别稀释至 2、4、6、8、10μg /m L(FA：w-w 体系)
1.0mg/mL的CA 用乙醇分别稀释至 2、4、6、8、1 0μg/ mL (C A：a-a体系)
对 -香豆酸(CA) 乙醇标准溶液 用水分别稀释至 2、4、6、8、1 0μg /m L(CA：a -w 体系)
1.0mg/mL的CA- 0.1g/100mL 水稀释至 5μg/mL，用HCl 用乙醇分别稀释至 2、4、6、8、1 0μg/ mL (C A：w-a 体系)
NaOH标准溶液 溶液调节 pH值分别为 1～13 用水分别稀释至 2、4、6、8、1 0μg /m L(CA：w-w 体系)
表1 各种检测溶液的配制
Table 1 Preparation of p-coumaric acid and ferulic acid dissolved in 1.0 mg/mL ethanol aqueous solution or 0.1% sodium hydroxide solution
1.2.4 比光谱 -导数分光光度法的建立
汤晓东等[10]在Salinas等[8]提出的比光谱 -导数分光光
度法的基础上提出了计算方法。根据方法的原理，本
实验建立的比光谱 -导数分光光度法的具体操作为[11-13]：
①分别把 FA: w-w体系与CA: w-w体系得到的质量浓度
为 2、4、6、8、10μg /mL 的紫外吸收光谱作为计算
用标准光谱值；②把 2μg/mL的对 -香豆酸和阿魏酸溶
液的标准光谱值作为除数因子，分别用阿魏酸和对 -香
豆酸的标准光谱值与除数因子做比值，得到比光谱图；
③以Δλ＝ 6nm为波长间隔对比光谱值进行求导，得到
比光谱导数图；④从比光谱导数图形中选择比导数峰，
分别为 255nm和 238nm，即在 252、258nm处测定香豆
酸标准溶液的吸光度，在 235、241nm处测定阿魏酸标
准溶液的吸光度；⑤按照式(1)、(2)计算对 -香豆酸和阿
魏酸的比值导数 D：
1DCA255= (ACA,258/A° FA,258－ ACA,252/A°FA,252)/6 (1)
1DFA238= (AFA,241/A°CA,241－ AFA,235/A°CA,235)/6 (2)
式中：以 1DC A255为例：D 表示比导数值；左肩标
1表示比导数阶数；右肩标 CA 表示被测组份；右脚标
255表示比导数光谱峰对应的波长，即测定波长 252nm
和 258nm的中间波长。以 A°FA,238为例：A°表示作为除
数因子的标准吸光度值；右脚标 FA表示被测组份；右
脚标 238表示比导数光谱峰对应的波长。
由此可得到比导数值D与质量浓度C的标准曲线回
归方程。
1.2.5 回收率实验
配制阿魏酸与对 -香豆酸标准品不同浓度的混合溶
液，在 4 个波长处测定混合溶液吸光度，然后按照式
(1)、(2)计算比导数值D，再根据标准曲线回归方程计算
相应阿魏酸和香豆酸的含量，计算回收率。
1.2.6 样品中阿魏酸和香豆酸含量的检测
样品溶液的提取[14]：蔗渣与 4g/100mL NaOH溶液
按 1:15(m/V)混合，常温下碱解15h，样品过滤，过3000D
超滤膜，收集滤出液。
1.2.7 HPLC方法检测阿魏酸和对 -香豆酸的含量[15]
191※分析检测 食品科学 2010, Vol. 31, No. 08
从样品 1的紫外扫描结果图 1、2可以看出，pH值
对酚酸的紫外吸收影响非常大，但这些影响也是有规律
可循的。在酸性条件下(pH值为 1～3)，图谱形状比较
稳定；中性条件或接近中性条件时(pH值为 5～9)，图
谱出现紫移现象；而碱性条件时(pH值为 11～13)，出
现强烈的红移，且对于阿魏酸来说，吸收强度显著增
强。分析原因，酸性条件下，酚酸呈游离态，因此，
吸收光谱较为稳定；而碱性条件时，羧基与酚羟基被充
分解离，增加了共轭效应，因而出现红移且增加吸收
强度[7]。但是，中性条件下为何会出现紫移的现象，还
需进一步研究。
2.2 溶剂影响
对样品 2 各组溶液进行紫外扫描，以质量浓度为
8μg/mL的香豆酸和阿魏酸在不同溶剂中的紫外吸收光谱
图为例，从图 3、4可以看出，溶剂对最大吸收峰的位
置、峰形以及吸收强度都有非常显著的影响。其他质
量浓度的样品同样由于溶剂的影响使得紫外吸收图谱杂
进一步实验证明，CA与 FA在w-w体系以及 a-w体
系时，用盐酸调节 pH 2.0 后定容，进行紫外全波长扫
描，得到的图谱完全一致。同时还表明，即使采用乙
醇提取酚酸，也可以用水来稀释测定其含量，只要保
证 pH2.0。由此，建立对 -香豆酸和阿魏酸的紫外 -分
光光度法定量分析条件为：样品可以在乙醇或 pH2.0的
水溶液中进行检测，香豆酸检测波长为 308nm，阿魏酸
检测波长是 320nm。得到的标准曲线回归方程分别为：
CA：y=0.1297x－ 0.0037，R2＝ 0.9999
FA：y=0.0938x－ 0.0005，R2＝ 0.9994
2.3 香豆酸与阿魏酸混合物中同时测定各组分含量
色谱条件：色谱柱 Ec lips e XD B-C 18(4 .6mm ×
250mm)，流动相为体积比为 72:38的冰醋酸 -甲醇，检
测波长为 313nm，流速 1mL/min，柱温 40℃，进样量
10μL。以保留时间定性，面积归一法计算相对含量。
2 结果与分析
2.1 pH值对紫外吸收光谱图的影响
乱无章。整体来看，FA与 CA在 a-a体系时峰形稳定，
浓度线形比例好，是用来制作标准曲线回归方程测定含
量的理想条件。但实际情况是，在提取过程中不可避
免会有水溶液存在的情况，例如，本实验小组采用碱
解的方式提取酚酸。此时，无法在 a-a的环境下测定酚
酸含量。为了解决这一问题，结合 pH 值影响的实验结
果可观察到，在酸性条件下得到的峰形、最大吸收峰
位置与 a-a 体系下的结果一致。并且，在理论上分析，
酸性条件与乙醇条件下，酚酸都呈游离态，得到同样
的吸收光谱也属必然。由此，初步确定，在完全乙醇
条件下或是酸性条件下检测酚酸含量才能保证实验的准
确性与重现性。
图2 阿魏酸在不同pH值的紫外吸收光谱图
Fig.2 Absorption spectra of ferulic acid solutions at different pH
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
5
吸
光
度
波长 /nm
200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
678
9
1
3
2 4
11
12
13
10
图4 对-香豆酸(8μg/mL)在不同溶剂体系(表1)中的紫外吸收光谱图
Fig.4 Absorption spectra of p-coumaric acid dissolved in different
solvents at 8μg/mL level
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
2
吸
光
度
波长 /nm
200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
3
4
1
1 .a-a体系；2 .a -w体系；3 .w-a体系；4 .w-w体系。下同。
图3 阿魏酸(8μg/mL)在不同溶剂体系(表1)中的紫外吸收光谱图
Fig.3 Absorption spectra of ferulic acid dissolved in different
solvents at 8μg/mL level
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
2
吸
光
度
波长 /nm
200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
1
3
4
图1 对-香豆酸在不同pH值的紫外吸收光谱图
Fig.1 Absorption spectra of p-coumaric acid solutions at
different pH
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
5
吸
光
度
波长 /nm
200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
6
7 8
9
2 3
1
4
12
13
11
10
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组分 质量浓度范围 /(μg/mL) 回归方程 相关系数
CA 2.01～10.05 D=0.0407C＋ 0.0006 R2=0.9999
FA 2.02～10.10 D=0.1427C＋ 0.0084 R2=0.9994
表2 对-香豆酸和阿魏酸的标准曲线回归方程
Table 2 Regression equations of determinations of p-coumaric
acid and ferulic acid
2.3.1 除数因子的选择
作为除数因子的标准溶液质量浓度大小对比导数值
的准确性和方法的灵敏度有明显影响。根据汤晓东等[10]
采用推算得到的1μg/mL的标准光谱值作为除数因子的方
法，本实验采用直接测量得到的 2μg/mL的标准光谱值
作为除数因子。
2.3.2 求导用波长间隔以及测定波长的选择
若Δλ过小，则噪音干扰较大；若Δλ过大，则求
导结果偏离较大，实验证明，选择Δλ=6nm比较合理。
根据比光谱导数图的导数峰(图 5、6)分别对 -香豆酸和
阿魏酸选择比导数峰 255nm和 238nm，确定相应的测定
波长分别为 252、258nm和 235、241nm。
2.3.3 标准曲线回归方程的建立
分别检测质量浓度为 2、4、6、8、10μg /mL 的
对 -香豆酸在 252、258nm波长处的吸光度，按照式(1)
计算比导数值 D，得到对 -香豆酸比导数值 D与质量浓
度 C 的标准曲线，进而得到回归方程。同理检测质量
浓度为 2、4、6、8、10μg/mL的阿魏酸在 235、241nm
波长处的吸光度值，按照式( 2 )计算比导数值 D，得
到阿魏酸比导数值 D 与质量浓度 C 的曲线，进而得到
回归方程，即阿魏酸与对 - 香豆酸的二元混合物体系
两种物质含量同时被测定时使用的标准曲线回归方程，
见表 2 。
2.3.4 回收率实验
配制不同质量浓度的对 -香豆酸与阿魏酸的混合溶
液，每个样品测定 235、241、252、258nm 4个波长
处的吸光度，根据式(1)、(2)计算相应的比导数值D，再
将比导数值代入回归方程计算出质量浓度C的值。具体
数据见表 3。
由表 3可见，该方法同时测定对 -香豆酸与阿魏酸
二元混合物质量浓度的准确度较好。除去各自在 1.00
μg/mL时检测回收率偏差较大，其他回收率均在93.40%～
103.34%之间。
2.4 提取样品中阿魏酸和对 -香豆酸含量的检测
从甘蔗渣提取的酚酸样品按照上述方法测 4个波长
吸光度值，计算对 -香豆酸和阿魏酸的含量，并同时用
HPLC方法检测对 -香豆酸和阿魏酸的含量，结果如表 4
所示。
由表 4可知，该方法对样品中香豆酸含量的测定较
为准确，而对阿魏酸的测定，本身方法是准确的，但
是，可能由于样品中其他杂质在测定阿魏酸时所检测的
波长范围有紫外吸收，干扰了阿魏酸的检测，因而造
图6 阿魏酸比光谱导数图
Fig.6 Ratio derivative spectra of ferulic acid
4
3
2
1
0
－1
－2
－3
比
导
数
值
波长 /nm
200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300
图5 对-香豆酸比光谱导数图
Fig.5 Ratio derivative spectra of p-coumaric acid
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
－ 0.2
－ 0.4
－ 0.6
－ 0.8
－ 1.0
比
导
数
值
波长 /nm
200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
处理
CA含量 /(mg/mL) FA含量 /(mg/mL)
比导数法 HPLC 比导数法 HPLC
样液 1.3701 1.2840 1.1340 0.0852
样液 +2mg FA 1.3099 3.1023
样液 +0.4mg CA+2mg FA 1.8074 2.9320
表4 样品中对-香豆酸与阿魏酸含量的测定结果
Table 4 The concentrations of coumaric acid and ferulic acid in
samples
标准加入量/(μg/mL) 对 -香豆酸质量浓度 阿魏酸质量浓度
C A FA 计算值 /(μg/mL) 回收率 /% 计算值 /(μg/mL) 回收率 /%
1.01 9.04 0.9252 92.52 9.0045 100.72
5.05 9.04 4.8546 97.09 9.0210 100.23
9.09 9.04 9.0990 101.10 8.9561 99.51
3.03 7.03 2.8019 93.40 6.8931 98.47
7.07 7.03 6.9474 99.25 6.6700 95.28
5.05 5.02 4.8554 97.11 4.8217 96.43
9.09 5.02 9.0210 100.23 4.8546 97.09
3.03 3.01 3.0516 101.72 3.1003 103.34
7.07 3.01 6.9771 99.67 3.0404 101.35
9.09 1.00 9.0302 100.34 1.0794 107.94
表3 回收率测定实验结果
Table 3 Spike recovery test for p-coumaric acid and ferulic acid
determined by this method
193※分析检测 食品科学 2010, Vol. 31, No. 08
成非常大的偏差。虽然如此，本实验中观察到由 HPLC
检测到的阿魏酸的含量非常的低，因此，完全可以把
对 -香豆酸作为目标物质，以对 -香豆酸的含量作为指
标，进行下一步分离纯化工艺的选择和优化。
3 结 论
3.1 由于溶剂和 pH值对阿魏酸和对 -香豆酸的紫外吸
收光谱影响较大，因此，通过实验确立了光谱图稳定、
准确性高、重现性好且质量浓度与吸光度具有良好线性
关系的检测条件：溶剂为乙醇或水或乙醇与水的混合溶
液，调节 pH2.0，对 -香豆酸检测波长为 308nm，阿魏
酸检测波长是 320nm。
3.2 建立了比光谱导数法，对对 -香豆酸与阿魏酸二元
混合体系中二者的质量浓度进行同时测定，回收率在
93.40%～103.34%之间。对提取样品中对 -香豆酸和阿魏
酸的含量进行同时检测，对主要成分对 -香豆酸含量的
测定准确性较好。
3.3 通过实验也发现了该方法的一些局限性：①该方
法的应用前提为已知混合样品中的两种或两种以上目标
物质，通过运用这些物质的标准品建立回归曲线进而对
其他实验样品中的目标物质进行检测；②若样品成分非
常复杂，存在未知的具有紫外吸收的物质，则有可能
对检测造成干扰。如本实验中阿魏酸的检测偏差较大。
3.4 总体来看，该方法仪器简单，操作方便，分析
快速，准确性高，为今后的实验提供了极大的便利，
也为比光谱 -导数分光光度法这种分析方法在实际中的运
用提供参考。
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