全 文 ：※分析检测 食品科学 2012, Vol.33, No.24 289
毛细管电泳法分离检测香兰素、香兰素醇、
香兰素酸和阿魏酸
赵建芬，韦寿莲，陈金定
(肇庆学院化学化工学院，广东 肇庆 526061)
摘 要：建立同时测定香兰素、香兰素醇、香兰素酸和阿魏酸4种组分的毛细管电泳法。研究运行缓冲液的组成、
pH值和浓度、分离电压、进样时间及检测波长等对分离效率的影响，获得最优的测定条件。以熔融石英毛细管为
分离通道，工作电极电位20kV、20℃、进样时间5s、检测波长280nm，在pH9.23、浓度30mmol/L硼砂缓冲液中，4
组分获得良好的分离。该法应用于当归、胡黄连和奶糖等样品的检测分析，结果令人满意。
关键词：毛细管电泳；分离检测；香兰素；香兰素醇；香兰素酸；阿魏酸
Determination of Vanillin, Vanillin Alcohol, Vanillin Acid and Ferulic Acid by Capillary Electrophoresis
ZHAO Jian-fen，WEI Shou-lian，CHEN Jin-ding
(College of Chemistry and Chemical Engineering, Zhaoqing Univeristy, Zhaoqing 526061, China)
Abstract：Vanillin, vanillin alcohol, vanillin acid, and ferulic acid were determined simultaneously by capillary
electrophoresis. The effects of composition, pH and concentration of the running buffer, separation voltage, injection
time, and detection wavelength on separation effi ciency were investigated with the aim of establishing optimum detection
conditions. Four analytes were well separated under the optimized conditions: a fused silica capillary as separation channel,
working voltage of 20 kV, detection temperature of 20 ℃, injection time of 5 s, detection wavelength of 280 nm and
Na2B4O7-H3BO3 solution (30 mmol/L, pH 9.23) as running buffer. This method has been successfully applied to analyze
Radix Angelicae sinensis, Rhizoma Picrorhizae and toffee.
Key words：capillary electrophoresis；separation；vanillin；vanillin alcohol；vanillin acid；ferulic acid
中图分类号：TS207.3 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2012)24-0289-04
收稿日期：2011-10-30
作者简介：赵建芬(1974—)，女，高级实验师，硕士，研究方向为食品分析。E-mail：jfzh_03@126.com
香兰素(vanillin，Vin)、香兰素醇(vanillyl alcohol，
Vol)、香兰素酸(vanillic acid，VA)和阿魏酸(ferulic
acid，FA)这4种组分结构相似(图1)，极性相近。在以
阿魏酸为底物，通过生物法生产香兰素的过程中，还有
香兰素醇、香兰素酸等副产物[1-3]，故这4种组分会同时
出现在同一反应体系里。香兰素、香兰素酸和阿魏酸是
胡黄连、川芎等许多中药的活性成分[4]，具有非常重要
的药理作用[5]。香兰素是食品工业极其重要的添加剂，
被广泛用于冰淇淋、巧克力、各类糕点、咖啡、名酒等
作配香原料[6]。但目前我国对其尚没有允许用量的统一
标准[7]，大剂量使用香兰素会对人体产生较大危害。因
此，建立一种快速的能同时分离检测这4种组分的技术对
香兰素的生产监控，对奶糖、饼干等食品中香兰素添加
量的控制，对当归、胡黄连等中药的质量控制和药效成
分分析十分必要。
CHO CH2OH COOH CHCH2COOH
OH OH OH OH
OCH3 OCH3 OCH3 OCH3
佭݄㋴(Vin) 佭݄㋴䝛(Vol) 佭݄㋴䝌(VA) 䰓儣䝌(FA)
图 1 4种组分的化学结构式
Fig.1 Chemical structures of vanillin, vanillin alcohol, vanillin acid,
and ferulic acid
分别测定这些组分或同时测定其中两或三种的方法
目前主要有比色法[8]、薄层色谱法[9]、毛细管电泳法[4]、
高效液相色谱法(high performance liquid chromatography，
HPLC)[10]、紫外分光光度法[11]、气相色谱法[12]等，也有
同时测定4种组分的HPLC[13]。目前为止，还没有运用毛
细管电泳法同时分离检测这4种组分的研究报道。高效
毛细管电泳(high performance capillary electrophoresis，
HPCE)是一种新的分离检测技术，它具有多种高效分离
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模式，比HPLC有更高分辨率和更低溶剂消耗，对样品的
前处理要求相对低，能满足许多基体复杂的食品和药物
的分析[14-15]。本实验通过优化实验条件建立一种高效的
能同时分离检测这4种组分的HPCE法，并将其应用于奶
糖、当归和胡黄连的分析中。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
大白兔奶糖 上海冠生园食品有限公司；当归和胡
黄连(产自四川) 市售。
香兰素(分析纯) 浙江省温州东升化工试剂厂；
香兰素醇、香兰素酸(分析纯) 上海生工生物工程技术
服务有限公司；阿魏酸(分析纯) 盐城朗德化学有限公
司；甲醇(色谱纯) 天津市四友精细化学品有限公司；
屈臣氏蒸馏水；其他试剂均为分析纯。
P/ACETMMDQ毛细管电泳仪(二极管阵列检测器、
自动进样器和循环液冷却装置，仪器控制和数据处理采
用32 Karat 7.0软件) 美国Backman公司；熔融石英毛细
管柱(56.9cm×75μm，有效长度46.6cm)；800型离心机、
PHX-450型精密离子计、鸿发HF-208型微型超声波发生器。
1.2 方法
1.2.1 标准溶液的配制
分别准确称取一定量香兰素醇、香兰素、阿魏酸、
和香兰素酸标准品，用无水乙醇溶解定容至10mL，各
配制成1.0×10-3mmol/L的标准储备液，避光4℃条件下
保存，备用。标准工作溶液由各标准储备液混合稀释配
制，进样前需经0.22μm聚丙烯滤膜过滤。
1.2.2 样品前处理
准确称取当归、胡黄连细粉各1.000g，分别置50mL锥
形瓶中，于当归中加入70%甲醇溶液20.00mL，胡黄连中
加入10.00mL无水乙醇，称量，超声提取30min，再称量，
用相应提取剂补足减失的质量，摇匀，离心(4000r/min，
5min)，上层清液经0.22μm聚丙烯滤膜过滤，滤液作为供
试品溶液。
奶糖破碎后，60℃烘干6h，称取1.000g置于锥形
瓶，加入2mL水溶解30min，加入8mL无水乙醇浸泡5h，
超声提取30min，离心10min，上清液经0.22μm聚丙烯滤
膜过滤作为样品溶液。
1.2.3 毛细管电泳分析方法的建立
运行前，毛细管依次用 1.0mol/L氢氧化钠、水、运
行缓冲溶液各冲洗5min，最后加工作电压20kV，2min
进行毛细管平衡处理。每次运行间，毛细管只用运行缓
冲溶液冲洗3min。当天实验结束时，毛细管用0.1mol/L
氢氧化钠冲洗5min，然后用水冲洗3min，用两个空瓶吹
干毛细管。分析检测条件为工作电压20kV、压力进样
(2.9psi，时间5s)、20℃、检测波长280nm。背景电解质
为pH9.23的30mmol/L硼砂缓冲溶液，使用前过0.22μm滤
膜，超声脱气1min。
2 结果与分析
2.1 毛细管电泳法的建立
2.1.1 检测波长的选择
分别取适当浓度的香兰素溶液、香兰素醇溶液、香
兰素酸溶液和阿魏酸溶液在200～380nm的波长范围内进
行扫描，发现这4种组分的最大吸收波长各不相同，但在
280nm处均有较强的吸收。故选择280nm作为毛细管电泳
法的检测波长。
2.1.2 缓冲溶液的类型、pH值和浓度的确定
分别取浓度为 2 0 m m o l / L的磷酸盐 ( N a H 2P O 4/
Na2HPO4)、硼砂(Na2B4O7/H3BO3)，Tris/HCl和磷酸盐/硼
砂(NaH2PO4/Na2B4O7)等不同缓冲溶液进行实验。结果表
明，缓冲溶液的类型对分离效率有较大的影响，在所考
察的缓冲溶液中硼砂缓冲液对4种组分的分离效率较好，
故选择硼砂缓冲液为运行缓冲溶液。
1
4
7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0
25
20
15
10
5
0
pH
ᯊ
䯈
/ m
in
1～4分别为Vol、Vin、FA、VA。
图 2 pH值对迁移时间的影响
Fig.2 Effect of pH value on migration time
缓冲溶液的pH值和浓度分别影响带电粒子的状态、
电渗流(electroosmotic flow，EOF)水平和分离度、灵敏
度，从而影响分离效果。因此，对pH值为7.0～10.0，浓
度为10～40mmol/L的硼砂缓冲液进行考察。pH值对迁移
时间的影响如图2所示，当pH值低于9.23时，4种组分的
迁移时间随pH值的增大而延长。当pH值高于9.23时，迁
移时间随pH值增大而减小，分离选择性被破坏。当pH值
为9.23时，4种组分的分离度最佳。检测灵敏度、分离度
和工作电流均随硼砂缓冲溶液的浓度增加而上升，当硼
砂溶液浓度高于30mmol/L后，分离度没有太大改善。为
减少工作电流，控制迁移时间，并有合理的分离度，选
择30mmol/L硼砂溶液作为缓冲溶液。
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2.1.3 温度、运行电压和进样时间的选择
对15、18、19、20、22、25℃等不同温度进行考
察，发现当温度增大，溶质的溶解度增加，运行缓冲液
的黏度降低，导致较快的电渗流，缩短了出峰时间、迁
移时间和降低了分离度。20℃时能保持较高的分离度和
灵敏度，所以选择20℃为分离温度。同时考察12、14、
16、18、20、22kV等不同分离电压对分析结果的影响，
发现4个组分的迁移时间和分离度均随电压的增大而降
低。当电压超过20kV时，过高电流引起焦耳热问题。综
合考虑到分离时间、分离度和工作电流，选择20kV为运
行电压。在进样压力为2.9psi下，考察进样时间1～8s时
对4种组分分离效率的影响，发现，进样时间1～8s皆可
用。图3为最佳条件下4个组分标准溶液的电泳分离图。
0 5 10 15 20
0
5
10
15
20
25
Vol Vin
FA
VA
ᯊ䯈/min
m
A
U
图 3 4种组分标准品的电泳图
Fig.3 Electrophoresis profi le of four standards
2.2 标准曲线的制作
取适量标准贮备液，稀释成系列梯度浓度混合溶
液，每种浓度平行进样3次。将4种组分的峰面积y对浓度
x/(mmol/L)进行线性回归，其回归方程、相关系数、线性
范围如表1所示。
表 1 回归方程及相关系数
Table 1 Regression equations and correlation coeffi cients
物质 回归方程 R2 线性范围/(mmol/L)
香兰素醇 y=95980x－1678.3 0.9999 0.01～5
香兰素 y=173241x+179.15 0.9992 0.005～2
阿魏酸 y=591151x－12914 0.9997 0.005～2
香兰素酸 y=527561x－15146 0.9993 0.005～2
由表1可见，在本实验条件下，这4种组分的线性范
围广，R2均达0.9992以上，线性关系良好。
2.3 精密度实验
表 2 精密度测定结果(n=6)
Table 2 Precision of this method (n=6)
组分 峰面积 平均值 RSD/%
香兰素醇 8195 7997 8139 8011 8202 8113 8109.5 1.09
香兰素 18181 18615 18771.8 18980 18602.6 18563 18618.9 1.42
阿魏酸 45104.8 46747 47237 48255 47564 47106 47002.3 2.25
香兰素酸 37952 38099 41322 42775 39480 40672 40050 3.42
取适当浓度的标准混合溶液，在上述优化的实验条
件下，连续测定6次，其结果如表2所示。各组分RSD值
在1.09%～3.42%之间，说明在所建立毛细管电泳条件下
测定结果精密度良好，方法重现性良好。
2.4 样品分析及回收率测定
将建立的方法用于当归、胡黄连和奶糖等样品提取
液的分析，每个样品重复测定3次，样品峰再经加标确
认，所得样品的毛细管电泳图如图4所示，测定结果如
表3所示。当归中阿魏酸含量为0.5118mg/g，胡黄连中阿
魏酸、香兰素和香兰素酸的含量分为0.1966、0.0611、
0.2102mg/g，比参考文献[16-17]所报道稍微偏低，主要原
因可能是由于样品产地和生境不同。大白兔奶糖中香兰素
含量为0.0254mg/g，远低于GB2760—2007《食品添加剂使
用卫生标准》中关于的糖果最大允许使用量200mg/kg。
FA
a
0 5 10 15 20
0
20
40
60
80
100
ᯊ䯈/min
m
A
U
FA
VA
b
0 5 10 15 20
0
2
4
6
8
10
12
ᯊ䯈/min
m
A
U
Vin
c
0 5 10 15 20
0
2
4
6
8
ᯊ䯈/min
m
A
U Vin
图 4 样品当归(a)、胡黄连(b)、奶糖(c)的电泳图
Fig.4 Electrophoresis profi le of Radix Angelicae sinensis (a), Rhizoma
Picrorhizae (b) and toffee (c)
为了考察方法的可靠性，分别在样品中提取液中添
加0.3mL 1.0mg/mL相应的标准溶液，进行加标回收实
验，重复3次，回收率测定结果如表3所示。微量组分的
回收率在95%～110%，认为方法可靠[18]。从表3可知，各
组分的回收率高，均在微量组分回收率要求的范围内，
且RSD值都较小，由此可见，所建立的毛细管电泳法的
准确度高、可靠性好。
292 2012, Vol.33, No.24 食品科学 ※分析检测
3 结 论
建立了一种用于同时分离检测香兰素、香兰素醇、
香兰素酸和阿魏酸等组分的毛细管电泳法，在pH9.23、
30mmol/L硼砂缓冲溶液、工作电压20kV、20℃、检测波
长为280nm、进样时间5s的优化条件下4个结构相似组分
得到了良好的分离，香兰素醇、香兰素、阿魏酸、和香
兰素酸的线性范围分别为0.01～5、0.005～2、0.005～2、
0.005～2mmol/L(R2分别为0.9999、0.9992、0.9997、
0.9993)。把该法用于当归、胡黄连和奶糖等实际样品的
分析，回收率均大于95%，RSD均小于2.8%，得到令人
满意的结果。所建立的HPCE法可靠性高，具有良好的精
密度和准确度，可以推广应用于食品安全中香兰素添加
量的控制，类似当归、胡黄连等中草药质量控制及有效
成分分析。
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表 3 样品测定结果和回收率(n=3)
Table 3 Average recoveries of vanillin, vanillin alcohol, vanillin acid, and ferulic acid in different samples (n=3)
样品 组分 含量/(mg/g) 加入量/(mg/g) 检测量/(mg/g) 平均测得值/(mg/g) 回收率/% RSD/%
当归 FA 0.5118 0.3000 0.7986 0.8007 0.7896 0.7963 98.09 1.57
胡黄连
Vin
VA
FA
0.0611
0.2102
0.1966
0.3000
0.3000
0.3000
0.3583 0.3702 0.3632
0.5201 0.5011 0.4985
0.4975 0.5003 0.4897
0.3639
0.5066
0.4958
100.77
99.28
99.85
1.30
1.15
0.96
奶糖 Vin 0.0254 0.3000 0.3184 0.3096 0.3087 0.3122 95.95 2.71