螺旋藻粉 胡萝卜素含量测定方法的优化

1、文章编号:16732103(201205003005螺旋藻粉胡萝卜素含量测定方法的优化*赵楠1,李勇勇1,邵明飞2,郁章玉1,3,秦松4(1曲阜师范大学化学与化工学院,山东曲阜273165;2南京农业大学资源与环境科学学院江苏省海洋生物学重点实验室,江苏南京210095;3菏泽学院化学与化工系,山东菏泽274015;4中国科学院烟台海岸带研究所生物资源实验室,山东烟台264003摘要:采用可见分光光度法测定螺旋藻藻粉中胡萝卜素含量,并对测定过程中有关胡萝卜素的提取工艺进行了优化,确定了最佳工艺参数为:提取剂为V (正庚烷V (丙酮V (无水乙醇V (甲苯=10767,提取剂体积为30mL ,浸

2、提时间为12h ,浸提温度为35在该工艺下测得螺旋藻藻粉的胡萝卜素含量为13415mg /100g关键词:螺旋藻粉;胡萝卜素;含量;测定中图分类号:Q562文献标识码:A 螺旋藻是丝状的多细胞蓝藻,具有很高的药用及营养价值,被联合国粮油组织推荐为“21世纪最优秀的食品”螺旋藻中胡萝卜素的含量非常丰富,所含的胡萝卜素达1700mg /kg (干重1胡萝卜素是维生素A 的前体物质,大量研究证实胡萝卜素是有效的抗氧化剂,能消除人体中的活性氧,消除自由基,在防癌2抗癌3、预防心血管疾病,增强免疫功能4等方面有明显作用5螺旋藻粉中的胡萝卜素含量为所有食物之冠,比胡萝卜中的胡萝卜素含量还要高出10倍6胡萝

3、卜素作为螺旋藻综合开发利用的一种功能因子,有很大的商业化前景因此,有关螺旋藻中胡萝卜素成分的研究和测定方法倍受重视目前常用的测定胡萝卜素含量的方法有纸层析法、分光光度法和高效液相色谱法7,8由于高效液相色谱法样品的前处理较为麻烦且所需仪器昂贵,所以还未能广泛普及而纸层析法步骤比较繁琐,故本文采用分光光度法进行螺旋藻粉胡萝卜素含量的测定,并对该方法操作条件进行优化1材料与方法11材料螺旋藻粉,2011年12月份购于广西,置于阴凉抽屉中避光保存12试剂与仪器仪器:恒温水浴锅,上海福玛试验设备有限公司产品;电子分析天平,上海舜宇恒平科学仪器有限公司产品;TU 1901紫外可见分光光度计,北京普析通用

4、有限责任公司产品;50mL 具塞比色管,分液漏斗等试剂:标准胡萝卜素(Sigma 公司产品,质量分数97%,无水硫酸钠、正庚烷、丙酮、无水乙醇、甲苯、乙酸乙酯、氯仿、甲醇、石油醚均为国产分析纯13胡萝卜素最大吸收波长的测定及标准曲线的绘制5取一定量的胡萝卜素标准品,溶解在石油醚中,在波长300 600nm 范围内,用紫外可见分光3第34卷第5期Vol34No5菏泽学院学报Journal of Heze University 2012年10月Oct2012*收稿日期:20121009基金项目:国家海洋公益性行业科研专项经费项目(201205027;国家海洋公益性行业科研专项经费项目(200905

5、0213;山东省自然科学基金资助项目(JQ200914;山东省自然科学基金资助项目(ZR2012DQ015作者简介:赵楠(1987,女,山东临沂人,在读硕士研究生,研究方向:分析化学郁章玉(1960,男,山东临沂人,教授,博士生导师,研究方向:生命电分析化学秦松(1968,男,山东莱州人,研究员,博士生导师,研究方向:海岸带生物技术光度计进行波谱扫描,得到胡萝卜素的特征吸收峰,作为胡萝卜素的测定波长准确称取250mg胡萝卜素标准品,溶于石油醚,并定容于100mL棕色容量瓶中,配制成25ug/mL的胡萝卜素标准溶液,分别吸取02, 04,06,08,10mL于5个10mL棕色容量瓶中,用石油醚定

6、容,以石油醚为参比溶液,在450nm处测定各样品的吸光度,并绘制标准曲线14样品的测定准确称取02g左右的螺旋藻藻粉于50mL的比色管中,加入30mL提取剂和1mL质量浓度为400g/L的KOH溶液,混合均匀;比色管放于35恒温水浴中浸泡12h后,将浸泡液过滤,滤液倒入内盛50mL的20g/L硫酸钠溶液的250mL分液漏斗中,用10mL提取剂冲洗滤渣,重复两次,将洗液、过滤液收集到分液漏斗中向分液漏斗中加入30mL乙醚及100mL蒸馏水,振摇后静置分层,弃去下层溶液,上层溶液再重复萃取两次萃取所得上层溶液通过一装有10g无水硫酸钠的小漏斗滤入100mL棕色容量瓶中,用少量石油醚洗涤分液漏斗,并

7、洗去无水硫酸钠表面的色素,定容至刻度线,摇匀,用分光光度计测定其在450nm处的吸光度15提取剂在50mL具塞比色管中加入02g螺旋藻粉后,再分别加入30mL下列溶液:V(正庚烷V(丙酮V(无水乙醇V(甲苯=10767;V (石油醚V(丙酮=11;V(甲醇V(石油醚 =21;乙酸乙酯;V(石油醚V(丙酮=41;V (丙酮V(氯仿=12;V(丙酮V(甲醇=72;石油醚其余步骤按14所述步骤进行操作16浸提温度在50mL具塞比色管中加入02g螺旋藻粉、30mL最佳提取剂后,分别于25,35,45,55,65, 75恒温水浴中浸泡12h,其余步骤按14所述步骤进行操作17提取剂体积在50mL具塞比色

8、管中加入02g螺旋藻粉后,再分别加入15,20,25,30,35,40mL最佳提取剂,于最佳浸提温度恒温水浴中浸泡12h,其余步骤按14所述步骤进行操作18浸提时间在50mL具塞比色管中加入02g螺旋藻粉、最佳提取剂体积的提取剂后,于最佳温度恒温水浴中,分别密封避光浸泡2,4,6,8,10,12h,其余步骤按14所述步骤进行操作19正交试验设计采用L9(33正交试验表,以V(正庚烷V(丙酮V(无水乙醇V(甲苯=10767为提取剂,选取浸提温度、提取剂体积、浸提时间3个因素,每个因素取3个水平,其因素水平见表1表1L9(33正交试验的因素水平水平A浸提温度/B提取剂体积/mL C浸提时间/h 1

9、25258235301034540122结果与分析21胡萝卜素的吸收光谱及标准曲线图胡萝卜素的吸收光谱,如图1所示从图1可见,胡萝卜素在波长300 600nm范围内有两处较大的吸收峰,其中在450nm处吸收峰值最大,是胡萝卜素的特征吸收峰,本试验选择450nm 作为胡萝卜素的测定波长 图1胡萝卜素光谱扫描曲线胡萝卜素的质量浓度(在0 25ug/mL 范围内与吸光度值(A呈现很好的线性关系,如图2所示其标准曲线公式为:A=0308900088, r2=0999 5图2胡萝卜素的标准曲线132012年赵楠,等:螺旋藻粉胡萝卜素含量测定方法的优化第5期22提取剂对胡萝卜素含量测定的影响各提取剂对胡萝

10、卜素含量测定的影响见表2由表2知,V(正庚烷V(丙酮V(无水乙醇V(甲苯=10767为最佳提取剂,其提取到的胡萝卜素含量测定最高,以下实验中均以此为提取剂表2提取剂对胡萝卜素含量测定的影响提取剂胡萝卜素测定含量/(mg/100g标准偏差V(正庚烷V(丙酮V(无水乙醇V(甲苯=10767134510869 V(石油醚V(丙酮=1198750800 V(甲醇V(石油醚=2178971640乙酸乙酯11971253 V(石油醚V(丙酮=4185851523 V(丙酮V(氯仿=1294421406 V(丙酮V(甲醇=7291692193石油醚12583318723浸提温度对胡萝卜素含量测定的影响随着浸

11、提温度的升高,胡萝卜素的测定含量呈先增大后减小的趋势,见表3当恒温水浴温度为35时,胡萝卜素测定的含量最大,为13415mg/100g此后随着恒温水浴温度的升高,胡萝卜素的测定含量开始平缓地减小这表明适当地提高浸提温度可提高胡萝卜素的测定含量,过高的温度可能会影响胡萝卜素的稳定性,可能会使胡萝卜素发生降解而被破坏,使得胡萝卜素的测定含量较低表3浸提温度对胡萝卜素含量测定的影响浸提温度/胡萝卜素测定含量/(mg/100g标准偏差25125793463 35134150869 45127590723 55118361562 65121562785 7510989126024提取剂体积对胡萝卜素含量

12、测定的影响当提取剂体积为30mL时,提取效果较好,此时提取物中的胡萝卜素的测定含量达到最高值,见表4试验表明,提取剂的体积过大或过小,都不利于胡萝卜素的提取,因此30mL为最佳提取剂体积表4提取剂体积对胡萝卜素含量测定的影响提取剂体积/mL胡萝卜素测定含量/(mg/100g标准偏差151138821092011834306925118785212301345108693511651265440121872698232012年菏泽学院学报第5期25浸提时间对胡萝卜素含量测定的影响当浸提时间为12h时,浸提效果最好,此时提取物中的胡萝卜素测定含量达到最高值为13415mg/100g,见表5浸提时间

13、过短,不利于胡萝卜素的充分溶出随着浸提时间的延长,胡萝卜素测定含量逐渐增大表5浸提时间对胡萝卜素含量测定的影响浸提时间/h胡萝卜素测定含量/(mg/100g标准偏差2109172327 4111852613 6115112023 8117042544 10126421732 1213451086926正交设计优化提取工艺胡萝卜素含量测定的正交试验结果见表6由表6可知,影响胡萝卜素含量测定的因素依次为:浸提温度提取剂体积浸提时间,最佳提取工艺为A2B2C3,即以V(正庚烷V(丙酮V(无水乙醇V(甲苯=10767为提取剂,提取剂体积为30mL,浸提时间为12h,浸提温度为35表6L9(33正交试验

14、结果与分析试验号A浸提温度/B提取剂体积/mL C浸提时间/h胡萝卜素含量/(mg/100g 11119920212297773133103284212105675223126426231121877313974583211080393329582K1100081007710970K211799110749975K3100431069910905R1791997995优水平A2B2C3主次因素ABC3讨论与结论1胡萝卜素易被氧化,见光易分解,故本试验须在遮光条件下进行样品在提取过程中,遮光条件下浸泡12h,在一定程度上减少了胡萝卜素的损失,从而提高了胡萝卜素的测定含量2通过正交试验得出,提取胡

15、萝卜素的最佳工艺条件为:V(正庚烷V(丙酮V(无水乙332012年赵楠,等:螺旋藻粉胡萝卜素含量测定方法的优化第5期醇V(甲苯=10767为提取剂,提取剂体积为30mL,35下浸提12h;在最佳工艺条件下胡萝卜素的测定含量为1345mg/100g3本试验方法简单,实验所需仪器均较为普通,便于企业生产过程对胡萝卜素进行快速检测及监控参考文献:1王文博螺旋藻的生物活性成分分析及其免疫特性研究D呼和浩特:内蒙古农业大学,20092赵文恩,韩雅珊,苏震,等类胡萝卜素对H2O2NaClO体系生成的1O2的淬灭作用J生物物理学报,1997, 13(1:1371423Gregory G K,Chen T S

16、,Philip TQuantitative analysis oflutein esters in marigold flowers(Tagetes erectaby highperformance liquid chromatographyJFood Sci,1986,51(4:109310954房明螺旋藻胡萝卜素的提取及生物活性研究进展J现代农村科技,2012,(1:70715李新,安鑫南,刘震胡萝卜素原料筛选及其超临界二氧化碳萃取J南京林业大学学报,1999,23(3: 37406郑静螺旋藻化学成分及其生物活性研究J科技信息,2009,(7:25277赵厚民,徐慧,周小平螺旋藻中胡萝卜素

17、高效液相色谱测定方法的研究J中国野生植物资源,2005,24(3:43458卢红梅,梁逸曾高效液相色谱法测定食物中的类胡萝卜素J色谱,2005,23(1:5762The Optimization of Method for Determinationofcarotene from Spirulina PowderZHAO Nan1,LI Yongyong1,SHAO Mingfei2,YU Zhangyu1,3,QIN Song4 (1College of Chemistry and Chemical Engineering,Qufu Normal University,Qufu Shando

18、ng273165,China;2Key Laboratory of Marine Biology in Jiangsu,College of Resources and Environmental Sciences,Nanjing Agricultural University,Nanjing Jangsu210095,China;3Department of Chemistry and Chemical Engineering,Heze University,Heze Shandong274015,China;4Biological Resources Laboratory,Yantai Institute of Coastal Zone Research,Chinese Academy of Sciences,Yantai Shandong264003,ChinaAbstract:In this paper,the betacarotene of Spirulina Powder was determined by UVvisible spect