维生素与测定_课件.ppt

第十章维生素的测定 10 1概述 维生素是维持机体正常生理功能及细胞内特异代谢反应所必需的一类微量低分子天然有机化合物 虽然各类维生素的化学结构不同 生理功能各异 但它们都具有以下共同特点 它们都是以其本体的形式或可被机体利用的前体形式存在于天然食物中 大多数维生素不能在体内合成 也不能大量储存于组织 所以必须经常由食物供给 它们不是构成各种组织的原料 也不提供能量 虽然每日生理需要量 仅以mg或ug计 很少 然而在调节物质代谢过程中却起着十分重要的作用 维生素常以辅酶或辅基的形式参与酶的功能 不少维生素具有几种结构相近 生物活性相同的化合物 二 命名 三 分类根据维生索的溶解性可将其分成两大类 1 脂溶性维生素包括维生素A D E K 它们不溶于水而溶于脂肪及有机溶剂 如苯 乙醚及氯仿等 中 在食物中它们常与脂类共存 在酸败的脂肪中容易破坏 其吸收与肠道中的脂类密切相关 主要储存干肝脏中 2 水溶性维生素包括B族维生素 维生素B1 B2 PP B6 叶酸 B12 泛酸 生物素等 和维生素C 与脂溶性维生素不同 水溶性维生素及其代谢产物较易排出 体内没有非功能性的单纯的储存形式 有些化合物 其活性类似维生素 曾被列入维生素类 通常称之为 类维生素 如生物类黄酮 辅酶Q 肌醇 硫辛酸 对氨基苯甲酸 乳清酸和牛磺酸等 四 测定意义食品科学研究者需要准确的食品成分分析信息 计算营养素的膳食摄入 以改善人类的营养 食品营养价值评价 食品生产工艺设计及强化食品的评价 食品资源开发 食品标签的准确性 五 测定方法涉及人体和动物的生物分析方法 利用原生生物 细菌和酵母等的微生物分析方法 化学法 分光光度法 荧光法 色谱 酶法 免疫和放射等物理化学分析方法 10 2脂溶性维生素的测定 脂溶性维生素的理化性质 溶解性 不溶于水 易溶于脂肪 乙醇 丙酮 氯仿 苯 乙醚等有机溶剂 耐酸碱性 VA VD对酸不稳定 对碱稳定 VE对酸稳定 对碱不稳定 耐热性 VA VD VE耐热性好 能经受煮沸耐氧化性 VA易被氧化 光 热促进氧化VE易被氧化 光 热 碱促进氧化VD性质稳定 不易氧化 一 维生素A的测定 维生素A类是指含有 白芷酮环的多烯基结构 并具有视黄醇生物活性的一大类物质 广义而言包括已经形成的维生素A和维生素A原 动物体内具有视黄醇生物活性功能的维生素A类包括视黄醇 视黄醛 视黄酸等物质 4 氧视黄酸 4 羟视黄酸等不具有视黄醇生物活性功能 维生素A分为维生素A1和维生素A2 A1主要存在于海产鱼中 A2主要存在于淡水鱼中 在植物中不含已形成的维生素A 在黄 绿 红色植物中含有类胡萝卜素 其中一部分可在体内转变成维生紊A的类胡萝卜素称为维生素A原 如 胡萝卜素 l胡萝卜素 胡萝卜素等 目前已经发现的类胡萝卜素约600种 仅有约1 10为维生素A原 维生素A的功能 维持正常视觉维持上皮的正常生长与分化促进生长发育抑癌作用维持机体正常免疫功能供给量与来源 1989年RDA中成人每人每天摄入维生素800ug视黄醇当量 1992年全国营养调查表明 我国城乡居民视黄醇当量平均摄入量仅为476ug 其中约2 3来自植物性食物 维生素A最好的来源是各种动物肝脏 鱼肝油 鱼卵 全奶 奶油 禽蛋等 维生素A原的良好来源是深色蔬菜和水果 如冬寒菜 菠菜 首宿 空心莱 莴笋叶 芹菜叶 胡萝卜 豌豆苗 红心红薯 椒及水果中的芒果 杏子及柿子等 一 三氯化锑比色法 1原理维生素A在三氯甲烷中与三氯化锑相互作用 生成蓝色物质 其颜色深浅与溶液中所含维生素A的含量成正比 该蓝色物质不稳定 需在一定时间内 6秒 用分光光度计于620nm波长处测定其吸光度 2试剂无水乙醚 无水乙醇 三氯甲烷等试剂需预先处理 维生素A标准溶液3操作步骤维生素A极易被光破坏 实验操作应在微弱光线下进行 或用棕色玻璃仪器 全国癫痫病医院癫痫病医院排名癫痫病的早期症状郑州军海癫痫病医院癫痫病人的寿命癫痫医院排行榜 3 1样品处理 根据样品性质 可采用皂化法或研磨法 3 1 1皂化法 适用于维生素A含量不高的样品 可减少脂溶性物质的干扰 但全部试验过程费时 且易导致维生素A损失 皂化 根据样品中维生素A含量的不同 称取0 5 5g样品于三角瓶中 加入10mL1 1氢氧化钾及20 40mL乙醇 于电热板上回流30min至皂化完全为止 提取 洗涤 浓缩 水层 分液漏斗1号 提取 振摇 静置 分层 净化 水浴蒸馏 减压抽干 氯仿定容 5mL 无水硫酸钠 浓缩 3 1 2研磨法 适用于每克样品维生素A含量大于5 10 g样品的测定 如肝的分析 步骤简单 省时 结果准确 研磨 精确称2 5g样品 放入盛有3 5倍样品重量的无水硫酸钠研钵中 研磨至样品中水分完全被吸收 并均质化 提取 小心地将全部均质化样品移入带盖的三角瓶内 准确加入50 100mL乙醚 紧压盖子 用力振摇2min 使样品中维生素A溶于乙醚中 使其自行澄清 大约需1 2h 或离心澄清 因乙醚易挥发 气温高时应在冷水浴中操作 装乙醚的试剂瓶也应事先放入冷水浴中 浓缩 取澄清提取乙醚液2 5mL 放入比色管中 在70 80 水浴上抽气蒸干 立即加入1mL三氯甲烷溶解残渣 3 2标准曲线制备准确取一定量的维生素A标准液于4 5个容量瓶中 以三氯甲烷配制标准系列 取相同数量比色管顺次取1mL三氯甲烷和标准系列使用液1mL 各管加入乙酸酐1滴 制成标准比色系列 于620nm波长处 以三氯甲烷调节吸光度至零点 将其标准比色系列按顺序移入光路前 迅速加入9mL三氯化锑 三氯甲烷溶液 于6s内测定吸光度 以吸光度为纵坐标 以维生素A含量为横坐标绘制标准曲线图 3 3样品测定于一比色管中加入10mL三氯甲烷 加入1滴乙酸酐为空白液 另一比色管中加入1mL三氯甲烷 其余比色管中分别加入1mL样品溶液及1滴乙酸酐 其余步骤同标准曲线的制备 4结果计算 二 HPLC法 GB T12388 1 原理样品中的维生素A及维生素E经皂化提取处理后 将其从不可皂化部分提取至有机溶剂中 用高效液相色谱法C18反相柱将维生素A和维生素E分离 经紫外检测器检测 并用内标法定量测定 最小检出量分别为VA 0 8ng E 91 8ng E 36 6ng E 20 6ng 2试剂无水乙醚 无水乙醇 三氯甲烷等试剂需预先处理 维生素A标准溶液 维生素E标准溶液内标物溶液 10 g苯并 e 芘 mL3仪器和设备高压液相色谱仪带紫外分光检测器 4 操作步骤4 1样品处理4 1 1皂化称取1 10g样品 含维生素A约3 g 维生素E各异构体约为40 g 于皂化瓶中 加30mL无水乙醇 进行搅拌 直到颗粒物分散均匀为止 加5mL10 抗坏血酸 苯并 e 芘标准液2 00mL 混匀 加10mL1 1氢氧化钾 混匀 于沸水浴上回流30min使皂化完全 皂化后立即放入冰水中冷却 4 1 2提取将皂化后的样品移入分液漏斗中 用50mL水分2 3次洗皂化瓶 洗液并入分液漏斗中 用约100mL乙醚分两次洗皂化瓶及其残渣 乙醚液并入分液漏斗中 如有残渣 可将此液通过有少许脱脂棉的漏斗滤入分液漏斗 轻轻振摇分液漏斗2min 静置分层 弃去水层 4 1 3洗涤用约50mL水洗分液漏斗中的乙醚层 用pH试纸检验直至水层不显碱性 最初水洗轻摇 逐次振摇强度可增加 4 1 4浓缩将乙醚提取液经过无水硫酸钠 约5g 滤入与旋转蒸发器配套的250 300mL球形蒸发瓶内 用约10mL乙醚冲洗分液漏斗及无水硫酸钠3次 并入蒸发瓶内 并将其接至旋转蒸发器上 于55 水浴中减压蒸馏并回收乙醚 待瓶中剩下约2mL乙醚时 取下蒸发瓶 立即用氮气吹掉乙醚 立即加入2 00mL乙醇 充分混合 溶解提取物 将乙醇液移入一小塑料离心管中 离心5min 5000rpm 上清液供色谱分析 如果样品中维生素含量过少 可用氮气将乙醇液吹干后 再用乙醇重新定容 并记下体积比 4 2高效液相色谱分析条件 推荐条件 预柱 ultrasphereODS10 m 4mm 4 5cm 分析柱 ultrasphereODS5 m 4 6mm 25cm 流动相 甲醇 水 98 2 混匀 于临用前脱气 紫外检测器波长 300nm 量程0 02 进样量 20 L 流速 1 7mL min 4 3标准曲线的制备4 3 1维生素A和维生素E标准浓度的标定方法取维生素A和各维生素E标准液若干微升 分别稀释至3 00mL乙醇中 并分别按给定波长测定各维生素的吸光值 用比吸光系数计算出该维生素的浓度 4 3 2标准曲线的制备 采用内标法 把一定量的维生素A 生育酚 生育酚 生育酚及内标苯并 e 芘液混合均匀 进样 色谱分析 以维生素峰面积与内标物峰面积之比为纵坐标 维生素浓度为横坐标绘制维生素标准曲线 或计算直线回归方程 本方法不能将 E和 E分开 E峰中包含有 E峰 4 4样品分析取样品浓缩液20 L 待绘制出色谱图及色谱参数后 再进行定性和定量 4 4 1定性 用标准物色谱峰的保留时间定性 4 4 2定量 根据色谱图求出某种维生素峰面积与内标物峰面积的比值 以此值在标准曲线上查到其含量 或用回归方程求出其含量 5计算式中 X2 某种维生素的含量 mg 100g C 由标准曲线上查到某种维生素含量 g mL V 样品浓缩定容体积 mL m 样品质量 g 二 胡萝卜素的测定 胡萝卜素是一种广泛存在于有色蔬菜和水果中的天然色素 有多种异构体和衍生物 总称为类胡萝卜素 其中在分子结构中含有 紫罗宁残基的类胡萝卜素 在人体内可转变为维生素A 故称为维生素A原 如 胡萝卜素 其中 胡萝卜素效价最高 每mg 胡萝卜素约相当于167ug维生素A 胡萝卜素的性质 胡萝卜素对热及酸 碱比较稳定 紫外线和空气中的氧可促进其氧化破坏 胡萝卜素易溶于有机试剂 可用有机溶剂从食物中提取 胡萝卜素含有共轭双键数目较多 本身是一种色素 在450nm波长处有最大吸收 测定方法 薄层色谱 纸色谱 HPLC国家标准中采用纸色谱法进行测定 GB T12389 1990 1 测定原理以丙酮和石油醚提取食物中的胡萝卜素及其他植物色素 以石油醚为展开剂进行纸层析 将胡萝卜素与与其他色素分离 剪下含胡萝卜素的区带 洗脱后于450nm波长下定量测定 2操作方法 1 样品处理粮食 样品用水洗三次 置60 烤箱中烤干 磨粉 储于塑料瓶内 放一小包樟脑精 盖紧瓶塞保存 备用 蔬菜与其他植物性食物 取可食部用水冲洗三次后 用纱布吸去水滴 切碎 用匀浆器制成匀浆 贮于塑料瓶内 冰箱内保存备用 2 提取 需避光条件下进行 取适量样品 相当于含胡萝卜素约20 80 g 置于100mL带塞锥形瓶中加入丙酮20mL 石油醚5mL 振摇1min 静置5min将提取液转入盛有100mL5 硫酸钠溶液的分液漏斗中于锥形瓶中加入10mL丙酮 石油醚混合液 振摇1min 静置5min 将提取液并入分液漏斗中 重复提取2 3次 直至提取液无色为止 植物油和高脂肪样品 需先皂化 取适量样品 10g 加脱醛乙醇30mL 再加10mL1 1氢氧化钾溶液 回流加热30min 然后用冰水使之迅速冷却 皂化后样品用石油醚提取 直至提取液无色为止 3 洗涤提取液静置分层 弃去下层水溶液 反复用5 硫酸钠溶液振摇洗涤 直至下层水溶液清亮为止 将皂化后样品提取液用水洗涤至中性 石油醚提取液通过盛有10g无水硫酸钠的小漏斗 漏入球形瓶 用少量石油醚分数次洗净分液漏斗和无水硫酸钠层内的色素 洗涤液并入球形瓶内 4 浓缩与定容提取液于旋转蒸发器上减压蒸发 60 蒸发至约1mL时 取下 氮气吹干 立即加入2 00mL石油醚定容 备层析用 5 纸层析点样 在18cm 30cm滤纸下端距底边4cm处作一基线 在基线上取A B C D四点 吸取0 100 0 400mL浓缩液 6 3 在AB和CD间迅速点样 展开 待纸上所点样液自然挥发干后 将滤纸卷成圆筒状 置于预先用石油醚饱和的层析缸中 进行上行展开 洗脱 待胡萝卜素与其他色素完全分开后 取出滤纸 自然挥发干石油醚 剪下位于展开剂前沿的胡萝卜素层析带 立即放入盛有5mL石油醚的具塞试管中 用力振摇 使胡萝卜素完全溶入溶剂中 6 比色测定用1cm比色杯 以石油醚调节零点 于450nm波长下 测吸光度 以其值从标准曲线上查出 胡萝卜素的含量 供计算时使用 标准曲线绘制 7 标准曲线制备取 胡萝卜素标准使用液 浓度为50 g mL 1 00 2 00 3 00 4 00 6 00 8 00mL 分别置于100mL具塞锥形瓶中 按样品测定步骤进行操作 点样体积为0 100mL 标准曲线各点胡萝卜素含量依次为2 50 5 00 7 50 10 00 15 00 20 00 g 以胡萝卜素含量为横坐标 以吸光度为纵坐标绘制标准曲线 8 结果计算 三 维生素E的测定 维生素E又称生育酚 属于酚类化合物 目前已经确认的有四种异构体 生育酚和 三烯生育酚 维生素E的测定方法有 比色法 荧光法 HPLC法等 荧光法 1原理样品经皂化 提取 浓缩蒸干后 用正己烷溶解不皂化物 在295nm激发波长 324nm发射波长下测定其荧光强度 并与标准 维生素E作比较 从而计算出样品中维生素E的含量 2操作方法 1 样品处理 醚层经无水硫酸钠过滤 氮气流真空蒸干正已烷溶解 定容 2 荧光测定激发波长 295nm发射波长 324nm激发狭缝 3nm发射狭缝 2nm样品及标准溶液分别置于1cm比色杯 测定荧光激发光谱和发射光谱 读取最大激发波长及最大发射波长下的荧光强度F 3 结果计算 10 3水溶性维生素的测定 水溶性维生素B1 B2和C 广泛存在于动植物组织中 饮食来源充足 性质 溶解性 水溶性维生素都易溶于水 而不溶于苯 乙醚 氯仿等大多数有机溶剂 稳定性 在酸性介质稳定 既使加热也不破坏 但在碱性介质中不稳定 易于分解 特别在碱性条件下加热 可大部或全部破坏 易受空气 光 热 酶 金属离子等的影响 维生素B2对光 特别是紫外线敏感 易被光线破坏维生素C对氧 铜离子敏感 易被氧化 食品中水溶性维生素的测定食品中维生素B1的测定食品中维生素B2的测定食品中维生素C的测定食品中烟酸的测定食品中维生素B6的测定 一 维生素B1的测定 维生素B1又称硫胺素 抗神经炎素 测定方法 比色法荧光法 GB T12390 1990 HPLC法1 荧光法原理 硫胺素在碱性铁氰化钾溶液中被氧化成噻嘧色素 在紫外线下 噻嘧色素发出荧光 在给定的条件下 以及没有其他荧光物质干扰时 此荧光之强度与噻嘧色素量成正比 即与溶液中硫胺素量成正比 本方法适用于各类食物中硫胺素的测定 但不适用于有吸附硫胺素能力的物质和含有影响噻嘧色素荧光物质的样品 本方法的最小检出限为0 05 g 2 主要试剂活性人造浮石硫胺素标准溶液3 仪器设备荧光分光光度计Maizel Gerson反应瓶盐基交换管 3 操作步骤 1 试样处理样品匀浆 或粉碎 于低温冰箱中冷冻保存 2 提取 水解 酶解 3 净化 样品 热水 酸性氯化钾 收集酸性氯化钾定容至25ml 4 氧化静置 过滤 脱水 5 荧光强度测定激发波长365nm 发射波长435nm 激发波狭缝5nm 发射波狭缝5nm