檢測液體食品中維生素C含量方法的研究

張育寧，李忠平

（1.天津市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)第一中學(xué)，天津 300457；2.山西大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程研究中心，山西太原030006）

檢測液體食品中維生素C含量方法的研究

張育寧，*李忠平

（1.天津市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)第一中學(xué)，天津 300457；2.山西大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程研究中心，山西太原030006）

研究了一種新穎、便捷的檢測液體食品中VC含量的方法和試紙。試紙組件以2,6-二氯靛酚遇VC變色的滴定原理檢測液體食品中的VC含量，該試紙的測量范圍為0.05～2.00 mg/mL，可精確到0.05 mg/mL，測定精密度較高，并且采用EDTA試劑和亞硫酸氫鈉試劑，可以阻止金屬陽離子和花青素等色素對檢測的干擾，具有便捷快速測定的優(yōu)勢，同時操作十分簡單，對操作者基本沒有技術(shù)要求，適合于食品樣品的現(xiàn)場檢測和日常生活中檢測VC的含量。關(guān)鍵詞：VC；試紙組件；2,6-二氯靛酚滴定法

0 引言

VC通常也稱為抗壞血酸或單陰離子抗壞血酸，具有烯醇式結(jié)構(gòu)且具有抗壞血酸生物活性化合物的統(tǒng)稱，共有4種異構(gòu)體，即L-抗壞血酸、L-異抗壞血酸、D-抗壞血酸、D-異抗壞血酸[1]。維生素C的烯二醇基團上C2和C3上方的電子偏離穩(wěn)定了分子結(jié)構(gòu)，而引起C3羥基氫原子的偏酸化。通常所稱VC，即L-抗壞血酸（L-Ascorbic acid，VC），是天然存在的VC，其余3種均無生物活性。

VC具有很強的還原性，VC為水溶性維生素，也是人體需要量最大而又容易缺乏的維生素之一[2]。VC可用作抗氧化劑和氧化反應(yīng)中的輔酶[3]，其作用包括參與人體內(nèi)還原性羥化反應(yīng)及體內(nèi)其他的一些必需成分，如促甲狀腺素等成分的合成作用；VC可以促進傷口愈合和血紅蛋白的合成，促進某些微量元素的吸收，對人體細胞的損傷有保護作用；還可以預(yù)防壞血病、癌癥、心血管、動脈硬化等多種疾病[4]；能有效防治缺鐵性貧血；VC可以提高機體應(yīng)激能力，促進組織中膠原蛋白抗體的形成，膠原蛋白包圍癌細胞，從而VC具有降低腫瘤和防止癌變的作用[5]。

1 常用的檢測方法

直接VC測定是食品檢測最需要的項目之一，目前常用的檢測方法有以下幾種[6-8]。

1.1 滴定法測定VC含量

1992年國家將2,6-二氯靛酚滴定法作為法定果蔬中抗壞血酸的測定方法。靛酚滴定法測定的是還原型抗壞血酸，該法簡便、靈敏。但是使用2,6-二氯靛酚滴定法、碘滴定法測定VC含量時，由于一些果蔬和果蔬制品含有較高含量的葉綠素、胡蘿卜素和花青素等色素類物質(zhì)，使提取液的顏色造成滴定終點不易識。

1.2 光度法測定VC含量

分光光度法可以快速測定果蔬中VC的含量，與常規(guī)方法比較，具有準確、快速、試劑易得等優(yōu)點。對不同樣品的處理不同，最大吸收波長要進行掃描確定。該方法簡單適用，但只能測定VC含量相對較高的樣品。

1.3 色譜分析法測定VC含量

色譜分析法測定VC含量已被廣泛研究。紙和薄層色譜法提供了高靈敏度和良好的分辨率，氣相色譜分析表現(xiàn)良好的線性關(guān)系性和準確性。液相色譜分析操作簡便、靈敏、可靠，已用于果蔬VC含量的測定。

1.4 熒光分析法測定VC含量

熒光分析法用于果汁、藥品和蔬菜產(chǎn)品抗壞血酸的測定，重現(xiàn)性較好，精密度符合分析要求，并且方法準確、可靠，缺點是費用較高。

目前，所有VC的檢測方法都要借助于儀器來進行，費時費力，不能直觀便捷地檢測實際樣品中VC的含量。鑒于現(xiàn)有方法的上述缺陷，迫切需要研制一種新型、便捷的檢測液體食品中VC含量的方法。

2 試驗材料及步驟

（1） 一步法制備功能化聚丙烯膜（MPPM）。聚丙烯膜（MPPM），平均孔徑0.2 μm，孔隙率約75%。首先將鹽酸多巴胺溶解于濃度為0.01 mol/μL的三（羥甲基）氨基甲烷-鹽酸緩沖液中，配制成2.0 g/L的溶液，再加一定量入含有質(zhì)量分數(shù)0.05%EDTA和0.1%亞硫酸氫鈉的硅溶膠，混合均勻；將經(jīng)過丙酮清洗的MPPM浸漬于上述混合溶液中，于25℃下恒溫振蕩反應(yīng)4 h。取出膜，反復(fù)用無水乙醇和去離子水洗至水無明顯的黃色，于40℃下真空干燥。即制得含有EDTA試劑和亞硫酸氫鈉（NaHSO3）試劑的MPPM，該膜具有超親水性及水下超疏油性，透水能力強、水通量大。將該膜修飾于玻璃纖維上，并裁剪為1 cm×1 cm的正方形。

（2） 將2,6-二氯靛酚配置質(zhì)量分數(shù)為0.1%的乙醇溶液。

（3）將2,6-二氯靛酚溶液采用印刷印跡法涂布于硝酸纖維紙上，置干，裁剪成寬1 cm，長11 cm的條狀。

（4） 按圖1將步驟 （1） 和 （3） 的膜和條從左到右依次粘貼于硬牛皮卡紙上。使硝酸纖維薄膜一端與玻璃纖維上的水凝膠部分重疊粘合1 cm；并在粘貼硝酸纖維膜部分的硬牛皮卡紙上標(biāo)記刻度。

定量檢測VC的試紙組件示意見圖1。

圖1 定量檢測VC的試紙組件示意

3 試驗原理及方法

試紙組件的顏色指示部的刻度標(biāo)識的原理如下：

目前，市售飲料中VC的質(zhì)量濃度范圍為5～200 mg/100 mL，因此確定指示帶的檢測范圍為0.05～2.00 mg/mL，根據(jù)上述檢測范圍，以及點樣區(qū)滴加的樣品量5 mL，可以得出樣品中VC的最大含量的絕對值為10 mg，根據(jù)VC與2,6-二氯靛酚反應(yīng)的計量關(guān)系，10 mg的VC需要30 mg的2,6-二氯靛酚染料，因此將質(zhì)量分數(shù)為0.3%的2,6-二氯靛酚乙醇溶液涂布到長10 cm，寬0.3 cm的硝酸纖維膜上正好可以實現(xiàn)2,6-二氯靛酚染料修飾量的絕對值為30 mg。因此，將長為10 cm的指示帶刻度為代表最大質(zhì)量濃度為2 mg/mL。

根據(jù)酸性環(huán)境中，紅色的2,6-二氯吲哚酚與VC反應(yīng)被還原為無色的酚亞胺原理，所制得試紙組件測定速度較快、靈敏度較高。點樣部內(nèi)含有EDTA試劑和亞硫酸氫鈉試劑，可以阻止金屬陽離子和花青素等色素對檢測的干擾。采用防滲透膜防止點樣區(qū)和指示區(qū)液體樣品的流失；選用硝酸纖維膜保證液體的虹吸性能，保證5 mL液體樣品的水平虹吸長度為10 cm；采用聚丙烯膜保證點樣區(qū)樣品快速擴散并且不流失。試紙組件成本低，操作十分簡單，對操作者基本沒有技術(shù)要求，適合于食品樣品的現(xiàn)場檢測VC的含量。由于普通民眾較難接觸到精密儀器，因此很難較準確地獲知食品樣品中的VC的含量，而該試紙組件方便攜帶，適合于日常生活中檢測液體中VC的含量。

4 試驗結(jié)果與討論

4.1 試紙制備的優(yōu)化

（1）制備長條狀基底，選自硬牛皮卡紙、木板或塑料板中的一種；防滲透膜選自玻璃纖維紙、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE） 和高密度聚乙烯膜（HDPE）中的一種。將防滲透膜剪裁成正方形部分和與之連接的條狀部分，防滲透膜的正方形部分的邊長等于基底的寬度，防滲透膜的條狀部分的寬度小于防滲透膜的正方形部分的邊長，防滲透膜的總長等于基底的長度；將剪裁好的防滲透膜固定在基底上，在防滲透膜的條狀部分兩側(cè)按照2 mg/mL量程標(biāo)記刻度，其中零刻度線位于防滲透膜的條狀部分與防滲透膜的正方形部分相接的一側(cè)且與防滲透膜的條狀部分該測的端部等齊，2 mg/mL的刻度線位于防滲透膜的條狀部分的最頂端；并在防滲透膜的正方形部分中心標(biāo)記圓形的滴樣區(qū)。

（2） 制備質(zhì)量分數(shù)為0.3%的2,6-二氯靛酚的乙醇溶液，將制備得到的溶液從條形膜的一端開始涂布，且涂布長度等于防滲透膜條狀部分的長度，晾干，形成染料指示帶。

（3）制備含有乙二胺四乙酸和亞硫酸氫鈉的聚丙烯膜，其中以溶劑硅溶膠質(zhì)量為基準計，乙二胺四乙酸質(zhì)量分數(shù)為0.01%～0.05%，亞硫酸氫鈉質(zhì)量分數(shù)為0.05%～0.10%，將聚丙烯膜剪裁為同所述防滲透膜的正方形部分大小相同的正方形；將剪裁得到的聚丙烯膜固定在防滲透膜的正方形部分上，形成點樣部。

綜合分析可知，基底為長11 cm，寬1 cm的長方形；防滲透膜的正方形部分的邊長為1 cm，防滲透膜的條狀部分為長10 cm，寬0.3 cm的長方形；所述滴樣區(qū)為半徑為0.3 cm的圓形；染料指示帶為長10 cm，寬0.3 cm的長方形;所述點樣部為長寬均為1 cm的方形。

步驟（3）中刻度線的標(biāo)記方法為：將從零刻度線到2 mg/mL的刻度線的部分均分為4等分并標(biāo)記為主刻度線，在相應(yīng)位置依次記錄為0.5，1.0，1.5，2.0 mg/mL，將每2個主刻度線之間的部分平均分為10等分，并標(biāo)記為分刻度線。

4.2 優(yōu)化干擾試驗

配置含有 Ca2+，Mg2+，Zn2+，Cu2+，Al3+離子濃度為0.01 mol/L和天竺葵色素（最常見的一種花青素）質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL的水溶液。將步驟配置的溶液取5 mL滴到試紙組件的滴樣區(qū)中部，靜置3 min，染料指示帶整個浸濕，但是沒有顏色變化，表明VC樣品的檢測不受普通金屬離子和花青素的干擾。

4.3 工作曲線校正

分別配置0.50，0.75，1.00，1.25，1.50 mg/mL VC 水溶液，并含有 Ca2+，Mg2+，Zn2+，Cu2+，Al3+離子濃度為0.01 mol/L和天竺葵色素（最常見的一種花青素） 質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL。分別將上述配置的溶液取5 mL滴到按試紙組件的滴樣區(qū)中部，靜置3 min，讀取刻度，染料指示帶褪色到刻度分別指示到0.50，0.75，1.00，1.25，1.50處，從而說明該試紙檢測VC濃度的準確性較好。

4.4 實際樣品分析

取某果汁飲料樣品，將樣品5 mL滴到試紙滴樣區(qū)，靜置3 min，觀察染料指示帶的顏色變化和停留刻度，發(fā)現(xiàn)染料指示帶褪色停留到0.75處，判斷樣品中VC的含量為0.75 mg/mL。同份樣品采用熒光分析法測定VC含量進行對比試驗，結(jié)果表明，樣品中VC的含量為0.72 mg/mL，證明該方法的準確性較高。

[1]曾翔云.維生素C的生理功能與膳食保障 [J].中國食物與營養(yǎng)，2005（4）：52-54.

[2]Naidu K Akhilender.Vitamin C in human health and disease is still a mystery An overview[J].Nutrition Journal，2003（7）：2-10.

[3]Kawada H，Kaneko M，Sawandori M，et al.High concentrations of L-ascorbic acid specifically inhibit the growth of human leukemic cells via down-regulation of HIF-1alpha transcription[J].Plo Sone，2013（4）：62 717-62 720.

[4]Camarena.V Wang.G.The epigenetic role of vitamin C in health and disease[J].Cellular and molecular life sciences：CMLS，2016 （8）：1 645-1 658.

[5]徐靜，郭長江，韋京豫，等.一次性灌胃不同水果汁對大鼠外周血抗氧化力影響的研究 [J].中國食品學(xué)報，2007（1）：18-21.

[6]張昉，高蓉.維生素C檢測方法研究進展 [J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2009（2）：457-460.

[7]齊國鵬，姜峰.離子液體-銀納米粒子修飾電極的制備及其在測定維生素C中的應(yīng)用 [J].理化檢驗－化學(xué)分冊，2017，53 （6）：664-668.

[8]李秋菊，王亞紅，劉秀萍.維生素C的測定方法 [J].太原師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2005（1）：89-91.◇

ANovel Method for MeasuringVitamin CContent in Liquid Food

ZHANG Yu'ning，*LI Zhongping
（1.The First Middle School of Tianjin Economic Development Zone，Tianjin 300457，China；2.Environmental Science and Engineering Reseavch Center，Shanxi University，Taiyuan，Shanxi 030006，China）

In this paper，a novel and convenient method for the detection of VC in liquid food were studied.Test paper components detected VC content in liquid foods through the titration of 2,6-dichloroindophenol in VC.The linear range were 0.05～2.00 mg/mL with the limit of quantitation of 0.05 mg/mL.EDTA reagent and sodium bisulfite reagent was used in the method to avoid the disturbance of the metal cation，anthocyanin and other pigments.The method is simple，convenient and fast.Meanwhile，the method is suitable for on-site inspection of food samples and daily life to detect VC content.

VC；test paper；2,6-dichloroindophenol

TS255

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.12.029

1671-9646（2017） 12b-0009-03

2017-10-27

張育寧（2000— ），女，高中，研究方向為環(huán)境分析化學(xué)。

*通訊作者：李忠平（1978— ），男，博士，副教授，研究方向為環(huán)境分析化學(xué)。