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苦瓜多糖含量的苯酚硫酸法检测研究

2015-12-27张居作许巧玲徐君飞

食品研究与开发 2015年5期
关键词:浓硫酸法测定苯酚

张居作,许巧玲,徐君飞,*

(1.民族药用植物资源研究与利用湖南省重点实验室,怀化学院生命科学系,湖南怀化418008;2.湖南农业大学动物医学院,湖南长沙410128)

苦瓜多糖含量的苯酚硫酸法检测研究

张居作1,2,许巧玲1,徐君飞1,*

(1.民族药用植物资源研究与利用湖南省重点实验室,怀化学院生命科学系,湖南怀化418008;2.湖南农业大学动物医学院,湖南长沙410128)

为了寻找适于测定苦瓜多糖含量的稳定方法,本文对苯酚硫酸法测定苦瓜多糖的条件进行了研究。实验结果表明,在苯酚硫酸法中,测定条件为1mL 1%苦瓜多糖溶液与0.4m L 6%苯酚、4.5mL浓硫酸60℃显色10min,493 nm波长处测定吸光度。结果表明,改进后的苯酚硫酸法是测定苦瓜多糖含量的一种回收率高,稳定性好的简便方法。

苦瓜多糖;苯酚-硫酸法;检测

苦瓜多糖是苦瓜的主要有效成分[1],经研究表明,苦瓜多糖具有降血糖、抗病毒、抗肿瘤、抗艾滋病、提高免疫力等功效[2],为了便于苦瓜种植基地和加工企业控制、检测苦瓜原料的质量,进而控制和确保苦瓜制品的质量,有必要建立一套操作简单、容易实施的苦瓜多糖测定方法。

目前测量多糖含量的方法主要是苯酚—硫酸法[3-4],但是,苯酚—硫酸法测定多糖含量仍然存在着数据波动较大,重复性差等缺点,为了提高测定方法的准确性和重复性,本文通过一系列实验确定了苯酚—硫酸法测定苦瓜多糖的最佳条件,使得改进后的苯酚—硫酸法测定苦瓜多糖含量的数据更可靠、更稳定。

1 材料与方法

1.1 材料

苦瓜,购自菜市场;D-葡萄糖、苯酚、浓硫酸、无水乙醇等均为国产分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司;P05-Y纯水仪,国之源有限公司;5804R高速冷冻离心机,Eppendorf;UV-2450紫外可见分光光度计,岛津公司;R201D旋转蒸发器,上海亚荣生化仪器厂,等。

1.2 方法

1.2.1 原料预处理

苦瓜切片干燥粉碎→过40目筛→80%乙醇90℃回流提取2次→滤渣60℃烘干。

1.2.2 苦瓜多糖提取

称取预处理苦瓜粉→1∶50加入超纯水96℃浸提230min→6 000 r/min离心10min取上清→60℃旋转蒸发浓缩至原滤液体积1/5→加5倍体积85%乙醇→冰箱放置过夜→6 000 r/min离心10min取沉淀→60℃干燥至恒重。

1.2.3 苯酚—硫酸法测定苦瓜多糖含量条件的优化

1.2.3.1 最大吸收波长

分别吸取苦瓜粗多糖溶液和60.0μg/mL葡萄糖标准溶液各1mL于具塞比色试管,加水补足至2mL,以蒸馏水为空白,加入1m L 6%苯酚溶液,摇匀后迅速滴加5mL浓硫酸,室温反应30min,采用紫外可见分光光度计在400 nm~600 nm进行波谱扫描,确定最大吸收波长。

1.2.3.2 最适浓硫酸用量

吸取1mL苦瓜粗多糖溶液,加水补足至2mL,加入1m L 6%苯酚溶液,摇匀,分别迅速滴加3.0、3.5、4.0、4.5、5.0mL浓硫酸[5],室温放置30min,于最大吸收波长处测定吸光度,选择浓硫酸的最适用量。

1.2.3.3 最适苯酚用量

吸取1mL苦瓜粗多糖溶液,加水补足至2mL,分别加入0.2、0.4、0.6、0.8、1.0m L 6%苯酚溶液[6],摇匀,迅速滴加4.5mL浓硫酸,室温放置30min,测定吸光度,选择苯酚的最适用量。

1.2.3.4 最适显色温度

吸取1mL苦瓜粗多糖溶液,加水补足至2mL,加入0.4mL 6%苯酚溶液,摇匀,迅速滴加4.5mL浓硫酸,摇匀,分别在20、30、40、50、60、70、80、90、100℃下放置30min,测定吸光度,选择最适显色温度。

1.2.3.5 最适显色时间

吸取1m L苦瓜粗多糖溶液,加水补足至2mL,加入0.4mL 6%苯酚溶液,摇匀,迅速滴加4.5mL浓硫酸,摇匀,60℃放置5、10、15、20、25min,测定吸光度,选择最适显色时间。

1.2.3.6 葡萄糖标准曲线的绘制

准确吸取葡萄糖标准溶液0.2、0.6、1.0、1.4、1.8mL,加水补足至2mL,制成浓度分别为12、36、60、84、108μg/mL的葡萄糖溶液,加入0.4mL 6%苯酚溶液,摇匀,迅速滴加4.5m L浓硫酸,60℃水浴10min,于493 nm测定吸光度,以标准葡萄糖溶液浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线,计算回归方程和相关系数。

1.2.3.7 苦瓜多糖含量的测定

准确吸取1mL苦瓜粗多糖溶液,加水补足至2mL,加入0.4mL 6%苯酚溶液,摇匀,迅速滴加4.5mL浓硫酸,60℃水浴10min,于493 nm测定吸光度,根据葡

式中:n为稀释倍数;X为葡萄糖质量浓度,(μg/mL);V为样品液的体积,mL;m为预处理后粗多糖质量,g。1.2.4 方法学考察

1.2.4.1 精密度实验

吸取苦瓜粗多糖溶液1mL,按照标准曲线制备方法测定吸光度,平行测定5次,比较5组结果,分析苯酚—硫酸法测苦瓜多糖含量的精密度[7]。

1.2.4.2 稳定性实验

吸取苦瓜粗多糖溶液1mL,按照标准曲线制备方法,每隔0.5 h记录一次吸光度,连续记录3h,比较6组结果,分析苯酚—硫酸法测苦瓜多糖含量的稳定性[8]。

1.2.4.3 加样回收率实验

吸取苦瓜粗多糖溶液1mL 5份(试样),各加入葡萄糖标准溶液0.1、0.2、0.3、0.4、0.5m L(加标试样),按照标准曲线制备方法测定吸光度,再根据标准曲线方程计算加样回收率。计算公式为:回收率/%=[100(加标试样测定值-试样测定值)/加标量]%[9]。萄糖标准曲线计算苦瓜多糖浓度,再根据下述公式计算苦瓜多糖的提取率。

计算公式为:(赵宁等,2011)

2 结果与分析

2.1 苯酚—硫酸法测定苦瓜多糖含量条件的优化

2.1.1 最大吸收波长

葡萄糖标准溶液和苦瓜多糖样品溶液在400 nm~600 nm波谱扫描结果显示,葡萄糖标准溶液在484 nm处有最大吸收,苦瓜多糖样品溶液在493 nm处有最大吸收,后者更适合苯酚—硫酸法反应体系,因此本实验中选择493 nm为测定波长。

2.1.2 最适浓硫酸用量

浓硫酸用量对苯酚—硫酸法测定苦瓜多糖含量影响如表1所示。

表1 浓硫酸用量对吸光度值的影响Table1 The in fluence of dosage of sulfuric acid on absorbancevalue

由表1可知,浓硫酸用量在3.0mL~4.5mL范围内,OD493随浓硫酸用量增加而增加,在4.5mL时,OD493增加至最大值,5.0mL后OD493开始减小。这可能是因为随着浓硫酸用量的增加,苦瓜多糖逐渐被碳化,不能水解成游离单糖,与苯酚反应生成橙黄色化合物。因此,苯酚—硫酸法测定苦瓜多糖含量时,硫酸的添加量是测定结果稳定性的一个重要影响因素,添加量过小或过大,显色反应皆不均匀。由上述数据可知,最适浓硫酸用量选择4.5m L。

2.1.3 最适苯酚用量

苯酚用量对苯酚—硫酸法测定苦瓜多糖含量影响如表2所示。

表2 苯酚用量对吸光度值的影响Table2 The influence ofdosageof phenolon absorbancevalue

由表2可知,苯酚用量在0.2mL~0.4mL,OD493随苯酚用量增加而增加,在0.4mL时,OD493增加至最大值,0.4mL后OD493开始减小。这可能是因为苯酚用量增加,浓硫酸先与苯酚反应,与苦瓜多糖反应量相应减少,因此苯酚—硫酸法测定苦瓜多糖含量的最适苯酚用量选择0.4m L。

2.1.4 显色温度

显色温度对苯酚—硫酸法测定苦瓜多糖含量影响如表3所示。

表3 显色温度对吸光度值的影响Table 3 The influenceof developing tem peratureon absorbancevalue

由表3可知,显色温度在20℃~80℃范围内,OD493随显色温度增加而增加,60、70、80℃处的OD493值相对恒定,80℃后OD493开始减小。这是因为显色温度升高到苦瓜多糖保护温度60℃及以上,苦瓜多糖活性结构遭到破坏,不能与苯酚反应生成橙黄色化合物。因此,苯酚—硫酸法测定苦瓜多糖含量的最适显色温度选择60℃。

2.1.5 显色时间

显色时间对苯酚—硫酸法测定苦瓜多糖含量影响如表4所示。

表4 显色时间对吸光度值的影响Table4 The influenceofdeveloping timeon absorbancevalue

由表4可知,显色时间在5min~10min范围内,OD493随显色时间延长而增加,在10min时,OD493增加至最大值,10min后OD493开始减小。这是因为随着显色时间的延长,苯酚稳定性降低,苦瓜多糖与之反应量减少。因此,苯酚—硫酸法测定苦瓜多糖含量的最适显色时间选择10min较好。

2.1.6 葡萄糖标准曲线制作

根据葡萄糖质量浓度和所测得的吸光度数据,以标准葡萄糖溶液浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制葡萄糖标准曲线方程为:y=0.008 9x+0.005 0(其中y吸光度,x葡萄糖浓度),线性相关系数R2=0.999 8,标准品在0~100μg/mL范围内呈良好的线性关系,可较精确计算出苦瓜多糖含量。

2.2 方法学考察

2.2.1 精密度实验

精密吸取苦瓜粗多糖溶1mL,按照标准曲线制备方法测定吸光度,平行测定5次,计算相对标准偏差RSD值,实验结果如表5所示。

表5 精密度实验Table5 Precision of themeasured results

结果表明相对标准偏差RSD为1.312%<2%,说明此测定方法精密度良好。

2.2.2 稳定性实验

精密吸取苦瓜粗多糖溶1mL,按照标准曲线制备方法测定吸光度,连续3 h内检测其稳定性,结果如表6所示。

表6 稳定性实验Table6 Reproducibility of themeasured results

结果表明样品的吸光度在3 h内基本不变,相对标准偏差RSD=1.134%<2%,显色稳定,说明此测定方法稳定性较好。

2.2.3 加样回收率实验

吸取苦瓜粗多糖溶液1mL 5份(试样),各加入葡萄糖标准溶液0.1、0.2、0.3、0.4、0.5m L(加标试样),按照标准曲线制备方法测定吸光度,再根据标准曲线方程计算加样回收率。结果如表7所示。

表7 回收率实验Table7 Recoveriesof themeasured results

由表7可知,采用苯酚—硫酸法测定苦瓜中多糖含量的加样回收率较高,均值为98.69%,相对标准偏差RSD为2.04%<3%,因此该方法准确度较高。

3 结论

以葡萄糖为标准品,苯酚—硫酸法测定苦瓜多糖含量的最佳条件为:最大吸收波长493 nm、6%苯酚0.4mL、浓硫酸4.5mL、显色温度60℃,显色时间10 min,该方法平均回收率为98.69%,RSD为2.04%(n=5),样品液在3 h内显色稳定,操作简单,条件易控制,重现性较好,对苦瓜中多糖含量的测定可获得满意的结果,既可用于固体样品的多糖含量测定,亦可用于液体样品的测定,是一种适用性广,回收率高,稳定性好的苦瓜多糖含量的测定方法[10-11]。

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Determ ination of M omordica Charantia Polysaccharide by Imp roved Phenol-su lfuric Acid Method

ZHANG Ju-zuo1,2,XUQiao-ling1,XU Jun-fei1,*
(1.Key LaboratoryofHunan Province forStudyand Utilization of Ethnic MedicinalPlantResources,Departmentof Life Science,HuaihuaUniversity,Huaihua 418008,Hunan,China;2.Veterinary Faculty,Hunan AgriculturalUniversity,Changsha 410128,Hunan,China)

The conditions for determinating momordica charantia polysaccharide by phenol-sulfuric acid method was studied.The results showed the optimum determinating conditionswere 1mL 1%polysaccharide solution and 0.4mL 6%phenol,4.5mL sulfuric acid color 10min at60℃,mensurating absorbance by using spectrophotometer at 493 nm.These procedures improved stability and repeatability of phenol-sulfuric acid method andwereeasy tooperate.

momordica charantiapolysaccharide;phenol-sulfuric acidmethod;determinate

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.05.021

2014-10-11

湖南省科技厅项目(2013NK4109);湖南省重点学科建设项目资助(2011-42);民族药用植物活性成分高效利用湖南省高校创新团队经费资助(2010-53)

张居作(1981—),男(汉),硕士研究生,主要从事生物学研究。

*通信作者:徐君飞(1981—),女(汉),博士研究生,主要从事农产品加工研究。

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