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淘米水发酵物中2种有机酸的测定

2019-03-27陆小凯刘仙花洪耀强杨海英

关键词:淘米水有机酸乙酸

杜 刚,陆小凯,刘仙花,洪耀强,杨海英

(1.云南民族大学 民族药资源化学国家民族事务委员会-教育部重点实验室, 云南 昆明 650500; 2.云南民族大学 化学与环境学院,云南 昆明 650500)

稻谷是我国的主要粮食作物之一,也是世界上第二大农作物,我国年产量超过2.0亿吨[1].淘米水即洗米后留下的水,主要含有米糠和糊粉层的营养成分,包括蛋白质、膳食纤维、淀粉、谷维素、维生素和矿物质等多种生物活性成分[2].米糠蛋白具有抗癌活性和保健功能[3],米糠肽是米糠蛋白经蛋白酶水解得到的低分子量多肽,具有低过敏性、易溶解特点[4-5].Choi等[6]对米糠进行CO2超临界萃取,提取物表现出良好的生发效果,毛囊显著增多.

云南傣族人把每天的淘米水放入盆或桶等容器,进行自然发酵,传统发酵淘米水用于洗发,具有去头屑、润发、亮发和促使头发变黑、变粗等作用[7].淘米水自然发酵过程伴随pH下降,推测是淘米水在发酵过程产生了有机酸.目前测定有机酸的主要分析方法有气相色谱法[8],离子色谱法[9]、离子排斥色谱法[10-11],毛细管电泳[12]和反相高效液相色谱法[13-15].为研究淘米水发酵过程有机酸的种类,本文采用高效液相色谱法对淘米水发酵物中的有机酸测定,以逐步揭示傣族用淘米水对头发起养护作用的物质基础,为传统发酵淘米水在日化工业的开发提供实验依据.淘米水发酵液中有机酸的HPLC分析方法目前尚无报道.

1 实验部分

1.1 实验材料及试剂

淘米水为云南省西双版纳傣族自治州勐腊县曼那村传统发酵2 d的淘米水,傣族香米云南省勐海县傣乡米厂.

甲醇为色谱纯,Fisher公司;哇哈哈纯净水;乙酸、乳酸(纯度>99%);NaH2PO4(AR)、磷酸(AR)等购自国药集团化学试剂有限公司.

1.2 实验仪器

Agilent 1200高效液相色谱仪,包括DAD紫外检测器,Agilent色谱工作站(美国安捷伦公司);LE204E电子天平(瑞士梅特勒托利多);BINDER VD53真空干燥箱(德国宾得);H2-16KR台式离心机(湖南可成).

1.3 实验方法

1.3.1 样品溶液的制备

取20 mL淘米水发酵液,进行12 000 r/min离心10 min,取上清液,经0.45 μm微孔滤膜过滤,4 ℃的冰箱冷藏备用.

1.3.2 标准品的配制

取经40 ℃减压干燥至恒重的乙酸、乳酸对照品适量,精密称定,置于100 mL容量瓶中,用超纯水溶解并定容,过0.45 μm微孔滤膜后置于4 ℃的冰箱中保存.配制的对照品混合标准溶液每毫升含4.950 mg乳酸、3.144 mg乙酸,乳酸单标溶液质量浓度为 17.09 mg/mL,乙酸单标溶液质量浓度为 2.005 mg/mL.

1.3.3 流动相的考察

为了得到良好的分离效果,依次考察了不同物质的量浓度的NaH2PO4磷酸盐缓冲溶液(0.01、0.02、0.03 mol/L),不同pH值的流动相(2.0、2.3、2.5、2.9、3.5、4.0、4.5、5.0),不同比例甲醇(1%、10%、20%、30%、70%)对色谱分离的影响.从目标化合物分离度、响应值、保留时间、峰形各方面进行比较.

1.3.4 流速的考察

考察流动相不同流速(0.4、0.6、0.8、1 mL/min)对色谱分离的影响.

1.3.5 色谱条件

色谱柱:Agilent Zorbax SB-Aq(4.6 mm×150 mm,5 μm,),流动相:甲醇-20 mmol/L,pH为2.0的NaH2PO4磷酸盐缓冲溶液(体积比1∶ 99),流速:0.4 mL/min,柱温:25 ℃,检测波长:210 nm.

1.3.6 标准曲线的绘制

精密吸取4.950 mg/mL乳酸,3.144 mg/mL乙酸的对照品混合溶液1、5、10、20、50 μL,注入HPLC色谱仪,按照“1.3.5”的色谱条件测定,以峰面积(A)为纵坐标,质量浓度(ρ)为横坐标,进行线性回归,得标准曲线方程.

1.3.7 稳定性考察

取样品溶液(1.3.1方法配制),放置0、2、4、8、16、24 h后,精密吸取样品溶液5 μL注入HPLC色谱仪,按“1.3.5”项下色谱条件测定,得到峰面积A,计算RSD值,考察样品的稳定性.

1.3.8 精密度考察

在 “1.3.5”色谱条件下,精密吸取含4.950 mg/mL乳酸、3.144 mg/mL乙酸的对照品混合溶液5 μL, 注入HPLC色谱仪,连续进样3次,测定得峰面积A,计算RSD值.

1.3.9 回收率试验

精密量取已知含量的淘米水发酵液样品5份,每份2 mL,分别加入17.09 mg/mL乳酸标准溶液0.5,0.8,1,1.2,1.5 mL,2.005 mg/mL乙酸标准溶液0.5,0.8,1,1.2,1.5 mL,按照“1.3.1”项下处理样品,按“1.3.5”色谱检测条件进行测定,计算乳酸、乙酸平均回收率.

1.3.10 样品测定

按“1.3.5”项下色谱条件,精密吸取样品溶液5 μL,采用外标法对淘米水发酵液样品中的有机酸含量进行计算.

2 结果与分析

2.1 流动相的选择

在“1.3.3”项下方法,经过试验对比筛选,当NaH2PO4缓冲盐浓度为0.02 mol/L,甲醇-NaH2PO4缓冲盐体积比例为1∶ 99,流动相pH为2.0时,样品溶液得到最佳分离效果.

2.2 流速的选择

按“1.3.4”项下方法实验,发现流速在0.4 mL/min时保留时间适当,峰形较好,故选择流动相流速为0.4 mL/min.

2.3 标准曲线的绘制

按“1.3.6”项下方法测定,绘制乳酸标准曲线,见图1,乳酸回归方程为y=570.66x+11.252,R2=1,表明乳酸在0.495~24.75 mg/mL范围内线性关系良好.绘制乙酸标准曲线,见图2,乙酸回归方程为y=1 533.2x-307.72,R2=0.993 2,表明乙酸在0.314 4~15.72 mg/mL范围内线性关系良好.

2.4 稳定性实验

按“1.3.7”项下方法测定峰面积A,计算峰面积的RSD,乳酸峰面积的RSD为0.58%,乙酸峰面积的RSD为2.50%,表明样品放置24 h稳定.

2.5 精密度实验

按“1.3.8”项下方法实验,测得峰面积A,计算峰面积的RSD值,乳酸的RSD为0.53%,乙酸的RSD为0.46%,表明HPLC仪器的精密度良好.

2.6 回收率试验

按“1.3.9”项下方法实验,分别计算乳酸、乙酸回收率,乳酸平均回收率为95.12%,RSD为2.17%(n=5);乙酸平均回收率为92.9%,RSD为4.25%(n=5).

2.7 淘米水发酵液中有机酸的分析

按“1.3.10”项下方法,对样品溶液和标准品溶液进行检测,确定样品溶液中含有乳酸①和乙酸②2种有机酸,对照品和样品溶液的HPLC色谱图如图3、图4所示.淘米水发酵液中乳酸①含量为8.575 mg/mL,乙酸②含量为1.040 mg/mL.

3 结语

本实验建立淘米水发酵样品中有机酸含量测定的方法,适用于淘米水发酵液中有机酸的测定.样品经离心、过滤,检测条件为:色谱柱Agilent Zorbax SB-Aq(5 μm,4.6 mm×150 mm);紫外检测波长210 nm;流动相(V/V)为1%甲醇-99%的20 mmol/L NaH2PO4溶液(pH 2.0);流速0.4 mL/min;柱温25 ℃.

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