一、摘要
本文使用Wooking K2025高效液相色谱仪测定乳粉中抗坏血酸的含量。色谱条件:C18色谱柱(4.6×250mm,5μm),流速为0.7mL/min,柱温为25℃,进样量为20μL,检测器为紫外-可见光检测器,检测波长为245nm。实验结果:L(+)-抗坏血酸的理论塔板数为10816,D(-)-抗坏血酸的理论塔板数为11070,L(+)-抗坏血酸和D(-)-抗坏血酸的分离度为1.83;重复性测试中,抗坏血酸混合标准溶液连续进样7针,L(+)-抗坏血酸保留时间的RSD为0.203%,峰面积的RSD为0.501%;D(-)-抗坏血酸保留时间的RSD为0.222%,峰面积的RSD为0.300%;L(+)-抗坏血酸的仪器检出限为0.015μg/mL,仪器定量限为0.049μg/mL;D(-)-抗坏血酸的仪器检出限为0.017μg/mL,仪器定量限为0.056μg/mL;L(+)-抗坏血酸和D(-)-抗坏血酸在测定浓度范围内均呈现良好的线性关系,确定系数R2均在0.999以上;对乳粉试样进行测定,L(+)-抗坏血酸的含量为61mg/100g,D(-)-抗坏血酸未检出,L(+)-抗坏血酸总量为59mg/100g,抗坏血酸的加标回收率范围为75.2%~81.2%。因此,Wooking K2025高效液相色谱仪满足《GB 5009.86-2016 食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定(第一法)》乳粉中抗坏血酸含量测定的需求。
二、背景
抗坏血酸可分为L(+)-抗坏血酸和D(-)-抗坏血酸。L(+)-抗坏血酸,又称为维生素C,是一种天然存在的具有抗氧化性质的有机化合物,也是一种维持人体正常活动不可缺少的营养物质。D(-)-抗坏血酸常作为抗氧化剂、防腐剂、发色助剂用于食品工业,但摄入过多也会使白细胞的抗病能力明显下降,会引起尿酸结石、腹泻、多尿及皮疹等。因此,分离并同时测定乳粉中L(+)-抗坏血酸和D(-)-抗坏血酸具有重要意义。
三、实验过程
1 范围
适用于乳粉中抗坏血酸的含量测定。
2原理
试样中的抗坏血酸用偏磷酸溶解、超声提取后,以磷酸盐为流动相,经反相色谱柱分离,其中L(+)-抗坏血酸和D(-)-抗坏血酸直接用配有紫外检测器的液相色谱仪(波长245nm)测定;试样中的L(+)-脱氢抗坏血酸经L-半胱氨酸溶液进行还原后,用紫外检测器(波长245nm)测定L(+)-抗坏血酸总量,或减去原样品中测得的L(+)-抗坏血酸含量而获得L(+)-脱氢抗坏血酸的含量。以色谱峰的保留时间定性,外标法定量。
3 试剂与材料
3.1水:符合GB/T 6682的一级水;
3.2 偏磷酸(HPO3)n:含量(以HPO3计)≥38%;
3.3 偏磷酸溶液(200g/L):称取200g(精确至0.1g)偏磷酸(3.2),溶于水并稀释至1L;
3.4 偏磷酸溶液(20g/L):量取50mL 200g/L偏磷酸溶液(3.3),用水稀释至500mL;
3.5 磷酸三钠(Na3PO4·12H2O);
3.6偏磷酸三钠溶液(100g/L):称取100g(精确至0.1g)磷酸三钠(3.5),溶于水并稀释至1L;
3.7 磷酸二氢钾(KH2PO4):分析纯;
3.8 磷酸(H3PO4):色谱纯;
3.9 L-半胱氨酸(C3H7NO2S):分析纯;
3.10 L-半胱氨酸溶液(40g/L):称取4g L-半胱氨酸(3.9),溶于水并稀释至100mL;
3.11甲醇(CH3OH):色谱纯;
3.12 L(+)-抗坏血酸标准品(C6H8O6),纯度≥99%;
3.13 D(-)-抗坏血酸(异抗坏血酸)标准品(C6H8O6),纯度≥99%;
3.14 L(+)-抗坏血酸标准储备液(1.000 mg/mL):准确称取适量L(+)-抗坏血酸标准品(3.12),用20g/L的偏磷酸溶液(3.4)稀释配制成浓度为1.000 mg/mL 的L(+)-抗坏血酸标准储备液;
3.15 D(-)-抗坏血酸标准储备液(1.000 mg/mL):准确称取适量D(-)-抗坏血酸标准品(3.13),用20g/L的偏磷酸溶液(3.4)稀释配制成浓度为1.000 mg/mL 的D(-)-抗坏血酸标准储备液;
3.16 抗坏血酸混合标准系列工作液:分别移取一定量的 L(+)-抗坏血酸标准储备液(3.14)和D(-)-抗坏血酸标准储备液(3.15),用20g/L的偏磷酸溶液(3.4)稀释配制成浓度分别为0μg/mL、0.5μg/mL、1.0μg/mL、5.0μg/mL、10.0μg/mL、25.0μg/mL、50.0μg/mL的混合标准系列工作液;
3.17 流动相:A:6.8g磷酸二氢钾(3.7),用水溶解并定容至1L,用磷酸(3.8)调pH至2.5~2.8;B:100%甲醇。按A:B=98:2混合,过0.45μm滤膜,超声脱气。
4 仪器与设备
4.1高效液相色谱仪:K2025 P2二元高压输液泵、K2025 AS自动进样器、K2025 CO柱温箱、UVD紫外-可见光检测器、Wookinglab色谱工作站;
4.2分析天平:精确到0.0001g;
4.3 超声波清洗机;
4.4 pH计:精度为0.01;
4.5离心机:转速≥4000r/min;
4.6 真空抽滤装置;
4.7 塑料离心管:50 mL,材质为聚丙烯;
4.8 容量瓶:10mL、50mL,棕色带刻度;
4.9 烧杯:50mL;
5.0 滤膜:水相,0.45μm。
5 测定步骤
整个检测过程尽可能在避光条件下进行。
5.1 试样溶液的制备
称取乳粉试样2g(精确至0.001g)于50mL烧杯(4.9)中,用20g/L的偏磷酸溶液(3.4)将试样转移至50mL容量瓶中,振摇溶解并定容。摇匀,全部转移至50mL离心管中,超声提取5min后,于4000r/min离心5min,取上清液过0.45μm水相滤膜,滤液待测[由此试液可同时分别测定试样中L(+)-抗坏血酸和D(-)-异抗坏血酸的含量] 。
5.2 试样溶液的还原
准确吸取20mL上述离心后的上清液(5.1)于50mL离心管中,加入10mL 40g/L的L-半胱氨酸溶液(3.10),用100g/L的磷酸三钠溶液(3.6)调节pH至7.0~7.2,以200次/min振荡5min。再用磷酸(3.8)调节pH至2.5~2.8,用水将试液全部转移至50mL容量瓶中,并定容至刻度。混匀后取此试液过0.45μm水相滤膜后待测[由此试液可测定试样中包括脱氢型的L(+)-抗坏血酸总量]。
5.3色谱条件
(a)色谱柱:C18色谱柱,4.6×250mm,5μm或者相当的色谱柱;
(b)流动相:详见3.17;
(c)流速:0.7 mL/min;
(d)进样量:20 μL;
(e)柱温:25 ℃;
(f)检测器及波长:紫外-可见光检测器,检测波长为245nm。
6 实验结果
6.1重复性测试
按照上述色谱条件(5.3)进行采集,抗坏血酸混合标准工作液(浓度均为1.0μg/mL)的色谱图如图1所示,积分结果如表1所示。
图1抗坏血酸混合标准溶液的色谱图
表1抗坏血酸混合标准溶液色谱图积分结果
由表1中数据可知,L(+)-抗坏血酸的理论塔板数为10816,D(-)-抗坏血酸的理论塔板数为11070,L(+)-抗坏血酸和D(-)-抗坏血酸的分离度为1.83,可实现基线分离。
将抗坏血酸混合标准溶液连续进样7针,叠加的色谱图如图2所示,结果见表2。
图2抗坏血酸混合标准溶液连续进样7针叠加的色谱图
表2抗坏血酸混合标准溶液连续进样7针重复性数据统计
将混合标准溶液连续进样7针进行重复性测试,L(+)-抗坏血酸保留时间的RSD为0.203%,峰面积的RSD为0.501%;D(-)-抗坏血酸保留时间的RSD为0.222%,峰面积的RSD为0.300%。均具有良好的定性定量重复性。
6.2仪器灵敏度测试
灵敏度测试的谱图如图3所示,计算结果见表3。
图3仪器灵敏度的色谱图
表3仪器灵敏度测试数据
由表3中数据可知,L(+)-抗坏血酸的仪器检出限为0.015μg/mL,仪器定量限为0.049μg/mL;D(-)-抗坏血酸的仪器检出限为0.017μg/mL,仪器定量限为0.056μg/mL。
6.3含量测定
6.3.1校准曲线
按照色谱条件(5.3),将抗坏血酸标准系列工作液(3.16)上机测定,以浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,绘制校准曲线,线性方程和确定系数如图4~图5所示。由图4~图5可知,L(+)-抗坏血酸和D(-)-抗坏血酸在测定浓度范围内均呈现良好的线性关系,确定系数R2均在0.999以上。抗坏血酸系列标准工作液叠加的色谱图如图6所示。
图4L(+)-抗坏血酸的校准曲线
图5D(-)-抗坏血酸的校准曲线
图6抗坏血酸系列标准工作液叠加的色谱图
6.3.2试样溶液的测定
以乳粉作为试样,按照流程(5.1~5.2)对其进行处理,并进行加标回收实验。
依据公式(1)计算乳粉中L(+)-抗坏血酸[或D(-)-抗坏血酸]的含量和L(+)-抗坏血酸总量。
式中:X---试样中L(+)-抗坏血酸[或D(-)-抗坏血酸的含量、L(+)-抗坏血酸总量]的含量,单位为毫克每百克(mg/100g);
C1----样液中L(+)-抗坏血酸[或D(-)-抗坏血酸]的质量浓度,单位为微克每毫升(μg/mL);
C0----样液空白液中L(+)-抗坏血酸[或D(-)-抗坏血酸]的质量浓度,单位为微克每毫升(μg/mL);
V----试样的最后定容体积,单位为毫升(mL);
m----实际检测试样质量,单位为克(g);
1000----换算系数(由μg/mL换算成mg/mL的换算因子);
F----稀释倍数(若使用6.3还原步骤时,即为2.5);
100----换算系数(由mg/mL换算成mg/100g的换算因子)。
空白溶液的色谱图、乳粉试样的色谱图、乳粉试样还原后的色谱图、乳粉试样加标的色谱图、乳粉试样加标还原后的色谱图如图7~图11所示。
依据公式(1)计算乳粉试样中L(+)-抗坏血酸[或D(-)-抗坏血酸]的含量和L(+)-抗坏血酸总量,该乳粉试样中L(+)-抗坏血酸的含量为61mg/100g,D(-)-抗坏血酸未检出,L(+)-抗坏血酸总量为59mg/100g,抗坏血酸的加标回收率范围为75.2%~81.2%。
四、结论
通过对抗坏血酸的分离度、重复性、灵敏度、线性的测试以及对乳粉试样中抗坏血酸的含量及加标进行测定,实验结果表明:L(+)-抗坏血酸的理论塔板数为10816,D(-)-抗坏血酸的理论塔板数为11070,L(+)-抗坏血酸和D(-)-抗坏血酸的分离度为1.83,可实现良好的分离;重复性测试中,抗坏血酸混合标准溶液连续进样7针,L(+)-抗坏血酸保留时间的RSD为0.203%,峰面积的RSD为0.501%;D(-)-抗坏血酸保留时间的RSD为0.222%,峰面积的RSD为0.300%,均具有良好的定性定量重复性;L(+)-抗坏血酸的仪器检出限为0.015μg/mL,仪器定量限为0.049μg/mL;D(-)-抗坏血酸的仪器检出限为0.017μg/mL,仪器定量限为0.056μg/mL;L(+)-抗坏血酸和D(-)-抗坏血酸在测定浓度范围内均呈现良好的线性关系,确定系数R2均在0.999以上;对乳粉试样进行测定,L(+)-抗坏血酸的含量为0.610mg/g,D(-)-抗坏血酸未检出,L(+)-抗坏血酸总量为59mg/100g,抗坏血酸的加标回收率范围为75.2%~81.2%。因此,Wooking K2025高效液相色谱仪满足《GB 5009.86-2016 食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定(第一法)》乳粉中抗坏血酸含量测定的需求。
附1:仪器配置清单
附2:悟空Wooking K2025高效液相色谱仪(可靠、精准、友好、合规)