第三章 营养成分2010-3

第六节食品中维生素的测定维生素(vitamin)是维持人体正常生命活动所必须的天然有机化合物，但它们参与机体重要的生理过程，是生命活动不可缺少的物质。维生素的种类多（20多种），结构复杂，理化性质及生理功能各异。根据溶解性，可分为：名称英文名称食物来源脂溶性维生素维生素AVitaminA鱼肝油、蛋黄、肝、肾、乳维生素DVitaminD鱼肝油、肝脏、蛋黄、牛奶维生素EVitaminE绿蔬、植物油、豆类、玉米维生素KVitaminK绿叶蔬菜、大豆水溶性维生素维生素B族VitaminBcomplex维生素B1（硫胺素）thiamine,糙米、麦麸、酵母、豆类维生素B2（核黄素）riboflavin肝、肾、蛋黄、豆类、酵母维生素B3（泛酸）pantothenicacid蛋黄、动物肝脏、酵母维生素B5（烟酸、尼克酸）nicotinamide,金枪鱼、动物肝脏、蘑菇维生素B6（吡哆素）pyridoxine肝脏、蛋黄、肉、大豆、谷维生素B7（生物素）vitaminH,biotin酵母、动物肝脏维生素B11（叶酸）folicacid绿叶蔬菜、豆类、动物肝脏维生素B12（钴胺素）cobalamins肉类、鱼类、家禽、奶类维生素C（抗坏血酸）ascorbicacid新鲜蔬菜、豆芽、水果表3-5维生素的类别及食物来源根据溶解性，可分为：l脂溶性维生素（fat-soluble)：维生素A(包括胡萝卜素)、维生素D、维生素E和维生素K等。l水溶性维生素(water-soluble)：维生素B族(包括B1、B2、烟酸、B6、泛酸、生物素、肌醇、胆碱、叶酸、B12等)和维生素C。一、脂溶性维生素的测定（一）概述维生素A是由b-紫罗酮环与不饱和一元醇所组成的一类化合物及其衍生物的总称。包括维生素A1和A2，维生素A1又称视黄醇，维生素A2即3-脱氢视黄醇。1716192071115CH2OH18维生素A维生素A采用国际单位表示：1国际单位维生素A：0.3g维生素A(醇)；0.344g乙酸维生素A(酯）14913b-胡萝卜素(carotene)在肝脏、小肠粘膜或其它组织中可转化为维生素A，故胡萝卜素又称为维生素A源。维生素E，又称生育酚，有多种异构体，其中-生育酚的生理活性最高，分布最广泛。脂溶性维生素的理化性质：(1)溶解性：不溶于水，易溶于脂肪、乙醇、丙酮、三氯甲烷、乙醚、苯等有机溶剂；(2)耐酸碱性：维生素A、D对酸不稳定，对碱稳定；维生素E对酸稳定，对碱不稳定，但在抗氧化剂存在下或惰性气体保护下，也能承受与碱一起煮沸。(3)耐热性和耐氧化性：维生素A、D、E耐热性好，能经受煮沸。维生素A易被氧化，光、热促进其氧化；维生素E在空气中缓慢氧化，光、热、碱能促进氧化；维生素D性质稳定，不易被氧化。检测时脂溶性维生素时应避光摄入量l根据《我国居民营养素参考摄入量》l成人男性：800gRE,女性：700gREl视黄酮当量（retinolequivalents，RE）l1gRE=1g视黄酮l=6gb-胡萝卜素l=12g其他类胡萝卜素l测定食品中脂溶性维生素时，通常采用皂化法处理样品，以除去脂肪等杂质，在皂化和浓缩时，常加入抗氧化剂(如焦性没食子酸、维生素C等),然后用乙醚、石油醚等有机溶剂提取浓缩脂溶性维生素。(二)维生素A的三氯化锑比色法1.原理在三氯甲烷溶液中，维生素A与三氯化锑反应可生成蓝色化合物，在620nm波长处有最大吸收，其吸光度与维生素A的含量成正比。2.样品处理样品加NaOH醇溶液水浴上回流(使脂肪转变成肥皂并溶于水中)加乙醚提取维生素A净化处理乙醚提取液后挥干乙醚三氯甲烷定容。3.注意事项：(1)三氯甲烷中不应含有水分，因三氯化锑遇水会水解出现沉淀，干扰比色测定SbCl3十H2O→SbOCl↓十2HCl在三氯甲烷中加入乙酸酐，以保证脱水。(2)SbCl3与维生素A所产生的蓝色物质通常只能稳定3~6s，6s以后便开始退色，因此在吸收池中反应，产生颜色后立即读取吸光度值。(3)维生素A见光易分解，实验操作应在暗处进行。2．胡萝卜素的纸色谱法以丙酮-石油醚提取水洗涤（除去提取液中水溶性色素及丙酮）石油醚提取液浓缩。层析滤纸提取液条状点样石油醚展开将Rf值与标准胡萝卜素相同的色斑剪下用石油醚溶解450nm波长下测定吸光度，与标准系列比较定量。3.维生素A和维生素E的HPLC测定法食品样品经皂化处理后，用乙醚提取维生素A和维生素E，浓缩后，挥去乙醚，以乙醇溶解提取物。在反相C18色谱柱上，以甲醇(+水或己烷)为流动相进行色谱分离，紫外分光光度检测器检测，与标准比较定量。二、水溶性维生素的测定l水溶性维生素(VB1,VB2,Vc)的理化性质：ll溶解性：易溶于水，不溶于苯、乙醚、三氯甲烷等有机溶剂。ll稳定性：在酸性介质中稳定，即使加热维生素B1、B2也不被破坏；在碱性介质中不稳定，易于分解。Vc在酸性还原性介质中稳定。ll维生素B2对光敏感，在酸性、中性及碱性环境中都易被光线破坏，维生素C对氧、铜离子敏感，易被氧化。（一）维生素B1的测定维生素Bl又名硫胺素(thiamine)，易溶于水和丁醇、异丁醇、异戊醇等有机溶剂。维生素B1的测定主要采用荧光分析法(GB12390-90)。人体每日需要量为1～2mg。VB1参与糖代谢及乙酰胆碱(Ach)的代谢，促进消化功能。维生素B1缺乏可引起神经系统病变还可引起心血管系统病变。在酵母、米糠、花生、豆类、牛乳、蛋黄中含量丰富。l食品中的维生素Bl经提取净化后，在碱性铁氰化钾溶液中被氧化成硫色素，在紫外光照射下，硫色素产生蓝色荧光，溶液的荧光强度与维生素B1的浓度成正比，与标准比较定量。1.测定原理CH2CH2OHCH3SNH3CNNNH2CH2CH2OHCH3SNH3CNN-2H-HClClN硫胺素硫色素本方法检出限为0.05μg，线性范围为0.2μg～10μg。硫胺素是由取代的嘧啶环和噻唑环由亚甲基相联而成的一类化合物l2.样品处理：样品粉碎或匀浆于低温冰箱中保存，测定前解冻。l(1)样品中硫胺素的提取：l稀盐酸提取高压锅（121℃）加热淀粉酶水解45℃～50℃过夜游离硫胺素。l(2)样品中硫胺素的纯化：l样液人造浮石交换管硫胺素被吸附水洗除杂质酸性氯化钾洗脱硫胺素。l(3)硫色素的生成、萃取和荧光测定:l取一定体积样品提取液l和硫胺素标准液（各2份）l加碱性铁氰化钾加氢氧化钠l形成硫色素破坏硫胺素l用丁醇萃取，分层l有机相脱水，荧光测定。l根据标准硫胺素含量和荧光强度及样品荧光强度(均扣除空白)，计算样品中硫胺素的含量。l3.注意l(1)样品与铁氰化钾溶液混合后，所呈黄色至少应保持15s，否则需再滴加铁氰化钾溶液1~2滴。但铁氰化钾过多又会破坏硫色素。l(2)紫外光会破坏硫色素，硫色素形成后应迅速测定，并避光操作。l(3)硫色素能溶于正丁醇，且稳定。l(4)洗衣粉内常含荧光物质，故所用的仪器，禁用洗衣粉洗涤。l(二)维生素B2的测定l维生素B2又名核黄素(riboflavin)，是多种酶（含有核黄素的氧化还原酶）辅基的组成成分，参与机体的氧化还原过程。l主要存在于瘦肉、肝、肾、心、奶类、蛋类、绿叶蔬菜等动物性食品，许多绿叶蔬菜和豆类也含有一定量维生素B2，而谷类中则含量较少。猪肝2.08猪肾1.14猪心0.48牛奶0.14鸡蛋0.32黄豆0.20芹菜0.19苋菜0.12西兰花0.13表1常见食品中维生素B2的含量（mg/100g）维生素B2易溶于水，在酸性和中性溶液中稳定，于120℃加热6h仅有少量被破坏，但在碱性溶液中较易分解。游离核黄素对光敏感，特别是紫外光，在酸性、中性或碱性条件下都易被光线破坏。只有当维生素B2与磷酸蛋白质结合成复合物，对光才比较稳定。VB2在水溶液中呈现黄绿色荧光,测定维生素B2常用荧光分析法。1.测定原理l样品酸解、酶解使VB2游离高锰酸钾氧化色素和杂质硅镁吸附剂柱净化测定荧光强度(激发波长为440nm，525nm波长处检测。l试液中加连二亚硫酸钠还原VB2为无荧光物质测定杂质的荧光强度。l还原前后荧光强度的差值与维生素B2含量成正比，与标准比较定量。l本方法检出限为0.006μg，线性范围为0.1μg～20μg。l2.样品处理l样品酸性条件下于120℃水解核黄素游离调节pH值使蛋白质在等电点沉淀过滤除去杂质l核黄素溶液KMnO4酸性条件氧化色素和杂质H2O2除去多余的KMnO4。l3.核黄素的吸附和洗脱l核黄素溶液硅镁吸附剂柱热水洗除杂质丙酮-冰乙酸-水(5+2+9)洗脱收集洗脱液。l4.荧光测定l测定样品的荧光读数A，样品空白的荧光读数Ao，标准溶液的荧光读数B，标准管空白荧光读数Bo,可计算样品中维生素B2的含量。(ml)(ml)(g))gμ(BBBAA)g/gμ(B2002样品液总体积样品液体积样品质量标准维生素维生素--4.说明(1)加入连二亚硫酸钠(Na2S204)，还原维生素B2使生成无荧光的物质，可排除杂质荧光所引起的干扰。加入后应尽快进行测定，否则会氧化成有荧光的核黄素。H3CH3CNNOONHNCH2(CHOH)3CH2OHCH2(CHOH)3CH2OHNHNOONNH3CH3C[H]Na2S2O4H有荧光的核黄素无荧光的物质Hl(2)操作应在避光条件下进行。(三）HPLC同时测定B族维生素B族维生素的检测方法很多，高效液相色谱法分析速度快、灵敏度高、准确性好，样品量需用量少，可以同时测定多种B族维生素。国家卫生标准方法(GB/T5009.197-2003)可以同时测定保健食品中的VB2、烟酸和烟酰胺的高效液相色谱法。l样品经甲醇、水和磷酸的混合液提取，滤膜过滤后，以1-葵烷磺酸钠-乙腈-磷酸为流动相，用C18柱分离，紫外280nm检测，以保留时间定性，峰高或峰面积定量。1.实验原理2.样品处理称取适量研磨混匀的样品，加入甲醇、水和磷酸的混合液（100+400+0.5）超声提取5min，3000r/mim离心5min，上清液经滤膜过滤后即可进样。3.色谱条件C18柱（150mm×4.6mm,5μm），流速1ml/min，柱温：室温，检测波长为280nm，流动相为1-葵烷磺酸钠溶液（0.22g1-葵烷磺酸钠溶解于850ml水中）+乙腈+磷酸=850+150+1。l4.方法说明l1）可通过调节流动相的pH值来控制维生素的电离，从而调节其保留时间和分离度。l2）可在测定过程中变换检测波长，提高检测灵敏度，如维生素B1、烟酸、烟酰胺最大吸收波长为254nm，维生素B2、维生素B6、叶酸为280nm。l3）流动相中加入1%磷酸，可降低维生素的离子化，改善峰形，减缓峰的拖尾现象。4）由于B族维生素在水中可以解离为带电荷的离子，在系统中加入一种与上述电荷相反的离子对试剂，使其形成中性离子对，即可于反相离子对色谱中进行分离。维生素C，又称为抗坏血酸(ascorbicacid)，具有较强的还原性，被氧化后形成脱氢型抗坏血酸，仍然具有生理活性。脱氢型抗坏血酸水解成2,3-二酮古洛糖酸后，便失去生理活性。在蔬菜和水果中含量很丰富。(三)维生素C的测定lO=CO=CCOOHlHO-CO=CC=OlHO-COO=COC=OlHO-CH-CH-C-OHlHO-C-HHO-C-HHO-C-HlCH2OHCH2OHCH2OHl（还原型）（脱氢型）（二酮古洛糖酸）l2,6-二氯酚靛酚在酸性溶液中呈红色，VC能将其还原成无色。将2,6-二氯酚靛酚装入滴定管中，滴定样品中的维生素C，当维生素C全部氧化后，滴下的染料使溶液显示粉红色，指示滴定终点。l1.还原型抗坏血酸的测定（1.2,6-二氯酚靛酚滴定法）本法是测定还原型维生素C最简便方法，适合于蔬菜水果中维生素C含量的测定，但不适宜于红色蔬菜。样品中某些杂质可还原染料，但速度较慢，终点以粉红色出现15s不退为准。整个测定过程要迅速，以免维生素C被空气中氧所氧化，并避免接触金属离子。2.总抗坏血酸的测定（2,4-二硝基苯肼比色法,GB/5009.86-2003）l用酸处理过的活性炭作氧化剂，将还原