食品饮料中维生素的测定

DeterminationofVitamininFood第十章维生素的测定第一节维生素的测定概述维生素是调节人体各种新陈代谢过程必不可少的重要营养素。人体如从膳食中摄入维生素的量不足或者机体由于某种原因吸收或合成发生障碍时，就会引起各种维生素缺乏症。近几年已经查明仅有少数几种维生素可以在体内合成，大多数维生素都必须由食物供给。因此，维生素作为强化剂已在食品工业的某些产品中开始使用，测定食品中的维生素含量，不仅可评价食品的营养价值，同时还起到监督维生素强化食品的剂量，以防摄入过多的维生素而引起中毒，所以，测定食品中维生素在营养分析方面具有重要的意义。脂溶性微生物素（如A、D、E、K等）；水溶性维生素（如B1、B2、B6、C、B12等）。维生素A：是人体必需营养素，能促进人体发育，防止眼膜炎、夜盲症等疾病。维生素B1：也叫硫胺素，对人体的功能主要是防脚气病、神经炎，帮助消化，促进发育。维生素B2：对人体功能防口角炎、皮肤炎，防止怕光现象。维生素C：防坏血病，促进外伤愈合，使机体增强抵抗力。维生素D：调节体内矿物盐的平衡，特别是对人体内钙、磷的代谢，并能防止软骨病。目前已发现的维生素约有二、三十种，按维生素溶解性能可将它们分成两大类：维生素的命名1、多根据发现的时间顺序以英文字母排序，如维生素A、维生素B1、B2，维生素C，维生素E等。2、也有根据特定生理功能，如抗干眼病因子、抗坏血酸、生育酚等，3、按照其化学结构如视黄醇、硫胺素、烟酸、叶酸等。脂溶性维生素的理化性质1、结构决定性质，大都具有UV吸收的特性！2、溶解性：脂溶性维生素不溶于水，易溶于苯、乙醚、丙酮、三氯甲烷、乙醇等有机溶剂。3、耐酸碱性：维生素A、D对酸（ACID）不稳定，对碱稳定；维生素E在无氧情况下，对热、酸、碱稳定。维生素K对酸、碱都不稳定。4、耐热：维生素A、D、E、K耐热性都好，5、耐光、耐氧化性：维生素D性质稳定，不易被氧化。维生素A易被氧化，光和热会促进其氧化。维生素E容易被氧化，对可见光稳定但易被紫外线破坏。维生素K对热稳定，但容易被光、氧化剂及醇破坏。（这样在提取时，要求尽量避光、并加入抗氧化剂）分析方法维生素的分析方法可分为以下几种：（1）涉及人体和动物的生物分析方法。（2）利用原生动物、细菌和酵母的微生物分析方法（3）分光光度法、荧光法、色谱、酶法和免疫等物理化学分析方法。测定方法优点缺点生物鉴定法不用详尽分离费时（21天）费力（要动物饲料）微生物法选择性高，主要用于水溶性V操作繁琐，耗时过长，要有专门人员仪器分析（紫外法、荧光法）灵敏、快速、有较好的选择性各种色谱法（柱、纸、薄层层析）高分离效能，可分离、纯人、定性、定量现代高压液相色谱和气相色谱可同时完成多种V及其异构体的自动分离、检测化学分析法（比色法和简便、快速、不需特殊仪器）脂溶性维生素测定样品预处理样品皂化脱脂脱脂样品有机溶剂提取脂溶性维生素有机溶剂提取液浓缩测定第二节脂溶性维生素的测定一、维生素A目前维生素A都是合成的，来源：（1）从动物脂肪中，主要在肝脏，鱼肝油，蛋类，乳类存在；（2）从维生素前体而得到（维生素前体：主要指类胡萝卜素，主要是β-胡萝卜素,存在于深色果蔬中。）维生素A的测定常用的方法有三氯化锑比色法、紫外分光光度法、荧光分析法、液相色谱法。对于三氯化锑比色法适用于样品中含VA高的样品，方法简便、快速、结果准确，但是对维生素A含量低的样品，如每克样品中含5～10μg维生素A时，这时样品由于受其脂溶性物质的干扰，不应用比色法测定。对于紫外分光光度法不必加显色剂显色，可直接测定维生素A的含量，对样品中含VA低的也可以测出可信结果，操作简便、快速。1、维生素A的性质⑴因有许多不饱和链，故见光易分解；⑵在缺氧情况下，对热较稳定，对光特别敏感。如测强化奶粉时，速度要快，一般要求测定时间短，因为时间长，见光时间长，见光分解，故测出的比出厂的含量要少；⑶对碱稳定；2.测定方法2.1三氯化锑光度法P1972.1.1测定原理在氯仿溶液中，维生素A与三氯化锑作用可生成蓝色可溶性络合物，在620nm波长处有最大吸收峰，其蓝色的深浅与维生素A的含量在一定范围内成正比，故可通过吸光度测定维生素A的含量。原理图示维生素A+三氯化锑氯仿溶液中兰色可溶性配合物620nm波长比色试剂无水硫酸钠、乙酸酐无水乙醚（不含过氧化物）无水乙醇（不含醛类物质）三氯甲烷（不含分解物和水）250g/L三氯化锑—三氯甲烷溶液1+1氢氧化钠溶液、0.5mol/L氢氧化钾样品预处理样品测定①样品预处理含有维生素A的样品大多需首先除去脂肪，把维生素A从脂肪中分离出来。常规的去脂方法是采用皂化法和研磨法。2.1.2测定步骤A脂类的皂化P197(1)脂类含有维生素和脂肪这两部分，通过皂化（50%KOH、无水C2H5OH、热回流）把它们分开，得到一部分皂化物和一部分不皂化物。⑵适用范围适用于维生素A含量不高的样品，但全部试验过程费时，且易导致维生素A的损失。目前皂化有三种情况：低碱=脂肪︰KOH为1︰2.5的关系另外在皂化时加抗氧化剂与不加抗氧化剂回收率不一样，加抗氧化剂的回收率高于不加抗氧化剂的回收率。低温（室温）中温（70℃±2℃）高温（100℃15min）低碱低碱低碱回收率不完全回收率46%回收率70%（3）提取将皂化液移入分液漏斗，先用50ml水分两次冲洗皂化瓶，洗液并入分液漏斗。再用100ml乙醚分两次冲洗皂化瓶，所有洗液并入分液漏斗，振摇2min，提取不皂化部分。静止分层后，水层放入第二分液漏斗。皂化瓶再用30ml乙醚分两次冲洗，洗液倾入第二分液漏斗，振摇后静止分层，将水层放入第三分液漏斗，醚层并入第一分液漏斗。如此重复操作，直至水层不再使三氯化锑一三氯甲烷溶液呈蓝色为止。合并乙醚层后，先用水洗提后，再用0.5mol/LKOH溶液洗涤除去醚溶性酸皂，再用水洗涤醚层，直到洗涤水不呈碱性（用酚酞指示剂指示）为止。（4）浓缩将醚层液经过无水硫酸钠滤入三角瓶中，再用约15ml乙醚冲洗分液漏斗和硫酸钠两次，洗液并入三角瓶内。用55度水浴蒸馏，回收乙醚。待瓶中剩约5ml乙醚时取下。减压抽干，立即准确加入一定量三氯甲烷（约5ml左右），使溶液中维生素A含量在适宜浓度范围内(3～5μg）。2.1.3计算SbCl3比色法维生素A／CHCl3＋SbCl3／CHCl3→形成兰色物质→在620nm有最大吸光峰这种兰色物质不稳定，很快褪色或变成其它物质，所以在分析时最好在暗室中进行，并且做标准曲线。计算：每百克样品含VA的量=C×（V1/V2）×（100/W）C：从标准曲线上查得VA的量V1：CHCl3定容的量V2：测定所取样液体积B、研磨法适用于每克样品维生素A的含量大于5～10μg样品的测定，如猪肝的分析。步骤简单、省时，结果准确。研磨精确称取2～5g样品，放入盛有3～5倍样品质量的无水硫酸钠研钵中，研磨至样品中水分完全被吸收，并均质化。提取小心地将全部均质化的样品移入带盖的三角瓶内，准确加入50～100ml乙醚。紧压盖子，用力振摇2min；静置澄清（大约需1～2h），或离心澄清（保持低温）。浓缩取澄清提取乙醚液2～5m1，放入比色管中，在70～80℃水浴上抽气蒸干；然后立即加入lml三氯甲烷溶解残渣，供比色用。②标准曲线的绘制6个3cm比色管编号123456加各种浓度VA标液1ml102030405060ug/ml乙酸酐（滴）111111于620nm波长处，以10ml三氯甲烷加1滴乙酸酐调节吸光度至零点；然后将标准比色系列按顺序移入光路前，迅速加入9ml三氯化锑一三氯甲烷溶液，于6s内测定吸光度（每支比色管都在临测前加入显色剂）。以维生素A含量为横坐标，以吸光度为纵坐标绘制曲线。2.1.3样品测定取两个3cm比色管，其中一个加入10ml三氯甲烷（样品空白液）和1滴乙酸酐作为空白液；另一支加入lml样品溶液，再加1滴乙酸酐。其余步骤同标准曲线的制备。分别测定样品空白液和样品溶液的吸光度，从标准曲线中查出相应的维生素A含量。2.1.4计算式中χ---维生素A含量,单位mg/100g；c----由标准曲线上查得样品溶液中维生素A的含量，μg/ml；c0----由标准曲线上查得样品空白液中维生素A的含量，μg/ml；m----样品质量，g；’V----样品提取后加入三氯甲烷定容之体积，ml；100----以每100g样品计。100**1000*-0Vmccx说明及讨论（1）本法摘自GB12388-1990，适用于食品中维生素A的测定（2）SbCl3具有腐蚀性，不能粘在手上。且与水生成白色沉淀，所以不能碰到水。（3）SbCl3与维生素A生成的蓝色物质很不稳定，要在6S内完成吸光度的测定，否则蓝色反应逐渐消失，使结果偏低。（4）维生素A见光易分解，整个实验应在暗处进行（5）本法适用于维生素A含量较高的样品。紫外吸收光谱：分子价电子能级跃迁。波长范围：100-800nm.(1)远紫外光区:100-200nm(2)近紫外光区:200-400nm(3)可见光区:400-800nm250300350400nm1234eλ可用于结构鉴定和定量分析。电子跃迁的同时，伴随着振动转动能级的跃迁;带状光谱。2测定方法2.2紫外分光光度法紫外吸收光谱的产生Lamber-Beer定律：吸收光谱法基本定律描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系假设一束平行单色光通过一个吸光物体CABeerlALamber定律：定律：nlSII吸光质点数为厚度为物体截面为透过光强为入射光强为0紫外分光光度法测定维生素AlCETAIITlg0吸光度透光率E是吸收系数原理：VA为脂溶性的，测定VA时必须先将样品中的脂肪抽提出来进行皂化，萃取不皂化部分，在经柱层析除去杂质等干扰物质，在紫外328nm下测定，求出含量。方法1）提取及皂化:称样10.00g→于烧杯中→加40ml水搅匀→移250ml分液漏斗中→加氨水5ml→加乙醇35ml→摇匀→用乙醚抽提（每次40ml抽提三次）→收集乙醚层→用10ml水洗乙醚层三次→水层再用30ml乙醚抽提一次→合并所用乙醚→用索氏法除乙醚→待瓶中乙醚除尽后→加30ml80%的KOH→40mlC2H5OH→加0.8g焦性没食子酸→83℃水浴30分钟（皂化脂肪）→冷却后移入250ml分液漏斗中→加60ml水→用40ml乙醚抽提三次→合并乙醚抽提液→用水洗至中性→用索氏法除乙醚→除去后用5ml石油醚溶解瓶中内容物→然后移入刻度试管中2）层析在层析柱内装8cm高度中性氧化铝→2cm高度碱性氧化铝及1cm无水硫酸钠→以石油醚浸透→装皂化后的样液慢慢于柱内→用1～2ml石油醚洗试管→洗液倒入柱内，活塞打开以每分钟为35滴左右的速度打开，当液面降到接近硫酸钠时→加5ml石油醚→随后用5ml洗脱液逐次洗涤。层析柱上第一个黄色层析层，一般是β-胡萝卜素，此带在12%洗脱液前后洗去，收集于10ml容量瓶中直到流出物不呈黄色为止，此层可测β-胡萝卜素用，而VA一般在50%洗脱液洗出，用2ml刻度吸管收集1ml。吸约0.2ml于小试管中→加0.3ml25%三氯化锑→溶液如呈兰色→表明有VA存在，故0.5ml用石油醚定容10ml。b.方法二、维生素D1.维生素D的性质维生素D是类固醇的衍生物，具有维生素D活性的物质约10余种，在功能上可以防治佝偻病。其中最主要的是维生素D2(麦角钙化醇)和维生素D3(胆钙醇)。是由维生素D原经紫外线照射形成的。维生素D在鱼肝油和鸡蛋黄等食品中含量较多，一般成人不会缺VD，而婴儿容易缺乏。维生素D2药片吃多了中毒。2.测定方法2.1三氯化锑光度法原理：在三氯甲烷溶液中，维生素D与三氯化锑结合生成一种橙黄色化合物，并于500nm波长处有一个最大吸收，其呈色程度与维生素D含量成正比。维生素D／CHCl3＋SbCl3／CHCl3→形成橙黄色物质→500nm下测定说明食品中维生素D含量一般较低，而其他维生素及物质含量大于维生素D，对测定产生干扰，测定前必须经柱层析除去这些物质。此法测定值为D2和D3的总量。2.2紫外