湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院 張春艷
廣東海大集團(tuán)畜牧水產(chǎn)研究中心 周孝治*
維生素C(VC)又稱L-抗壞血酸,是動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育過程中不可缺少的營(yíng)養(yǎng)素之一(張輝等,2009),其結(jié)構(gòu)中存在易氧化基團(tuán),在飼料加工、儲(chǔ)藏和使用過程中穩(wěn)定性較差(葛建東和楊凌,1998)。實(shí)際應(yīng)用中,常將VC酯化為穩(wěn)定的VC磷酸酯,但由于其酯化程度及加工工藝不同,飼料添加劑或預(yù)混料中VC磷酸酯常為單體VC和VC磷酸酯的混合物,因而其穩(wěn)定性或利用率存在差異(張瑋和尚平,2005)。
目前飼料添加劑中VC檢測(cè)主要采用氧化還原滴定法和鄰苯二胺熒光法,VC磷酸酯檢測(cè)主要采用酶解法和紫外分光光度法。由于飼料預(yù)混料中干擾物質(zhì)較多,采用這些方法操作步驟復(fù)雜,且不能區(qū)分單體VC和VC磷酸酯的含量,因而對(duì)不同廠家生產(chǎn)的飼料預(yù)混料中VC含量容易產(chǎn)生誤判(張麗萍和吳小春,2002)。本文旨在建立飼料預(yù)混料中VC和VC磷酸酯含量同時(shí)測(cè)定的高效液相色譜(HPLC)法,以期獲得簡(jiǎn)單快速、干擾少、回收率高、檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠的方法。
1.1 儀器與試劑 Agilent1200型高效液相色譜儀,配有二極管陣列檢測(cè)器(DAD),Agilent Chem-Station色譜工作站;HERMLE-Z323型高速離心機(jī);Sartorius-CP225D型電子分析天平;SCQ-3201A超聲波清洗儀。
VC標(biāo)準(zhǔn)品(Dr.Ehrenstorfer公司,純度 ≥99.0%),VC磷酸酯鈉鹽標(biāo)準(zhǔn)品(Fluka公司,純度≥ 98.0%),乙腈為色譜純,磷酸二氫鉀、磷酸為分析純,實(shí)驗(yàn)用水為Millipore超純水。
1.2 溶液配制 磷酸緩沖液的配制:準(zhǔn)確稱取40.83 g磷酸二氫鉀用超純水溶解稀釋至1000 mL,用85%磷酸調(diào)節(jié)pH至4.0,然后用0.45 μm濾膜過濾,配制成0.3 mol/L磷酸二氫鉀(pH 4.0)的緩沖溶液。
混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制:準(zhǔn)確稱取VC和VC磷酸酯鈉鹽標(biāo)準(zhǔn)品各100.00 mg于100 mL棕色容量瓶中,用磷酸緩沖液溶解并定容至刻度,即成1000.0 mg/L的VC和VC磷酸酯鈉鹽混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,于4℃冰箱避光保存。
1.3 試驗(yàn)樣品 飼料預(yù)混料,由廣東某研究中心提供。
1.4 試驗(yàn)方法
1.4.1 色譜分析條件 色譜柱:Lichrospher-NH2分析柱(250 mm×4.0 mm i.d.,5 μm);流動(dòng)相:乙腈-磷酸緩沖液(30∶70,V/V);檢測(cè)器:DAD 檢測(cè)器,檢測(cè)波長(zhǎng)為 254 nm;柱溫:25℃;進(jìn)樣量:10 μL;流速:1.0 mL/min。
1.4.2 樣品的預(yù)處理 稱取樣品0.5~1 g(精確至0.0001 g)于100 mL棕色具塞三角瓶中,加入流動(dòng)相50 mL,搖勻,于25℃水浴超聲提取15 min,冷卻靜置2 min,取上層提取液約30 mL轉(zhuǎn)入離心管中,以4000 r/min離心10 min,上清液用0.22 μm微孔濾器過濾,進(jìn)HPLC分析。
1.4.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 用流動(dòng)相將VC和VC磷酸酯鈉鹽混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液逐級(jí)稀釋得到濃度為5.0、10.0、25.0、50.0、100.0 mg/L 和 200.0 mg/L 的一系列標(biāo)準(zhǔn)工作液,在選定的色譜條件下,將濃度由低到高進(jìn)樣檢測(cè),以峰面積-濃度作圖,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程。
1.4.4 樣品的測(cè)定 按外標(biāo)法,將各試樣經(jīng)HPLC檢測(cè)所得的VC和VC磷酸酯鈉鹽色譜峰面積分別代入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程,得到樣品中VC和VC磷酸酯鈉鹽的含量,其中VC磷酸酯鈉鹽含量再乘以VC磷酸酯鈉鹽轉(zhuǎn)換為VC磷酸酯的系數(shù)0.7951,求得樣品中VC磷酸酯的含量。
2.1 樣品預(yù)處理?xiàng)l件的選擇
2.1.1 提取液的選擇 由于VC和VC磷酸酯屬于極性化合物,其中VC溶液熱穩(wěn)定性較差,在中性或堿性水溶液中易被氧化,但在酸性溶液中比較穩(wěn)定,實(shí)驗(yàn)過程中分別用磷酸緩沖液(pH 4.0)和流動(dòng)相作為提取液,考察了提取液對(duì)試樣提取的影響。結(jié)果顯示,采用流動(dòng)相作為試樣提取液時(shí)提取效果良好,且色譜峰形尖銳對(duì)稱,因此選用流動(dòng)相作為試樣提取液。
2.1.2 提取條件的選擇 實(shí)驗(yàn)選用流動(dòng)相作為試樣提取液,對(duì)提取溫度(25、35、45、50 ℃)和提取時(shí)間(5、10、15、20 min) 兩個(gè)條件參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明:隨著溫度的升高,VC磷酸酯的提取效率加快,但單體VC的穩(wěn)定性減弱;隨著提取時(shí)間的增加,試樣提取效率有所增加,當(dāng)提取時(shí)間超過15 min時(shí),提取液中雜質(zhì)干擾增多,最終確定參數(shù)為:提取溫度25℃,提取時(shí)間15 min。
2.2 色譜條件的選擇
2.2.1 檢測(cè)波長(zhǎng)的選擇 采用流動(dòng)相作為背景緩沖液,對(duì)VC和VC磷酸酯標(biāo)準(zhǔn)液和樣品溶液用二極管陣列檢測(cè)器在190~400 nm進(jìn)行全波長(zhǎng)紫外掃描。結(jié)果表明,VC和VC磷酸酯兩種物質(zhì)在254 nm處相對(duì)吸收最大,且雜峰干擾少,本實(shí)驗(yàn)選擇檢測(cè)波長(zhǎng)為254 nm。
2.2.2 色譜柱的選擇 考察了 C18、C8和 NH2分析色譜柱對(duì)VC和VC磷酸酯分離效果的影響,由于VC和VC磷酸酯極性較強(qiáng),在C18和C8分析柱上保留時(shí)間短,不能很好的與雜峰分離,但在具有極性官能團(tuán)的NH2色譜柱上,VC、VC磷酸酯與雜峰之間分離效果良好,相對(duì)保留時(shí)間較長(zhǎng),故選擇NH2色譜柱作為分離柱。
2.2.3 流動(dòng)相的選擇 由于VC在酸性介質(zhì)中比較穩(wěn)定,實(shí)驗(yàn)過程中考察了流動(dòng)相磷酸緩沖液不同 pH 值(3.0、4.0、5.0)對(duì)色譜分離效果的影響。結(jié)果表明pH為4.0時(shí),VC和VC磷酸酯吸收值較大,靈敏度高,色譜峰形對(duì)稱,因此緩沖液pH選擇為4.0。
實(shí)驗(yàn)過程中還分別通過調(diào)節(jié)磷酸緩沖液不同濃度(0.1、0.2、0.3 mol/L)和乙腈-磷酸緩沖液不同比例(20∶80、30∶70、40∶60,V/V)來改善色譜峰的分離效果。結(jié)果顯示,隨著磷酸緩沖液濃度的升高,色譜峰形和分離度越好;隨著乙腈比例的升高,保留時(shí)間縮短,雜質(zhì)干擾較大。當(dāng)乙腈-磷酸緩沖液(0.3 mol/L)比例為 30∶70(V/V)時(shí),目標(biāo)峰與樣品中的雜峰分離良好,色譜峰形尖銳、對(duì)稱(見圖1),在此色譜條件下VC和VC磷酸酯的保留時(shí)間分別為(4.10±0.05)min 和(8.12±0.05)min。
圖1 不同樣品中VC和VC磷酸酯的高效液相色譜圖
2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線和方法檢出限 在上述色譜條件下, 對(duì) 5.0、10.0、25.0、50.0、100.0 mg/L 和 200.0 mg/L的VC和VC磷酸酯混合標(biāo)準(zhǔn)工作液進(jìn)樣分析,以HPLC測(cè)得的峰面積為縱坐標(biāo)(y),相應(yīng)的濃度為橫坐標(biāo)(x)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得出VC和VC磷酸酯的線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)和線性范圍,根據(jù)3倍信噪比(S/N=3)可計(jì)算出方法的檢出限,結(jié)果見表1。試驗(yàn)結(jié)果表明,濃度為5.0~200.0 mg/L時(shí),VC和VC磷酸酯線性關(guān)系良好,檢出限分別為0.05 mg/L和0.1 mg/L。
表1 VC和VC磷酸酯的線性回歸方程及檢出限
2.4 方法的準(zhǔn)確度和精密度 對(duì)未添加VC和VC磷酸酯的空白飼料預(yù)混料進(jìn)行加標(biāo)樣品回收率和精密度實(shí)驗(yàn),選擇了 100.0、1000.0、5000.0 mg/kg三個(gè)添加水平,每個(gè)濃度平行測(cè)定5次,重復(fù)3 d,結(jié)果見表2。
從表2中的數(shù)據(jù)可以看出,添加濃度為100.0~5000.0 mg/kg時(shí),飼料預(yù)混料樣品中VC和VC磷酸酯的平均回收率為95.6%~99.1%,日內(nèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.97%~1.76%,日間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.98%~3.84%,方法檢測(cè)的準(zhǔn)確度和精密度良好,滿足分析的要求。
表2 飼料預(yù)混料中VC和VC磷酸酯的回收率和精密度測(cè)定
2.5 樣品測(cè)定 按本文所建立的方法測(cè)定了A、B、C、D、E五種不同飼料預(yù)混料樣品中VC和VC磷酸酯的含量,將VC磷酸酯含量轉(zhuǎn)換為VC含量(VC磷酸酯轉(zhuǎn)換為VC的系數(shù)按0.6876計(jì)),與所測(cè)單體VC含量之和得到總VC含量。結(jié)果如表3所示,五種不同飼料預(yù)混料添加的總VC含量大致相同,約為5500 mg/kg,但其中單體VC含量和VC磷酸酯含量卻各不相同,存在較大差異。
表3 不同飼料預(yù)混料中VC、VC磷酸酯和總VC含量
采用高效液相色譜法檢測(cè)飼料預(yù)混料中VC和VC磷酸酯含量,其檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度高,平均回收率在95.6%~99.1%,重現(xiàn)性好,日內(nèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.97%~1.76%,日間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.98%~3.84%,樣品的預(yù)處理簡(jiǎn)單快速,不受樣品中其他組分的干擾,適用于飼料預(yù)混料中VC和VC磷酸酯的快速定量分析測(cè)定。
[1]葛建東,楊凌.飼料工藝對(duì)預(yù)混料中維生素的影響[J].飼料研究,1998,1:15~17.
[2]張輝,牟振波,單安山,等.魚類的維生素 C 營(yíng)養(yǎng)[J].飼料工業(yè),2009,30(8):48~50.
[3]張麗萍,吳小春.國(guó)內(nèi)維生素C儀器定量分析進(jìn)展[J].四川輕化工學(xué)院學(xué)報(bào),2002,12(15):34 ~42.
[4]張瑋,尚平.穩(wěn)定性維生素C源的提純工藝研究[J].石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2005,6:24 ~25.