◎ 張潔媛,張 麗,寧恩創(chuàng)
(1.廣西大學輕工與食品工程學院,廣西 南寧 530000;2.南寧市第一職業(yè)技術學校,廣西 南寧 530000)
基本材料苦瓜粉,顏色為淡黃綠色,易溶于水,目數(shù)在100~150目,不含任何添加劑和防腐劑;試劑選擇蒽酮、苯酚、硫酸和無水葡萄糖;儀器選擇電子天平、紫外可見分光光度計、電磁爐。其余的試劑和儀器按照基本配備。
苦瓜多糖是苦瓜中的一種有效活性成分,在對苦瓜多糖提取方法的研究中,使用較多的是熱水浸提法,以熱水浸提,然后用乙醇進行沉淀。超聲波提取法,操作方法與常規(guī)方法相同,只需增加使用超聲波儀器,無需其他試劑,便可使多糖的提取率提高,粗多糖中多糖的含量也提高。在本次實驗中,選取超聲波浸提法對苦瓜多糖進行浸提[1]。超聲波提取苦瓜多糖的主要過程為:苦瓜粉→乙醇回流→超聲波浸提→過濾→濃縮→醇析→洗滌→干燥→苦瓜粗多糖。
糖在濃硫酸作用下,水解成單糖,并迅速脫水生成糖醛衍生物,然后與苯酚縮合成橙黃色化合物,且顏色穩(wěn)定,在最大吸收波長處和一定的濃度范圍內,其吸光度與多糖含量呈正比關系,可以利用分光光度計測定其吸光度,并利用標準曲線定量測定樣品的多糖含量。
1.3.1 單因素實驗
影響苯酚-硫酸法測定苦瓜多糖的因素有5%苯酚的量、濃硫酸的量、反應時間、最大吸收波長,結合4個因素的影響設計單因素實驗,確定最適的條件。
1.3.1.1 5%苯酚試劑的量
取11支具塞試管,其中一支做空白。10支分別加入0.5 mL的0.408 4 mg·mL-1的樣品,加入1.5 mL的蒸餾水,空白加入2 mL蒸餾水,所有試管中再加入1 mL的苯酚試劑,再加入6 mL的濃硫酸;1號、2號試管加入0.6 mL的5%苯酚試劑;3號、4號試管加入0.8 mL的5%苯酚試劑;5號、6號試管加入1.0 mL的5%苯酚試劑;7號、8號加入1.2 mL的5%苯酚試劑;9號、10號加入1.4 mL的5%苯酚溶液。再每支試管中加入6 mL的濃硫酸,室溫下放置30 min,在波長為490 nm的條件下進行實驗。
1.3.1.2 濃硫酸的量
取11支試管,其中一支作為空白。10支分別加入0.5 mL的0.408 4 mg·mL-1的樣品,加入1.5 mL的蒸餾水,空白加入2 mL蒸餾水,所有試管中再加入1 mL的苯酚試劑;每支試管中加入1 mL的5%苯酚試劑。1號、2號試管中加入5.0 mL的濃硫酸;3號、4號試管中加入5.5 mL的濃硫酸;5號、6號試管中加入6.0 mL的濃硫酸;7號、8號試管加入6.5 mL的濃硫酸;9號、10號試管中加入7.0 mL的濃硫酸。室溫下放置30 min,在波長為490 nm的條件下進行實驗。
1.3.1.3 反應時間
取11支試管,其中一支作為空白。10支分別加入0.5 mL的0.408 4 mg·mL-1的樣品,加入的濃硫酸;1號、2號試管在常溫下放置20 min后在490 nm的波長下進行測定;3號、4號試管在常溫下放置25 min后在490 nm的波長下進行測定;5號、6號試管在室溫下放置30 min后在490 nm的波長下進行測定;7號、8號試管在室溫下放置35 min后在490 nm的波長下進行測定;9號、10號試管再室溫下放置40 min后在490 nm的波長下進行測定。
1.3.1.4 最適波長的選擇
取11支試管,其中一支作為空白。10支分別加入0.5 mL的0.408 4 mg·mL-1的樣品,加入1.5 mL的蒸餾水,空白加入2 mL蒸餾水,所有試管中再加入1 mL的苯酚試劑,再加入6 mL的濃硫酸,室溫下放置30 min,1號、2號試管在波長470 nm處進行測定;3號、4號試管在波長480 nm處進行測定;5號、6號試管在波長為490 nm處進行測定;7號、8號試管在波長500 nm處進行測定;9號、10號試管在波長為510 nm處進行測定。
1.3.2 正交試驗
根據單因素實驗確定設定正交實驗因素水平,見表1。
表1 苦瓜多糖含量的測定正交試驗因素水平表
確定正交實驗因素水平后,根據正交表規(guī)律確定正交表,見表2。
表2 L9(33)苦瓜多糖含量的測定正交試驗表
取一支空白加入2 mL蒸餾水,再加入1 mL的苯酚試劑,再加入5 mL的濃硫酸,室溫下放置30 min。1~9號試管按正交試驗表中的安排進行試劑的添加,在規(guī)定的時間內進行測定。
糖類在較高溫度下可與濃硫酸發(fā)生脫水反應生成糠醛,羥甲基糖醛后與蒽酮(C14H10O)脫水縮合,形成糠醛的衍生物,呈藍綠色。該物質在620 nm處有最大吸收,在0~150 μg·mL-1,其顏色的深淺與可溶性糖含量成正比。蒽酮試劑:精密稱取0.1 g蒽酮,加80%濃H2SO4100 mL使之溶解,搖勻[2]。
根據蒽酮-硫酸法測定苦瓜多糖的原理可知,影響實驗結果的因素有蒽酮試劑的量、沸水浴的時間、最大吸收波長。通過3組單因素實驗,確定單個因素的最適合條件。通過單因素實驗的結果,再進行正交試驗,通過對正交試驗結果的分析,得到一個最適的組合,作為兩種方法最后進行比較的條件。(具體測定與苯酚-硫酸法測定苦瓜多糖類似)
(1)苯酚-硫酸法測定苦瓜多糖的標準曲線的繪制。取6支試管,分別加入0.0、0.2、0.4、0.6、0.8 mL和1.0 mL的標準葡萄糖溶液,加入蒸餾水至2 mL,再加入5%苯酚0.8 mL,濃硫酸6 mL,室溫下反應30 min,使用紫外可見分光光度計在480 nm的波長下進行測定,試驗結果繪制成曲線如圖1所示。
圖1 苯酚硫酸法的標準曲線圖
(2)蒽酮-硫酸法測定苦瓜多糖的標準曲線的繪制。取6支試管,分別加入0.0、0.2、0.4、0.6、0.8 mL及1 mL的標準葡萄糖溶液,加蒸餾水至2 mL,再加入5.0 mL的蒽酮試劑,沸水浴15 min后冰水浴15 min,使用紫外可見分光光度計在620 nm的波長下進行測定,得到圖2結果。
圖2 蒽酮硫酸法的標準曲線圖
根據圖1和圖2所得數(shù)據,通過計算得出多糖含量,然后計算得出每種方法的RSD值。苯酚-硫酸法測定苦瓜多糖的穩(wěn)定性、精密度和回收率都比蒽酮-硫酸法高,但是重復性沒有蒽酮-硫酸法好。所以,苯酚-硫酸法更適合用于苦瓜多糖的測定[3]。
所以,兩種方法中苯酚-硫酸法相比于蒽酮-硫酸法回收率較高。
由表3、表4、表5和表6可知,苯酚-硫酸法測定苦瓜多糖比蒽酮-硫酸法測定苦瓜多糖的穩(wěn)定性、精密度和回收率都比蒽酮-硫酸法高,但重復性沒有蒽酮-硫酸法好。所以,苯酚-硫酸法更適合用于苦瓜多糖的測定。
表3 蒽酮-硫酸法與苯酚硫酸法測定苦瓜多糖的穩(wěn)定性比較表
表4 蒽酮-硫酸法與苯酚硫酸法測定苦瓜多糖的精密度比較表
表5 蒽酮-硫酸法與苯酚硫酸法測定苦瓜多糖的重復性比較表
表6 蒽酮-硫酸法與苯酚硫酸法測定苦瓜多糖的回收率比較表
因為苯酚-硫酸法加入苯酚試劑和濃硫酸是分開加入,兩者之間互相影響較小,而且是先加入苯酚試劑,再加入濃硫酸,反應從加入濃硫酸開始進行。反應的進行不再需要進行外界加熱,濃硫酸與溶液反應放出的熱量足夠讓反應得以進行。反應進行30 min后基本結束,生成了穩(wěn)定的橙黃色化合物,再繼續(xù)放置不會再發(fā)生反應,所以穩(wěn)定性和精密度比較好。反應進行得較為完全,所以回收率也比較高。而加入的試劑次數(shù)較多,每次加入試劑都會帶來誤差,導致重復性偏低。
在蒽酮-硫酸法測定苦瓜多糖的過程中,蒽酮試劑的加入標志著反應的開始,而11支試管不可能同時加入蒽酮試劑,在沸水浴之前,由于濃硫酸與溶液的反應放出的熱使反應提前進行。所以樣品的反應進行不同步,由于操作的不同,每次的反應時間不一樣,所以精密度比較低。冰水浴后進行測定時,隨著時間的推移,溫度的回升,反應又得以進行,吸光值會變動,所以穩(wěn)定性較差。在最適的反應條件下反應進行的不徹底,導致回收率偏低。由于單支試管進行實驗時,只需加入蒽酮試劑,反應時間得到準確的控制,測定時可以得到一個穩(wěn)定的值,所以蒽酮-硫酸法的重復性比較好。