譚婉清,王術(shù)玲 ,關(guān)日晴
(1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院,廣東廣州 510006;2.廣東省藥品檢驗(yàn)所,廣東廣州 510663)
水溶性維生素是人體維持正常生理功能所必需的一類微量有機(jī)物質(zhì),適量攝取對(duì)人的生長(zhǎng)、代謝、發(fā)育都具有積極的促進(jìn)作用[1?4],而過量攝入?yún)s會(huì)造成嚴(yán)重危害,如過量攝入維生素B6會(huì)對(duì)神經(jīng)產(chǎn)生較大的不良影響,導(dǎo)致一些神經(jīng)毒素的產(chǎn)生,并大幅度影響人們的肢體感官;維生素B1的大量使用會(huì)對(duì)人體的諸多新陳代謝環(huán)節(jié)產(chǎn)生很大的影響,最終導(dǎo)致人體產(chǎn)生頭暈、惡心、心律失常、眼花等現(xiàn)象;維生素B12的過量使用也會(huì)導(dǎo)致人體另一種營(yíng)養(yǎng)素葉酸的缺乏,同時(shí)導(dǎo)致心臟病患者病情的進(jìn)一步加重[5]。由此可見,需要科學(xué)、合理地控制維生素的攝入量。
隨著食品工業(yè)的發(fā)展和人們對(duì)保健食品需求程度的日漸提高,市場(chǎng)上出現(xiàn)了各類添加維生素B 的保健食品,雖然已引起了質(zhì)量監(jiān)督部門極大的重視,但目前我國(guó)針對(duì)此類商品功效成分檢測(cè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[6?8]并未完善,在實(shí)際應(yīng)用中只能參考食品標(biāo)準(zhǔn)或藥典[9?16]。其中,GB/T 5009.197-2003 在流動(dòng)相中加入對(duì)柱效及泵損害較大的離子對(duì)試劑;GB 5009.84-2016 用到氣味較大的正丁醇,前處理需要繁瑣的衍生化,并且測(cè)定時(shí)受衍生產(chǎn)物在4 h 內(nèi)穩(wěn)定的限制;食品標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)定煙酸、煙酰胺、葉酸、泛酸和生物素的仲裁法為微生物法,該方法普遍存在操作繁瑣、測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)、測(cè)定誤差大、測(cè)定結(jié)果重復(fù)性差等不足。這些方法并不適用于基質(zhì)相對(duì)簡(jiǎn)單的保健食品,會(huì)降低待測(cè)組分的回收率。近年來,液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用檢出限低,準(zhǔn)確度高,備受科研人員的青睞[17?20],但是質(zhì)譜儀器價(jià)格較貴、日常維護(hù)費(fèi)用也很高,很難在基層普及,另外,對(duì)于常量的維生素而言,容易污染儀器,造成儀器殘留。文獻(xiàn)報(bào)道[21?24],用普通高效液相色譜法測(cè)定維生素B 的并不少,但覆蓋維生素B1、維生素B2、維生素B6、煙酸、煙酰胺、泛酸、葉酸、生物素和維生素B12這9 種常見成分進(jìn)行含量測(cè)定的研究尚未見報(bào)道。
本研究旨在建立一種簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確的高效液相色譜-二極管陣列(HPLC-DAD)檢測(cè)方法,適用于保健食品B 族維生素片中9 種維生素B 成分的含量測(cè)定,以期提高檢測(cè)分析效率,并降低檢測(cè)成本。
10 批B 族維生素片 9 批來自2018~2019 年保健食品監(jiān)督抽驗(yàn)樣品,1 批來自2017 年保健食品委托檢驗(yàn)樣品;9 種維生素標(biāo)準(zhǔn)品:維生素B1(純度為97.9%)、維生素B2(純度為98.2%)、維生素B6(純度為98.2%)、煙酸(純度為99.8%)、葉酸(純度為89.3%)、泛酸鈣(純度為96.8%)、生物素(純度為99.5%)、維生素B12(純度為90.5%) 中國(guó)食品藥品檢定研究院;煙酰胺 純度為99.5%,Dr.Ehrenstorfer GmbH;甲醇 色譜純,霍尼韋爾國(guó)際公司;水 超純水;其他試劑為分析純 廣州化學(xué)試劑廠。
Agilent 1260 高效液相色譜儀-二極管陣列檢測(cè)器 美國(guó)安捷倫公司;CPA224S 萬(wàn)分之一電子天平德國(guó)賽多利斯集團(tuán);XS205DU 十萬(wàn)分之一電子天平 梅特勒-托利多集團(tuán);KQ-500DE 數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;Milli Q Advantage with A10 超純水發(fā)生器 默克密理博公司;LD5-2B離心機(jī) 北京京立離心機(jī)有限公司。
1.2.1 溶液的配制
1.2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液 酸性儲(chǔ)備液:精密稱取維生素B1、維生素B2、維生素B6、煙酸和煙酰胺各20 mg于100 mL 容量瓶中,加適量0.1%鹽酸,60 ℃超聲(功率500 W,頻率40 kHz)溶解,約10 min,放置至室溫,用0.1%鹽酸定容至刻度,搖勻,即得各成分濃度為200 μg/mL 的酸性混合儲(chǔ)備液。
堿性儲(chǔ)備液:精密稱取20 mg 葉酸于100 mL 容量瓶中,用0.3%氨溶液溶解并定容至刻度,搖勻,即得濃度為200 μg/mL 的堿性儲(chǔ)備液。
中性儲(chǔ)備液:精密稱取維生素B1210 mg 于50 mL 容量瓶中,用水溶解并定容至刻度,搖勻,即得200 μg/mL 的維生素B12對(duì)照液。精密稱取泛酸20 mg 和生物素10 mg 于100 mL 容量瓶中,精密移取上述200 μg/mL 的維生素B12對(duì)照液20 mL 至此100 mL 容量瓶中,再加適量水,超聲溶解并定容至刻度,搖勻,即得泛酸濃度為200 μg/mL、生物素濃度為100 μg/mL、維生素B12濃度為40 μg/mL 的中性混合儲(chǔ)備液。
1.2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液 維生素B1、維生素B2、維生素B6、煙酸和煙酰胺的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液:精密吸取上述酸性混合儲(chǔ)備液0.1、0.5、0.5、1.0、2.5、5.0 mL 分別至20、20、10、10、10、10 mL 的容量瓶中,用0.1%鹽酸稀釋至刻度,即得維生素B1、維生素B2、維生素B6、煙酸和煙酰胺的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,經(jīng)0.45 μm 的水相微孔濾膜過濾,備用。
葉酸的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液:精密吸取上述堿性儲(chǔ)備液0.1、0.5、0.5、1.0、2.5、5.0 mL 分別至20、20、10、10、10、10 mL 的容量瓶中,用0.3%氨溶液稀釋至刻度,即得葉酸的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,經(jīng)0.45 μm 的水相微孔濾膜過濾,備用。
維生素B12、泛酸和生物素的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液:精密吸取上述中性混合儲(chǔ)備液0.1、0.5、0.5、1.0、2.5、5.0 mL 分別至20、20、10、10、10、10 mL 的容量瓶中,用水稀釋至刻度,即得維生素B12、泛酸和生物素的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,經(jīng)0.45 μm 的水相微孔濾膜過濾,備用。
1.2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 將標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)樣分析,分別以9 種維生素B 的濃度為橫坐標(biāo),峰面積響應(yīng)值為縱坐標(biāo),繪制系列標(biāo)準(zhǔn)曲線,進(jìn)行線性回歸,得到9 種維生素B 的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸方程。
1.2.2 樣品的前處理
1.2.2.1 維生素B1、維生素B2、維生素B6、煙酸、煙酰胺 稱取混合均勻樣品0.1 g 至于50 mL 離心管中,準(zhǔn)確加入0.1%鹽酸10 mL(個(gè)別樣品超曲線范圍進(jìn)行適當(dāng)稀釋),搖勻,60 ℃超聲(功率500 W,頻率40 kHz)處理15 min,中途振搖一次,冷卻至室溫,搖勻,靜置或離心(4000 r/min 離心10 min),上清液經(jīng)0.45 μm 的水相微孔濾膜過濾,即得。
1.2.2.2 葉酸 稱取混合均勻樣品0.5 g 至于50 mL離心管中,準(zhǔn)確加入0.3%氨水10 mL,搖勻,60 ℃超聲(功率500 W,頻率40 kHz)處理15 min,中途振搖一次,冷卻至室溫,搖勻,靜置或離心(4000 r/min 離心10 min),上清液經(jīng)0.45 μm 的水相微孔濾膜,即得。
1.2.2.3 泛酸、生物素、維生素B12稱取混合均勻樣品1 g 至于50 mL 離心管中,準(zhǔn)確加入超純水10 mL,搖勻,60 ℃超聲(功率500 W,頻率40 kHz)處理15 min,中途振搖一次,冷卻至室溫,搖勻,靜置或離心(4000 r/min 離心10 min),上清液經(jīng)0.45 μm的水相微孔濾膜過濾,用于測(cè)定生物素與維生素B12,稀釋10 倍用于測(cè)定泛酸。操作過程應(yīng)避免強(qiáng)光照射。
1.2.3 色譜條件 色譜柱:COSMOSIL C18(5 μm,4.6 mm×250 mm);流速:0.5 mL/min;柱溫:25 ℃;進(jìn)樣量:10 μL;檢測(cè)波長(zhǎng):泛酸和生物素:205 nm,維生素B1、維生素B2、煙酸和煙酰胺:256 nm,維生素B6和葉酸:287 nm,維生素B12:361 nm;檢測(cè)器:二極管陣列檢測(cè)器(DAD);流動(dòng)相:A 為甲醇,B 為0.1 mol/L 的磷酸二氫鉀,梯度洗脫:0.00~8.00 min,A 由5%遞增至20%,8.00~8.01 min,A 由20%快速增至55%,8.01~16.00 min,A 保持55%,16.00~17.00 min,A 由55%遞減至5%,17.00~28.00 min,A 保持5%。
方法學(xué)考察中重復(fù)性平行測(cè)定6 份,回收率測(cè)定三組9 份,適用性樣品測(cè)定2 份,采用Microsoft Office Excel 2007 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,結(jié)果以平均數(shù)表示。
保健食品B 族維生素片基質(zhì)相對(duì)簡(jiǎn)單,其中的9 種維生素B 成分均為水溶性維生素,但化學(xué)結(jié)構(gòu)并不相關(guān),理化性質(zhì)和色譜行為差異較大,所以要在同一個(gè)溶劑下同時(shí)測(cè)定B 族維生素片的9 種成分比較困難。維生素B12易溶于水和乙醇,在強(qiáng)酸(pH<2)和堿性溶液中易分解,導(dǎo)致其檢測(cè)結(jié)果偏低[25?26]。維生素B1在酸性條件下穩(wěn)定,在中性和堿性中穩(wěn)定性差[27]。維生素B2、泛酸在堿性條件下不穩(wěn)定,葉酸和泛酸在酸性條件下不穩(wěn)定[28]。維生素B6在空氣與酸性溶液中穩(wěn)定,但在堿性溶液中易被破壞[29]。因此,本實(shí)驗(yàn)用酸溶液提取測(cè)定維生素B1、維生素B2、維生素B6、煙酸和煙酰胺;用堿溶液提取葉酸;用水提取泛酸、生物素和維生素B12,以確保樣品中的成分穩(wěn)定,結(jié)果可靠。
本實(shí)驗(yàn)比較了鹽酸含量為0.05%、0.1%、0.3%和0.5%對(duì)樣品提取的影響,經(jīng)試驗(yàn),維生素B1隨著鹽酸含量增加,出峰時(shí)間提前,0.3%鹽酸提取液中維生素B1開始有干擾(見圖1),維生素B2、維生素B6和煙酰胺用0.1%鹽酸提取比用0.05%鹽酸提取效果稍好些,所以選用了0.1%鹽酸作為維生素B1、維生素B2、維生素B6、煙酸和煙酰胺的提取液。參照《中華人民共和國(guó)藥典》(二部)葉酸“含量測(cè)定”項(xiàng),葉酸用0.3%氨溶液作為提取溶劑。
圖1 不同含量鹽酸提取樣品的液相色譜圖Fig.1 Liquid chromatograms of samples extracted with different contents of hydrochloric acid
比較了20、30、40、60 ℃各超聲(功率500 W,頻率40 kHz)處理15 min 的樣品中各成分的響應(yīng)值,以20 ℃測(cè)得的響應(yīng)值為基底,折算出20、30、40、60 ℃的相對(duì)峰面積(相對(duì)峰面積=不同溫度提取的峰面積/20 ℃提取的峰面積×100),繪制柱形圖,總的來說60 ℃條件下提取相對(duì)較好。再比較60 ℃超聲(功率500 W,頻率40 kHz)處理15、30、45、60 min 的樣品中各成分的響應(yīng)值,以15 min 測(cè)得的響應(yīng)值為基底,折算出15、30、45、60 min 的相對(duì)峰面積(相對(duì)峰面積=不同超聲時(shí)間提取的峰面積/15 min 提取的峰面積×100),繪制柱形圖,結(jié)果顯示差異不明顯,所以確定提取條件為60 ℃超聲15 min,見圖2。
圖2 不同溫度(A)和不同超聲時(shí)間(B)的提取效果比較Fig.2 Comparison of extraction effects at different temperatures (A) and ultrasonic time (B)
高效液相色譜法測(cè)定維生素B 的標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)中很多用到了離子對(duì)試劑,離子對(duì)試劑平衡時(shí)間長(zhǎng),而且對(duì)柱子壽命影響比較大,所以本研究不考慮離子對(duì)試劑。參考標(biāo)準(zhǔn),遴選出流動(dòng)相中可以添加乙酸鈉和磷酸二氫鉀,本實(shí)驗(yàn)對(duì)乙腈-水、甲醇-水、甲醇-乙酸鈉(0.05 mol/L)、甲醇-磷酸二氫鉀(0.01 mol/L)、甲醇-磷酸二氫鉀(0.05 mol/L)和甲醇-磷酸二氫鉀(0.1 mol/L)不同流動(dòng)相進(jìn)行了考察。結(jié)果顯示甲醇-乙酸鈉(0.05 mol/L)體系中在205 nm 波長(zhǎng)下基線波動(dòng)大,不利于泛酸和生物素的測(cè)定,乙腈-水和甲醇-水體系中有些成分難以被洗脫,甲醇-0.1 mol/L 磷酸二氫鉀體系的分離效果最好,為本實(shí)驗(yàn)的最終流動(dòng)相,見圖3。
圖3 不同流動(dòng)相體系下20 μg/mL 混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液的液相色譜圖Fig.3 Liquid chromatograms of 20 μg/mL mixed standard solution under different mobile phase systems
固定柱溫為28 ℃,比較了0.5、0.8、1.0 mL/min的出峰情況,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,0.5 mL/min 的條件下,葉酸和維生素B12的分離效果最好,其他成分之間的分離度都大于2,所以選用0.5 mL/min。分離度見表1。
表1 不同流速和柱溫的分離度Table 1 Resolution of different flow rates and columm temperatures
在0.5 mL/min 的條件下,比較了柱溫分別為20、25、30、35 ℃的出峰情況,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,溫度越低,葉酸和B12的分離度越大,20、25、30、35 ℃溫度下葉酸和B12的分離度分別為2.60、2.30、2.01、1.69,但泛酸和煙酰胺20 ℃時(shí)的分離度為1.95<2,所以選用25 ℃。分離度見表1。
混合標(biāo)準(zhǔn)溶液經(jīng)C18柱分離后,由二極管陣列檢測(cè)器于190~550 nm 波長(zhǎng)范圍內(nèi)掃描,獲得各化合物的吸收光譜圖,維生素B1的光譜在242 nm 處有強(qiáng)吸收峰,維生素B2的光譜在266 nm 處有強(qiáng)吸收峰,煙酸、煙酰胺的光譜在260 nm 處有強(qiáng)吸收峰,維生素B6的光譜在290 nm 處有強(qiáng)吸收峰,葉酸的光譜在284 nm 處有強(qiáng)吸收峰,維生素B12的光譜在361 nm處有強(qiáng)吸收峰,泛酸和生物素沒有明顯的強(qiáng)吸收峰,參考GB/T 22246-2008[7]在200 nm 處測(cè)定泛酸,GB/T 17778-2005[30]在210 nm 處測(cè)定生物素,為兼顧多種組分的同時(shí)檢測(cè),并綜合考慮靈敏度等因素,泛酸和生物素的檢測(cè)波長(zhǎng)為205 nm,維生素B1、維生素B2、煙酸、煙酰胺的檢測(cè)波長(zhǎng)為256 nm,維生素B6和葉酸的檢測(cè)波長(zhǎng)為287 nm,維生素B12的檢測(cè)波長(zhǎng)為361 nm,標(biāo)品的檢測(cè)結(jié)果見圖4。
圖4 20 μg/mL 混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液的液相色譜圖Fig.4 Liquid chromatograms of 20 μg/mL mixed standard solution
2.6.1 方法的線性及方法檢出限濃度 在試驗(yàn)條件下,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明9 種維生素B 均在各自線性范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系,決定系數(shù)R2均大于0.999。取維生素B 的標(biāo)準(zhǔn)品,以信噪比(S/N)3~5 配制檢出限溶液,按本方法最大取樣量1 g,最小稀釋倍數(shù)10,計(jì)算檢出限(LOD)。見表2。
表2 9 種維生素B 的線性回歸方程、線性關(guān)系和LODTable 2 Linear regression equation,correlation coefficient and LOD of 9 kinds of vitamin B
2.6.2 重復(fù)性 煙酰胺是煙酸的酰胺化合物,通常不會(huì)同時(shí)添加在同一樣品中,所以通過樣品1 和樣品2 來完成9 種成分的重復(fù)性試驗(yàn)。在相同的儀器條件下,按照1.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟,分別測(cè)得樣品1 中維生素B1、煙酰胺、維生素B2、維生素B6、葉酸、泛酸、生物素及維生素B12的含量,按照1.2.2.1 實(shí)驗(yàn)步驟,分別測(cè)得樣品2 中煙酸的含量,結(jié)果表明重復(fù)性良好,其RSD 見表3。
表3 9 種維生素B 的重復(fù)性和穩(wěn)定性(n=6)Table 3 Repeatability and stability of 9 kinds of vitamin B (n=6)
2.6.3 穩(wěn)定性考察 在相同的儀器條件下,對(duì)同一混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液(20 μg/mL)進(jìn)行0、1、2、4、8、16、24、36、48 h 進(jìn)樣測(cè)定,可以看出9 種維生素B 保留時(shí)間穩(wěn)定,峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)≤0.8%(n=9),結(jié)果表明,維生素B 族9 種成分48 h 內(nèi)的穩(wěn)定性良好,其RSD 見表3。
2.6.4 方法回收率 通過樣品1 和樣品2 來完成9 種成分的回收試驗(yàn)。精密稱取9 份同批次樣品1,按樣品各成分含量約80%、100%、120%高中低三個(gè)水平加入各標(biāo)準(zhǔn)溶液,每個(gè)水平各3 份樣品,按照1.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟,分別測(cè)得樣品1 中三個(gè)水平的維生素B1、煙酰胺、維生素B2、維生素B6、葉酸、泛酸、生物素及維生素B12的濃度并計(jì)算回收率,精密稱取9 份同批次樣品2,按樣品煙酸含量約80%、100%、120%低中高三個(gè)水平加入煙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液,每個(gè)水平各3 份樣品,按照1.2.2.1 實(shí)驗(yàn)步驟,測(cè)得樣品2 中三個(gè)水平的煙酸濃度并計(jì)算回收率。結(jié)果顯示平均回收率為91.8%~106.9%,RSD 為0.2%~4.8%,可以滿足維生素B 族9 種成分的檢測(cè)要求,各回收率及RSD 見表4。
表4 9 種維生素B 的回收率Table 4 Recoveries of 9 kinds of vitamin B
2.6.5 適用性 為考察方法的普遍適用性,采用本試驗(yàn)方法,對(duì)收集的9 個(gè)品種10 批次B 族維生素片樣品進(jìn)行檢測(cè),并與檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較,2 號(hào)和3 號(hào)樣品的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)并沒有對(duì)維生素B6、葉酸、泛酸及維生素B12作要求,其它結(jié)果與本方法結(jié)果的相對(duì)偏差在允許范圍內(nèi),表明本方法適用于B 族維生素片中9 種維生素B 的含量測(cè)定,見表5。
表5 10 批樣品的維生素B 含量(mg/g)Table 5 Contents of vitamin B in 10 samples (mg/g)
在本研究建立的HPLC 色譜條件下,9 種維生素B 成分能得到較好的分離。線性、精密度、穩(wěn)定性、重復(fù)性和回收率等試驗(yàn)結(jié)果表明,本方法靈敏、快速、準(zhǔn)確,適用于保健食品B 族維生素片中9 種維生素B 的含量測(cè)定。與目前的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)報(bào)道的方法相比,在保證準(zhǔn)確性好、靈敏度高的同時(shí),盡可能省去了復(fù)雜的前處理,降低了檢測(cè)成本,提高了檢測(cè)效率。從實(shí)際樣品的測(cè)定實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),個(gè)別產(chǎn)品(本實(shí)驗(yàn)中的2、3 號(hào)樣品)標(biāo)簽有添加維生素B6、葉酸、泛酸及維生素B12這幾種成分,但企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中并沒有作相應(yīng)的要求,檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)一般按標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn),從而造成監(jiān)管漏洞,該方法可快速測(cè)定B 族維生素片中9 種維生素B 成分的含量,尤其適用于大批量的監(jiān)督抽驗(yàn),可為該類保健品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定提供定量依據(jù),為監(jiān)督B 族維生素類保健食品市場(chǎng)提供保障。