林 淼 楊海鋒 時文興 劉海燕
(上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標準與檢測技術(shù)研究所,上海 201403)
核桃(Juglans regiaL)又稱胡桃、羌桃、萬歲子等,在我國具有悠久的栽培歷史。我國核桃資源豐富[1],主要分布在云南、山西、四川、河北等省。核桃不同部位有很高的營養(yǎng)價值和經(jīng)濟價值。青皮是核桃和胡桃楸的未成熟外果皮,為民間常用中藥,含多種活性成分[2];核桃分心木是指核桃內(nèi)的木質(zhì)隔膜,具有強腎固精和補益氣血等功效[3];核桃種仁外有一層種皮,呈黃色或淺黃色,具有防止種仁氧化酸敗,保持采后品質(zhì)的功效[4]。然而在生活中,除果肉外,核桃其他部位大多被當作廢棄物處理,造成了資源的浪費,如能將其作為副產(chǎn)品資源化利用,不僅可以減少廢棄物產(chǎn)生、保護環(huán)境,也能帶來經(jīng)濟效益。植物單寧,是一種高度聚合的多酚化合物,具有抗氧化功能和抑菌作用,同時對慢性病有預(yù)防作用[5]。探討核桃中單寧的提取與測定方法,對促進核桃單寧成分利用具有重要意義[6]。目前常見的檢測方法有EDTA 滴定法、磷鉬酸-鎢酸鈉比色法、毛細管氣相色譜和六氰合鐵(III)酸亞鐵鉀分光光度法等[1,7-11]。上述方法或使用的試劑對身體和環(huán)境有害,或需要用到大型精密儀器,操作復(fù)雜,價格較高。本試驗應(yīng)用二甲基甲酰胺比色法快速檢測核桃中單寧含量,該方法簡便快捷,靈敏度高,結(jié)果較準確。
利用二甲基甲酰胺提取核桃不同部位的單寧,提取、離心后加入顯色劑顯色,同時做空白對照,再用分光光度計于525 nm 測定待測液的吸光度值,以單寧酸作標準曲線測定核桃不同部位的單寧含量。
儀器主要有分光光度計(8453 型,安捷倫公司)、高速離心機(ST16R型,Therom公司)、電子天平(AL204-IC型,梅特勒-托利多國際貿(mào)易(上海)有限公司)、渦旋混合器(美國Talboys公司)、粉碎機(DFT型,上海鼎廣機械設(shè)備有限公司)。單寧酸標準品(CAS號1401-55-4,純度≥98%);75%二甲基甲酰胺溶液,取75 mL二甲基甲酰胺溶液,加20 mL水稀釋,待冷卻后定容至100 mL;3.5 g/L 檸檬酸鐵銨溶液,稱取0.35 g 檸檬酸鐵銨,用水溶解并定容至100 mL;氨水溶液,移取3.2 mL氨水,定容至100 mL。核桃樣品采集自云南臨滄市,分別剝?nèi)『颂仪嗥ぁ⒑颂曳N仁、內(nèi)種皮、分心木待測。
1.3.1樣品前處理取適量代表性試樣,用樣品粉碎機粉碎,將樣品裝于密封容器中,制成待測樣,0~20 ℃保存?zhèn)溆谩7Q取核桃各部位試樣1 g(精確至1 mg)至50 mL 離心管中,準確加入20.0 mL 75%二甲基甲酰胺溶液,2 500 r/min 渦旋提取15 min,提取完畢后轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心15 min。取上清液備用。
1.3.2標準溶液配制準確稱取單寧酸200 mg標準品(精確至0.1 mg),用水定容至100 mL。該標準溶液中單寧酸的質(zhì)量濃度為2 mg/mL,4 ℃冰箱密封保存,有效期7 d。分別移取該溶液0、1.0、2.0,3.0、4.0 和5.0 mL,并用檸檬酸鐵銨溶液定容至20 mL,配制的單寧酸標準溶液的濃度分別為0、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5 mg/mL。
1.3.3試樣溶液測定依據(jù)單寧含量的高低,移取上清液1.0 mL。每個試樣取2 份:1 份準確加入7.0 mL 水、1.0 mL 3.5 g/L 檸檬酸鐵銨溶液,用渦旋儀渦旋幾秒后加入1.0 mL 氨水溶液(取3.2 mL 氨水,定容到100 mL,下同),再渦旋幾秒。另外一份待測液做樣品空白,直接加入8.0 mL水和1.0 mL氨水溶液,渦旋幾秒鐘,用作試樣空白測定。若樣品試液測定濃度超過標準曲線范圍,則需將樣品待測液稀釋合適的倍數(shù)后重新測定。試樣的吸光度值測定結(jié)果為試液測定吸光值與試液空白測定吸光值兩值之差。
1.3.4標準曲線繪制分別移取單寧酸標準系列標準溶液各1.0 mL,準確加入7.0 mL水、1.0 mL 3.5 g/L檸檬酸鐵銨溶液,用渦旋儀渦旋幾秒后加入1.0 mL氨水溶液,再渦旋幾秒。靜置(10±1)min,用分光光度計于525 nm測定吸光度值。以水作為空白對照。以標準溶液中各吸光度值作為縱坐標,相應(yīng)的單寧酸濃度作為橫坐標,繪制標準曲線。
1.3.5樣品中單寧含量的計算樣品中單寧含量的計算公式如下。
式中:w為試樣中單寧的含量(%);c為從標準曲線上查的單寧酸的濃度(mg/mL);V為試樣測定液定容體積;f為試樣溶液稀釋倍數(shù);m為試樣的質(zhì)量(g)。
傳統(tǒng)的單寧提取一般采用震蕩、超聲提取等方法,本試驗嘗試使用渦旋提取,取得較好的提取效果。
2.1.1樣品提取方式優(yōu)化本試驗用震蕩提取、超聲提取和渦旋提取方式對核桃各部位的單寧進行提取,并對3 種方式的提取效率進行分析。試驗結(jié)果表明,在提取時間均為20 min的情況下,渦旋提取效果良好,結(jié)果見表1。
表1 不同提取方式下樣品單寧含量單位:%
2.1.2樣品提取時間的考察渦旋提取時間對單寧的提取率有影響,因此選取5 個不同的提取時間對樣品單寧提取并測定。結(jié)果表明:在2 500 r/min的最大渦旋速度下,當提取時間為10 min 時樣品單寧含量最大,為保證對樣品中的單寧提取完全,應(yīng)將提取時間定到15 min,結(jié)果見表2。
表2 不同提取時間下樣品單寧含量單位:%
將濃度為0、0.1、0.2、0.3、0.4 和0.5 mg/mL 的單寧酸標準溶液進行分光光度測定,以目標物濃度為橫坐標、峰面積為縱坐標,繪制標準曲線。單寧酸標準曲線為Y=1.259 1X+0.182 5,相關(guān)系數(shù)為0.999 4,該曲線表明,在0~0.5 mg/mL 范圍內(nèi),單寧酸具有良好的線性關(guān)系。
對濃度0.000 1~0.100 mg/mL 的單寧酸標準品進行測定(扣除試劑空白)。在單寧酸濃度為0.005 mg/mL時,連續(xù)測定10 次,吸光度均達到0.01以上,稱樣量1.0 g,加入20 mL提取液,比色時移取體積為0.2 mL,該方法的檢出限為0.5 mg/g(0.05%),定量限為3倍檢出限1.5 mg/g(0.15%)。
采用疊加法進行加標回收試驗,測定回收率和方法的準確性。選取已知含量的核桃樣品,分別添加樣品本底含量一半的單寧,每個添加濃度做6 個平行,放置2 h后按照本研究優(yōu)化的樣品前處理方式處理測定。由表3 可知,單寧在核桃不同部位中的平均添加回收率在95.6%~112.5%,相對偏差介于2.1%~8.9%之間。從測定結(jié)果可知,單寧的加標回收結(jié)果較好,滿足分析要求。
表3 樣品中單寧加標回收試驗結(jié)果單位:%
對采自云南的4 份核桃樣品,剝離出不同的部分,包括青皮、分心木、內(nèi)種皮和核桃種仁(去掉內(nèi)種皮),并分別對其單寧含量進行計算,分析結(jié)果如表4所示。
在核桃主產(chǎn)區(qū),核桃青皮、分心木、核桃內(nèi)種皮等往往作為核桃仁、核桃乳生產(chǎn)的下腳料廢棄處理或作為燃料使用,其藥用、商用價值并沒有得到很好的開發(fā),同時在廢棄、燃燒過程中還污染了環(huán)境。核桃各部位及時利用不僅能減少環(huán)境污染,也能充分開發(fā)其中的單寧活性成分。本文建立了一種快速簡便、準確度高的單寧含檢測方法,可應(yīng)用于核桃不同部位單寧含量的分析檢測,也有助于快速評價核桃品質(zhì)。