12.2.2水溶性维生素的测定
12.2.2.1维生素B1的测定
维生素B1因其分子中含有硫和胺,又称硫胺素。因其发现还与预防和治疗脚气病有关,故又称为抗脚气病维生素、抗神经炎维生素。它是维生素中最早发现的一种,由1个嘧啶环和1个噻唑环通过亚甲基连接形成。维生素B1为白色结晶,易溶于水,在干燥和酸性溶液中稳定,在碱性环境,尤其在长时间煮烧时维生素B1则迅速分解破坏。还原性物质亚硫酸盐、二氧化硫等能使维生素B1失活,当使用亚硫酸盐作防腐剂或用二氧化硫熏蒸谷仓时,维生素B1被分解破坏。
食物中维生素B1定量分析,可利用游离型维生素B1与多种重氮盐偶合呈各种不同颜色,进行分光光度测定;也有将游离型维生素B1氧化成硫色素,测定其荧光强度;还有利用带荧光检测器的高效液相色谱法测定。分光光度法适用于测定维生素B1含量较高的食物,如大米、大豆、酵母、强化食品等;荧光法和高效液相色谱法适用于微量测定。这里主要介绍荧光法。
样品经热稀酸处理,以提取维生素B1。如果所含维生素B1为游离态,可直接在碱性铁氰化钾溶液中被氧化成噻嘧色素(硫色素),在紫外线照射下,噻嘧色素发出荧光。在给定的条件下,以及没有其他荧光物质干扰时,此荧光之强度与噻嘧色素量成正比,即与溶液中维生素B1量成正比。结构式如下:
维生素B1硫色素
如试样中含杂质过多,应经过离子交换剂处理,使维生素B1与杂质分离,然后以所得溶液作测定。
样品中维生素B1含量根据下列公式计算:
X=(U-Ub)×ρ×VS-Sb×V1V2×1m×1001000
式中:X——样品中维生素B1含量,mg/100g;
U——样品荧光强度;
Ub——样品空白荧光强度;
S——标准荧光强度;
Sb——标准空白荧光强度;
ρ——维生素B1标准使用液浓度,μg/mL;
V——用于净化的维生素B1标准使用液体积,mL;
V1——样品水解后定容之体积,mL;
V2——样品用于净化的提取液体积,mL;
m——样品的质量,g;
1001000 ——样品含量由μg/g换算成mg/100g的系数。
说明及注意事项如下。
(1)一般食品中维生素B1有游离型的,也有结合型,即与淀粉、蛋白质等结合在一起的,故需用酸和酶水解,使结合型B1成为游离型,再采用此法测定。
(2)硫色素能溶解于正丁醇,在正丁醇中比在水中稳定,故用正丁醇等提取硫色素。萃取时振摇不宜过猛,以免乳化,不易分层。
(3)紫外线破坏硫色素,所以硫色素形成后要迅速测定,并力求避光操作。
(4)用甘油-淀粉润滑剂代替凡士林涂盐基交换管下活塞,因凡士林具有荧光。
(5)谷类物质不需酶分解,样品粉碎后用25%酸性氯化钾直接提取,氧化测定。
12.2.2.2维生素B2的测定
维生素B2又名核黄素,由异咯嗪加核糖醇侧链组成,并有许多同系物。在自然界中主要以磷酸酯的形式存在于黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)两种辅酶中。纯净的维生素B2为橘黄色晶体,味苦,微溶于水。在中性和酸性溶液中稳定,但在碱性环境中受热易分解。游离的维生素B2对光敏感,特别是在紫外线照射下可发生不可逆的降解而失去生物活性。食物中的维生素B2一般为与磷酸和蛋白质结合的复合化合物,对光比较稳定。
维生素B2广泛存在于动植物食物中,但由于来源和收获、加工储存方法的不同,不同食物中维生素B2的含量差异较大。乳类、蛋类、各种肉类、动物内脏中维生素B2的含量丰富;绿色蔬菜、豆类中含量中等;粮谷类的维生素B2主要分布在谷皮和胚芽中,碾磨加工会丢失一部分维生素B2,故植物性食物中维生素B2的量一般都不高。
测定维生素B2的方法有荧光分光光度法、高效液相色谱法、微生物法等。其中荧光法操作简单、灵敏度高,是应用最普遍的方法。这里介绍硅镁吸附剂净化荧光法。
维生素B2在440~500 nm波长光照射下发生黄绿色荧光。在稀溶液中其荧光强度与维生素B2的浓度成正比。利用硅镁吸附剂对维生素B2的吸附作用除去样品中的干扰荧光测定的杂质,然后洗脱维生素B2,测定其荧光强度。试液再加入低亚硫酸钠(Na2S2O4),将维生素B2还原为无荧光物质,再测定试液中残余杂质的荧光强度,两者之差即为食品中维生素B2所产生的荧光强度。
维生素B2无色维生素B2
样品中维生素B2含量根据下列公式计算:
X=(U-Ub)×ρ×VS-Sb×V1V2×1m×1001000
式中:X——样品中维生素B2含量,mg/100g;
U——样品管荧光值;
Ub——样品管空白荧光值;
S——标准管荧光值;
Sb——标准管空白荧光值;
ρ——维生素B2标准使用液浓度,μg/mL;
V——于氧化去杂质操作的维生素B2标准使用液体积,mL;
V1——用于氧化去杂质操作的试样提取液体积,mL;
V2——样品水解酶解后定容总体积,mL;
m——样品的质量,g;
1001000 ——样品含量由μg/g换算成mg/100g的系数。
说明及注意事项如下。
(1)本法适用于粮食、蔬菜、调料、饮料等脂肪含量少的样品,脂肪含量过高及含有较多不易除去色素的样品不适用。
(2)维生素B2对光敏感,整个操作应尽可能在暗室中进行。
(3)氧化去杂质,加入高锰酸钾的量不易过多,以避免加入双氧水的量大,产生气泡,影响维生素B2的吸附及洗脱。
(4)维生素B2可被低亚硫酸钠还原成无荧光型;但摇动后很快就被空气氧化成有荧光物质,所以要立即测定。
12.2.2.3维生素B6的测定
维生素B6实际上包括吡哆醇(PN)、吡哆醛(PL)、吡哆胺(PM)三种衍生物,三种形式间通过酶可互相转换。最常见的市售维生素B6是盐酸吡哆醇。维生素B6参与100余种酶反应,在氨基酸代谢、糖异生作用、脂肪酸代谢和神经递质合成中起重要作用,还与机体免疫功能有关。吡哆醛、吡哆醇和吡哆胺性质相似,它们易溶于水和乙醇,在酸性溶液中稳定,在碱性溶液中易被分解破坏,对光敏感,所以进行实验时需要避光。三者结构式如下:
维生素B6广泛存在于各种动植物食品中,但一般含量不高。酵母及鸡肉、鱼肉等白色肉类含量最高,小麦、玉米、豆类、葵花子、核桃、水果、蔬菜及蛋黄、肉类、动物肝脏等含量也较多。
测定维生索B6的方法有微生物法、荧光法和高效液相色谱法等。其中,微生物法是经典法,它的优点是:特异性高、精密度好、准确度高、操作简便、样品不需要提纯。其缺点是:耗时长、必须经常保存菌种、试剂较贵。荧光法样品需经提纯,操作复杂。高效液相色谱法是目前最先进简便的方法。GB/T 5009.154-2003采用的是微生物法,故这里只介绍微生物法。
微生物的生长与它们对某些特定的维生素的需求有关,因此在微生物分析法中,将某些微生物在含维生素的样品抽提液中的生长速率,与在含已知量维生素对照溶液中的生长速率进行对比,从而得出样品中该维生素的含量。受试微生物可用细菌、酵母等,生长速率可通过测定浊度、产酸量、质量变化或呼吸作用,其中,浊度分析(或光密度)是最常用的方法。维生素B6的含量在2 ng/mL以内,其浓度对卡尔斯伯酵母菌的生长速率有良好的线性关系,可用微生物定量。