检测液体食品中维生素C含量方法的研究

张育宁，李忠平

（1.天津市经济开发区第一中学，天津 300457；2.山西大学环境科学与工程研究中心，山西太原030006）

检测液体食品中维生素C含量方法的研究

张育宁，*李忠平

（1.天津市经济开发区第一中学，天津 300457；2.山西大学环境科学与工程研究中心，山西太原030006）

研究了一种新颖、便捷的检测液体食品中VC含量的方法和试纸。试纸组件以2,6-二氯靛酚遇VC变色的滴定原理检测液体食品中的VC含量，该试纸的测量范围为0.05～2.00 mg/mL，可精确到0.05 mg/mL，测定精密度较高，并且采用EDTA试剂和亚硫酸氢钠试剂，可以阻止金属阳离子和花青素等色素对检测的干扰，具有便捷快速测定的优势，同时操作十分简单，对操作者基本没有技术要求，适合于食品样品的现场检测和日常生活中检测VC的含量。关键词：VC；试纸组件；2,6-二氯靛酚滴定法

0 引言

VC通常也称为抗坏血酸或单阴离子抗坏血酸，具有烯醇式结构且具有抗坏血酸生物活性化合物的统称，共有4种异构体，即L-抗坏血酸、L-异抗坏血酸、D-抗坏血酸、D-异抗坏血酸[1]。维生素C的烯二醇基团上C2和C3上方的电子偏离稳定了分子结构，而引起C3羟基氢原子的偏酸化。通常所称VC，即L-抗坏血酸（L-Ascorbic acid，VC），是天然存在的VC，其余3种均无生物活性。

VC具有很强的还原性，VC为水溶性维生素，也是人体需要量最大而又容易缺乏的维生素之一[2]。VC可用作抗氧化剂和氧化反应中的辅酶[3]，其作用包括参与人体内还原性羟化反应及体内其他的一些必需成分，如促甲状腺素等成分的合成作用；VC可以促进伤口愈合和血红蛋白的合成，促进某些微量元素的吸收，对人体细胞的损伤有保护作用；还可以预防坏血病、癌症、心血管、动脉硬化等多种疾病[4]；能有效防治缺铁性贫血；VC可以提高机体应激能力，促进组织中胶原蛋白抗体的形成，胶原蛋白包围癌细胞，从而VC具有降低肿瘤和防止癌变的作用[5]。

1 常用的检测方法

直接VC测定是食品检测最需要的项目之一，目前常用的检测方法有以下几种[6-8]。

1.1 滴定法测定VC含量

1992年国家将2,6-二氯靛酚滴定法作为法定果蔬中抗坏血酸的测定方法。靛酚滴定法测定的是还原型抗坏血酸，该法简便、灵敏。但是使用2,6-二氯靛酚滴定法、碘滴定法测定VC含量时，由于一些果蔬和果蔬制品含有较高含量的叶绿素、胡萝卜素和花青素等色素类物质，使提取液的颜色造成滴定终点不易识。

1.2 光度法测定VC含量

分光光度法可以快速测定果蔬中VC的含量，与常规方法比较，具有准确、快速、试剂易得等优点。对不同样品的处理不同，最大吸收波长要进行扫描确定。该方法简单适用，但只能测定VC含量相对较高的样品。

1.3 色谱分析法测定VC含量

色谱分析法测定VC含量已被广泛研究。纸和薄层色谱法提供了高灵敏度和良好的分辨率，气相色谱分析表现良好的线性关系性和准确性。液相色谱分析操作简便、灵敏、可靠，已用于果蔬VC含量的测定。

1.4 荧光分析法测定VC含量

荧光分析法用于果汁、药品和蔬菜产品抗坏血酸的测定，重现性较好，精密度符合分析要求，并且方法准确、可靠，缺点是费用较高。

目前，所有VC的检测方法都要借助于仪器来进行，费时费力，不能直观便捷地检测实际样品中VC的含量。鉴于现有方法的上述缺陷，迫切需要研制一种新型、便捷的检测液体食品中VC含量的方法。

2 试验材料及步骤

（1） 一步法制备功能化聚丙烯膜（MPPM）。聚丙烯膜（MPPM），平均孔径0.2 μm，孔隙率约75%。首先将盐酸多巴胺溶解于浓度为0.01 mol/μL的三（羟甲基）氨基甲烷-盐酸缓冲液中，配制成2.0 g/L的溶液，再加一定量入含有质量分数0.05%EDTA和0.1%亚硫酸氢钠的硅溶胶，混合均匀；将经过丙酮清洗的MPPM浸渍于上述混合溶液中，于25℃下恒温振荡反应4 h。取出膜，反复用无水乙醇和去离子水洗至水无明显的黄色，于40℃下真空干燥。即制得含有EDTA试剂和亚硫酸氢钠（NaHSO3）试剂的MPPM，该膜具有超亲水性及水下超疏油性，透水能力强、水通量大。将该膜修饰于玻璃纤维上，并裁剪为1 cm×1 cm的正方形。

（2） 将2,6-二氯靛酚配置质量分数为0.1%的乙醇溶液。

（3）将2,6-二氯靛酚溶液采用印刷印迹法涂布于硝酸纤维纸上，置干，裁剪成宽1 cm，长11 cm的条状。

（4） 按图1将步骤 （1） 和 （3） 的膜和条从左到右依次粘贴于硬牛皮卡纸上。使硝酸纤维薄膜一端与玻璃纤维上的水凝胶部分重叠粘合1 cm；并在粘贴硝酸纤维膜部分的硬牛皮卡纸上标记刻度。

定量检测VC的试纸组件示意见图1。

图1 定量检测VC的试纸组件示意

3 试验原理及方法

试纸组件的颜色指示部的刻度标识的原理如下：

目前，市售饮料中VC的质量浓度范围为5～200 mg/100 mL，因此确定指示带的检测范围为0.05～2.00 mg/mL，根据上述检测范围，以及点样区滴加的样品量5 mL，可以得出样品中VC的最大含量的绝对值为10 mg，根据VC与2,6-二氯靛酚反应的计量关系，10 mg的VC需要30 mg的2,6-二氯靛酚染料，因此将质量分数为0.3%的2,6-二氯靛酚乙醇溶液涂布到长10 cm，宽0.3 cm的硝酸纤维膜上正好可以实现2,6-二氯靛酚染料修饰量的绝对值为30 mg。因此，将长为10 cm的指示带刻度为代表最大质量浓度为2 mg/mL。

根据酸性环境中，红色的2,6-二氯吲哚酚与VC反应被还原为无色的酚亚胺原理，所制得试纸组件测定速度较快、灵敏度较高。点样部内含有EDTA试剂和亚硫酸氢钠试剂，可以阻止金属阳离子和花青素等色素对检测的干扰。采用防渗透膜防止点样区和指示区液体样品的流失；选用硝酸纤维膜保证液体的虹吸性能，保证5 mL液体样品的水平虹吸长度为10 cm；采用聚丙烯膜保证点样区样品快速扩散并且不流失。试纸组件成本低，操作十分简单，对操作者基本没有技术要求，适合于食品样品的现场检测VC的含量。由于普通民众较难接触到精密仪器，因此很难较准确地获知食品样品中的VC的含量，而该试纸组件方便携带，适合于日常生活中检测液体中VC的含量。

4 试验结果与讨论

4.1 试纸制备的优化

（1）制备长条状基底，选自硬牛皮卡纸、木板或塑料板中的一种；防渗透膜选自玻璃纤维纸、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE） 和高密度聚乙烯膜（HDPE）中的一种。将防渗透膜剪裁成正方形部分和与之连接的条状部分，防渗透膜的正方形部分的边长等于基底的宽度，防渗透膜的条状部分的宽度小于防渗透膜的正方形部分的边长，防渗透膜的总长等于基底的长度；将剪裁好的防渗透膜固定在基底上，在防渗透膜的条状部分两侧按照2 mg/mL量程标记刻度，其中零刻度线位于防渗透膜的条状部分与防渗透膜的正方形部分相接的一侧且与防渗透膜的条状部分该测的端部等齐，2 mg/mL的刻度线位于防渗透膜的条状部分的最顶端；并在防渗透膜的正方形部分中心标记圆形的滴样区。

（2） 制备质量分数为0.3%的2,6-二氯靛酚的乙醇溶液，将制备得到的溶液从条形膜的一端开始涂布，且涂布长度等于防渗透膜条状部分的长度，晾干，形成染料指示带。

（3）制备含有乙二胺四乙酸和亚硫酸氢钠的聚丙烯膜，其中以溶剂硅溶胶质量为基准计，乙二胺四乙酸质量分数为0.01%～0.05%，亚硫酸氢钠质量分数为0.05%～0.10%，将聚丙烯膜剪裁为同所述防渗透膜的正方形部分大小相同的正方形；将剪裁得到的聚丙烯膜固定在防渗透膜的正方形部分上，形成点样部。

综合分析可知，基底为长11 cm，宽1 cm的长方形；防渗透膜的正方形部分的边长为1 cm，防渗透膜的条状部分为长10 cm，宽0.3 cm的长方形；所述滴样区为半径为0.3 cm的圆形；染料指示带为长10 cm，宽0.3 cm的长方形;所述点样部为长宽均为1 cm的方形。

步骤（3）中刻度线的标记方法为：将从零刻度线到2 mg/mL的刻度线的部分均分为4等分并标记为主刻度线，在相应位置依次记录为0.5，1.0，1.5，2.0 mg/mL，将每2个主刻度线之间的部分平均分为10等分，并标记为分刻度线。

4.2 优化干扰试验

配置含有 Ca2+，Mg2+，Zn2+，Cu2+，Al3+离子浓度为0.01 mol/L和天竺葵色素（最常见的一种花青素）质量浓度为0.1 mg/mL的水溶液。将步骤配置的溶液取5 mL滴到试纸组件的滴样区中部，静置3 min，染料指示带整个浸湿，但是没有颜色变化，表明VC样品的检测不受普通金属离子和花青素的干扰。

4.3 工作曲线校正

分别配置0.50，0.75，1.00，1.25，1.50 mg/mL VC 水溶液，并含有 Ca2+，Mg2+，Zn2+，Cu2+，Al3+离子浓度为0.01 mol/L和天竺葵色素（最常见的一种花青素） 质量浓度为0.1 mg/mL。分别将上述配置的溶液取5 mL滴到按试纸组件的滴样区中部，静置3 min，读取刻度，染料指示带褪色到刻度分别指示到0.50，0.75，1.00，1.25，1.50处，从而说明该试纸检测VC浓度的准确性较好。

4.4 实际样品分析

取某果汁饮料样品，将样品5 mL滴到试纸滴样区，静置3 min，观察染料指示带的颜色变化和停留刻度，发现染料指示带褪色停留到0.75处，判断样品中VC的含量为0.75 mg/mL。同份样品采用荧光分析法测定VC含量进行对比试验，结果表明，样品中VC的含量为0.72 mg/mL，证明该方法的准确性较高。

[1]曾翔云.维生素C的生理功能与膳食保障 [J].中国食物与营养，2005（4）：52-54.

[2]Naidu K Akhilender.Vitamin C in human health and disease is still a mystery An overview[J].Nutrition Journal，2003（7）：2-10.

[3]Kawada H，Kaneko M，Sawandori M，et al.High concentrations of L-ascorbic acid specifically inhibit the growth of human leukemic cells via down-regulation of HIF-1alpha transcription[J].Plo Sone，2013（4）：62 717-62 720.

[4]Camarena.V Wang.G.The epigenetic role of vitamin C in health and disease[J].Cellular and molecular life sciences：CMLS，2016 （8）：1 645-1 658.

[5]徐静，郭长江，韦京豫，等.一次性灌胃不同水果汁对大鼠外周血抗氧化力影响的研究 [J].中国食品学报，2007（1）：18-21.

[6]张昉，高蓉.维生素C检测方法研究进展 [J].中国卫生检验杂志，2009（2）：457-460.

[7]齐国鹏，姜峰.离子液体-银纳米粒子修饰电极的制备及其在测定维生素C中的应用 [J].理化检验－化学分册，2017，53 （6）：664-668.

[8]李秋菊，王亚红，刘秀萍.维生素C的测定方法 [J].太原师范学院学报（自然科学版），2005（1）：89-91.◇

ANovel Method for MeasuringVitamin CContent in Liquid Food

ZHANG Yu'ning，*LI Zhongping
（1.The First Middle School of Tianjin Economic Development Zone，Tianjin 300457，China；2.Environmental Science and Engineering Reseavch Center，Shanxi University，Taiyuan，Shanxi 030006，China）

In this paper，a novel and convenient method for the detection of VC in liquid food were studied.Test paper components detected VC content in liquid foods through the titration of 2,6-dichloroindophenol in VC.The linear range were 0.05～2.00 mg/mL with the limit of quantitation of 0.05 mg/mL.EDTA reagent and sodium bisulfite reagent was used in the method to avoid the disturbance of the metal cation，anthocyanin and other pigments.The method is simple，convenient and fast.Meanwhile，the method is suitable for on-site inspection of food samples and daily life to detect VC content.

VC；test paper；2,6-dichloroindophenol

TS255

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.12.029

1671-9646（2017） 12b-0009-03

2017-10-27

张育宁（2000— ），女，高中，研究方向为环境分析化学。

*通讯作者：李忠平（1978— ），男，博士，副教授，研究方向为环境分析化学。