聶院玲 李振興

摘 要：番茄紅素是一種優(yōu)良的天然色素，在諸多方面都有很高的應(yīng)用價(jià)值，但由于其自身穩(wěn)定性差，因此如何準(zhǔn)確測(cè)定其含量成為一大難題。本文采用分光光度法通過(guò)在不同條件下進(jìn)行對(duì)比分析，包括紫外色譜不同波長(zhǎng)、不同溶劑、不同溫度、不同提取時(shí)間和不同溶劑量等，找出最佳分離溶劑、提取溫度、時(shí)間的測(cè)試方法。并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)溶液建立吸光度的回歸方程，按上述最優(yōu)條件進(jìn)行樣品吸光度測(cè)量對(duì)比，驗(yàn)證結(jié)果的可靠性。

關(guān)鍵詞：番茄紅素 分光分度法 最優(yōu)化

番茄紅素是一種脂溶性不飽和碳?xì)浠衔?，也是一種不含氧的類(lèi)胡蘿卜素，是廣泛存在于自然界中的一種天然色素。其化學(xué)分子式為C14H56，分子量為536.85，溶點(diǎn)為174℃，純品是深紅色針式形狀的結(jié)晶體，稍帶些許金屬光澤。番茄紅素具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)——由11個(gè)共軛雙鍵和2個(gè)非共軛雙鍵組成，這種獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)造成它對(duì)光照反映十分敏感，特別是日光和紫外光[1-3]。番茄紅素分布非常廣泛，其中番茄果實(shí)中的含量最高，同時(shí)胡蘿卜、紅色葡萄柚、木瓜、西瓜等植物的果實(shí)和根部中也含有這一成分，由于其最早是從番茄中提取出來(lái)的，故被命名為番茄紅素[4]。

因番茄紅素獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，造成其穩(wěn)定性較差——在不同的溫度下容易發(fā)生順?lè)词疆悩?gòu)化和氧化分解。據(jù)文獻(xiàn)記載，到目前為止共發(fā)現(xiàn)72個(gè)與番茄紅素不同的異構(gòu)體[5]，其中順式異構(gòu)體熔點(diǎn)低、極性強(qiáng)、易溶解，反式結(jié)構(gòu)稍差，因此氧、光、酸、熱等因素會(huì)對(duì)番茄紅素的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大影響。

番茄紅素常與其他類(lèi)胡蘿卜素共同存在于各種果實(shí)中，它們的結(jié)構(gòu)十分相似，因此如何準(zhǔn)確、快速地測(cè)量出番茄紅素的含量是研究人員一直所面臨的難題。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，目前主要的檢測(cè)方法有液相色譜法（HPLC）、分光光度法、色差法及掃描比色法等。由于其中有些方法要求使用高純度標(biāo)準(zhǔn)樣品，有的程序操作繁雜，還有的提取溶劑存在毒性，因此本文采用分光光度法進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)分析不同條件下的反應(yīng)來(lái)確定一種準(zhǔn)確、快速、方便的番茄紅素測(cè)定方法。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)方法

對(duì)番茄紅素進(jìn)行有機(jī)溶劑的提取，對(duì)提取液進(jìn)行過(guò)濾，用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)量濾液的吸光度值，然后按測(cè)定的吸光值，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)樣品的摩爾消光系數(shù)并計(jì)算番茄紅素的含量。

1.2 試劑與設(shè)備

1.2.1試劑

乙酸乙酯、三氯甲烷、正己烷、6號(hào)溶劑、番茄紅素標(biāo)準(zhǔn)品。

1.2.2設(shè)備

精密分析天平（0～80g）：賽多利斯（十萬(wàn)分之一）；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：TU 1810SPC。

2 實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)果討論

2.1 吸收光譜波長(zhǎng)的選擇

由于番茄紅素與β-胡蘿卜素的吸收光譜較為接近，為避免吸收光譜之間的影響，本實(shí)驗(yàn)將番茄紅素樣品和β-胡蘿卜素樣品分別溶入4種不同的溶劑中，即乙酸乙酯、6號(hào)溶劑、三氯甲烷、正己烷。然后在300～600nm范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，得出它們的吸收光譜（如圖1）。根據(jù)測(cè)量，番茄紅素和β-胡蘿卜素在不同溶劑中對(duì)紫外吸收光譜的吸收峰值見(jiàn)表1。

由以上光譜圖和吸收峰值表可知，番茄紅素和β-胡蘿卜素在不同溶劑中都有類(lèi)似的吸收峰，且吸收峰的形狀類(lèi)似，但位置略有變化，吸收峰最高位置均為中間部分。同時(shí)可知，在番茄紅素的吸收峰時(shí)，β-胡蘿卜素在此位置也有吸收峰，因此造成β-胡蘿卜素對(duì)番茄紅素的測(cè)定有很大影響。但是，番茄紅素在502nm吸收峰位置時(shí)其吸收強(qiáng)度很大，β-胡蘿卜素在這一位置的吸收強(qiáng)度卻很小，故選擇502nm作為吸收光譜可避免β-胡蘿卜素帶來(lái)的影響。

2.2 溶劑的選擇和影響

根據(jù)工業(yè)中對(duì)胡蘿卜素的提取工藝，常用的溶劑有乙酸乙酯、6號(hào)溶劑、三氯甲烷、正己烷，為充分了解各種溶劑的性質(zhì)以為后續(xù)測(cè)定提供依據(jù)，本試驗(yàn)分別對(duì)4種溶劑進(jìn)行對(duì)比分析。

稱(chēng)4份重量為1g的番茄紅素，分別加入20mL乙酸乙酯、6號(hào)溶劑、三氯甲烷、正己烷中，如果完全溶解，則再稱(chēng)取4份重量為1g的番茄紅素分別加入4種溶液，保證番茄紅素達(dá)到飽和。然后，依據(jù)各溶液沸點(diǎn)（乙酸乙酯77℃、6號(hào)溶劑67.5℃、三氯甲烷61℃、正己烷69°C）在20～70℃之間的特性，每隔10℃測(cè)量一次吸光值，對(duì)比測(cè)算出其溶解濃度，進(jìn)而得出溶解性較好的溶劑。4種不同溶劑的溶解度趨勢(shì)如圖2～5。

從圖2～5中可以看出，三氯甲烷溶解度最大，但毒性亦較大；其次分別為乙酸乙酯、6號(hào)溶劑、正己烷，其中乙酸乙酯成本較低且毒性小，因此，選擇乙酸乙酯作為提取劑進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.3提取溫度的選擇和影響

稱(chēng)取6份重量為1g的番茄紅素，分別溶入20mL乙酸乙酯中，分別在25、30、35、40、45、50、55℃的溫度下恒溫2h后，過(guò)濾，各取濾液1mL定容到一定體積，測(cè)定吸光值，結(jié)果見(jiàn)圖6。

由圖6可知，溫度對(duì)番茄紅素的提取率有明顯影響——不高于50℃時(shí)，提取率隨溫度的升高逐漸增大，溶解度也隨之增大，吸光度也在增大；但溫度高于50℃后，吸光度開(kāi)始逐漸下降。所以，溫度保持在50℃時(shí)番茄紅素的提取效果最為適宜。

2.4提取時(shí)間的選擇和影響

稱(chēng)取5份重量為1g的番茄紅素，分別溶入20mL乙酸乙酯中，在50℃下恒溫1、1.5、2、2.5、3h后，過(guò)濾，各取濾液1mL定容到一定體積，測(cè)定吸光值，結(jié)果見(jiàn)圖7。

由圖7可知，不同時(shí)間對(duì)番茄紅素的提取率有明顯影響。由于提取過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)擴(kuò)散過(guò)程，在開(kāi)始時(shí)間段，擴(kuò)散過(guò)程隨時(shí)間延長(zhǎng)越來(lái)越好，但在2h時(shí)達(dá)到平衡，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)擴(kuò)散過(guò)程不再變化，吸光度也趨于穩(wěn)定，所以提取時(shí)間以2h最為適宜。

2.5溶劑量的選擇和影響

稱(chēng)取6份重量為1g的番茄紅素，分別溶入5、10、15、20、25、30mL乙酸乙酯中，在50℃下恒溫2h后，過(guò)濾，各取濾液1mL定容到一定體積，測(cè)定吸光值，結(jié)果見(jiàn)圖8。

由圖8可知，不同溶劑量對(duì)番茄紅素的提取率也有影響，但不是特別顯著。溶劑量小時(shí)，擴(kuò)散過(guò)程容易達(dá)到飽和，隨著溶劑量的增加，擴(kuò)散過(guò)程更加完全，但溶劑量超過(guò)20mL后，溶劑的增加對(duì)吸光度影響不大，所以溶劑量定為20mL較為合理。

3測(cè)試結(jié)果

綜合考慮到以上試驗(yàn)條件，并結(jié)合番茄紅素對(duì)光和氧比較敏感的特點(diǎn)，為了縮短與光和空氣接觸的時(shí)間，故整個(gè)浸提過(guò)程選擇暗室和微波提取。

3.1標(biāo)準(zhǔn)樣品

3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

稱(chēng)取10mg番茄紅素標(biāo)準(zhǔn)品和20mgBHT，取少量乙酸乙酯溶解后，定容至100mL棕色容量瓶中。

3.1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線

將標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋為1、2、4、8、1、12μg/mL，于502nm下測(cè)定其吸光度建立回歸曲線（如圖9）。

3.2樣品加標(biāo)提取及測(cè)定

稱(chēng)取0.5～2.0g樣品5份，2份加入標(biāo)準(zhǔn)溶液2mL，在暗室中進(jìn)行提取，其中用乙酸乙酯定容并測(cè)定其吸光度，帶入回歸曲線，計(jì)算回收率為91.2%、95.4%，回收率滿(mǎn)足要求。

4 結(jié)論

經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，用乙酸乙酯作為溶劑，在50℃溫度下，提取時(shí)間為2h等最優(yōu)條件下，于502nm處測(cè)定其吸光度，回收率較好，能夠快速準(zhǔn)確地測(cè)量出番茄紅素的結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

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