花青素在光度法測定Fe3+中的應(yīng)用

夏雁青，李衛(wèi)賓

(1.棗莊學(xué)院 化學(xué)化工與材料科學(xué)學(xué)院，山東 棗莊 277160；2.山東公信安全科技有限公司，山東 棗莊 277100)

花青素在光度法測定Fe3+中的應(yīng)用

夏雁青1，李衛(wèi)賓2

(1.棗莊學(xué)院 化學(xué)化工與材料科學(xué)學(xué)院，山東 棗莊 277160；2.山東公信安全科技有限公司，山東 棗莊 277100)

利用從紫甘藍(lán)中提取的花青素與Fe3+發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，建立了一種分光光度法定量測定Fe3+的新方法。在pH值 4.0的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液中花青素與Fe3+發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，當(dāng)Fe3+濃度在0.1～1.0 mg/10 mL范圍內(nèi)時(shí)，與吸光度呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2=0.9984，線性方程為A=0.2462C+0.4985，該方法靈敏度高、反應(yīng)迅速、重現(xiàn)性好。

花青素；分光光度法；Fe3+

花青素又稱花色素，是自然界一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素，屬黃酮類化合物[1-4]。作為一種天然食用色素，它安全、無毒、資源豐富，而且具有一定營養(yǎng)和藥理作用，在食品、化妝、醫(yī)藥等方面有著巨大的應(yīng)用潛力。大量研究表明，花青素具有抗氧化、抗突變、預(yù)防心腦血管疾病、保護(hù)肝臟、抑制腫瘤細(xì)胞發(fā)生等多種生理功能[2-3]。目前食品工業(yè)上所用的色素多為合成色素，幾乎都有不同程度的毒性，長期使用會(huì)危害人體健康，因此天然色素就引起越來越多的關(guān)注。

花青素的基本結(jié)構(gòu)單元是2-苯基苯并吡喃型陽離子(如圖1)。紫甘藍(lán)中的花青素主要是以二個(gè)苯環(huán)并-3碳的單位連結(jié)(C6-C3-C6)為母體，在 3，5 位上取代的衍生物[5]。花青素分子中存在共軛體系，具有酸性與堿性基團(tuán)，母體中鄰羥基的存在能與高價(jià)金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成有色絡(luò)合物[2]，可利用花青素的這一性質(zhì)作為金屬離子的顯色劑，采用分光光度法對(duì)金屬離子進(jìn)行測定。花青素來源于植物，以此建立的測定方法對(duì)環(huán)境友好、綠色環(huán)保。

圖1 花青素結(jié)構(gòu)

1 實(shí)驗(yàn)

將預(yù)先準(zhǔn)備好的新鮮紫甘藍(lán)切成小片狀放入蒸發(fā)皿，在真空干燥箱中烘干。為防止溫度過高破壞花青素的結(jié)構(gòu)，溫度控制在50 ℃左右。待紫甘藍(lán)葉片完全烘干后，用研缽研成粉末狀，放入棕色廣口瓶內(nèi)密封保存?zhèn)溆谩?/p>

稱取4.8 g紫甘藍(lán)粉末于圓底燒瓶中，加入200 mL 10%乙醇溶液，在50 ℃恒溫水浴中提取2 h。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，用去離子水定容到 250 mL容量瓶中。將此花青素溶液放置于冰箱中-4 ℃保存(4天后吸光度仍然穩(wěn)定)。

在pH值4.0的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液中，向4 mL花青素溶液中分別加入0，0.1 mg /10 mL，0.2 mg/10 mL，0.4 mg/10 mL，0.6mg/10 mL，0.8 mg/10 mL和1.0 mg/10 mL的Fe3+溶液，定容于10 mL 比色管中。

在pH值4.0的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液中，向4 mL花青素溶液中分別加入0.2 mg/mL Al3+和10 mg/mL Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Mn2+、Zn2+，定容于10 mL比色管中。各待測溶液均需穩(wěn)定5min再進(jìn)行測量。

將配制好的溶液在紫外-可見分光光度計(jì)上進(jìn)行測量，得到450～700 nm 之間的最大吸收光譜圖和最大吸收波長處對(duì)應(yīng)的吸光強(qiáng)度。

2 結(jié)果與討論

2.1 體系吸光度與Fe3+含量的關(guān)系

圖2是在pH 值4.0的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液中加入不同含量Fe3+與花青素反應(yīng)后體系的吸收光譜圖。從圖中可以看出，吸光度隨Fe3+含量的增大而增強(qiáng)，最大吸收波長發(fā)生了一定程度的紅移。

1～7分別對(duì)應(yīng)Fe3+含量：0，0.1 mg/10 mL，0.2 mg/10 mL，0.4 mg/10 mL，0.6 mg/10 mL，0.8 mg/10 mL和1.0 mg/10 mL

圖2 pH值 4.0的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液中加入不同濃度Fe3+體系的吸收光譜

圖3為Fe3+與花青素發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)后，體系吸光度與Fe3+的含量的線性關(guān)系圖，線性方程為A=0.2462C+0.4985，相關(guān)系數(shù)R2=0.9984，由此我們建立了一種花青素分光光度法測定Fe3+的新方法。

圖3 吸光度A與Fe3+含量的線性關(guān)系圖

2.2 多種金屬離子干擾實(shí)驗(yàn)

譜線1對(duì)應(yīng)0.1 mg/10 mL的Fe3+，譜線2對(duì)應(yīng)0.2 mg/10 mL的Al3+，其它重疊譜線對(duì)應(yīng)10 mg/10 mL的Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Mn2+、Zn2+

圖4 向花青素溶液中加入各金屬離子后體系的吸收光譜

在pH 值4.0的 乙酸-乙酸鈉緩沖溶液中，分別向花青素溶液中加入Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Mn2+、Zn2+、Al3+和Fe3+得到的吸收光譜如圖4所示。可以看出，2倍于Fe3+含量的 Al3+對(duì)花青素溶液的吸光度有輕微的影響，而100倍于Fe3+含量的 Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Mn2+、Zn2+則基本沒有影響。

2.3 蛋黃回收率和精密度的測定

蛋黃中含有豐富的Fe3+，為了檢驗(yàn)方法的準(zhǔn)確度和可靠性，選用蛋黃對(duì)該法方進(jìn)行驗(yàn)證。準(zhǔn)確稱取10 g煮熟的新鮮雞蛋蛋黃，用 pH值 4.0的乙酸-乙酸鈉緩沖液定容到100 mL容量瓶中，移取1 mL上清液至10 mL比色管中，加入 4 mL 花青素溶液，定容；再移取1 mL上清液至10 mL比色管中，加入 4 mL花青素溶液和2 mL 0.1 mg/mL的 Fe3+溶液，定容。上機(jī)測吸光度得到如表1所示結(jié)果。

表1 蛋黃上清液和蛋黃上清液中加入 Fe3+ 后吸收光譜數(shù)據(jù)

根據(jù)線性方程求得：

當(dāng)吸光度為 A'=0.8668 時(shí)，C '=149.6 μg/mL；

當(dāng)吸光度為 A''=0.9151 時(shí)，C''=169.2 μg/mL；

蛋黃的回收率為(169.2～149.6μg/mL)×10 mL/(0.1 mg/mL×2 mL)×100%=98%。

可以看出，該方法的精密度較高，蛋黃的回收率應(yīng)該在95%到105%之間，表明該實(shí)驗(yàn)方法的準(zhǔn)確度和可靠性較好。

[1] Panagiotis Arapitsas,Charlotta Turner.Pressurized solvent extraction and monolithic column-HPLC/DAD analysis of anthocyanins in red cabbage[J].Talanta, 2008,74(5):1218-1223.

[2] 吳立軍,吳繼洲.天然藥物化學(xué)[M].4版.北京:人民衛(wèi)生出版社，2004:182.

[3] 徐玉娟,肖更生,劉學(xué)銘,等．低糖桑椹果醬研制及其營養(yǎng)分析[J].蠶業(yè)科學(xué),2002,28(3):265.

[4] 藏二樂,梁樹權(quán).藉高分子顯色劑作鋁的分光光度測定[J].分析試驗(yàn)室,1989,8(5):1.

[5] 李令媛,馬宏寶,呂迎春,等.鎘誘導(dǎo)威廉環(huán)毛蚓金屬硫蛋白的分離純化及特性研究[J].生物化學(xué)雜志,1994,10(4):444-450.

(本文文獻(xiàn)格式：夏雁青，李衛(wèi)賓.花青素在光度法測定Fe3+中的應(yīng)用[J].山東化工,2017,46(11):91-92.)

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Application of Anthocyanin in Spectrophotometric Method Determination of Fe3+

XiaYanqing1,LiWeibin2

(1.Department of Chemical and Materials Sciences, Zaozhuang University,Zaozhuang 277160,China; 2. Shandong Gongxin CPA Security Technology Co.,Ltd.,Zaozhuang 277100, China)

Comlexation reaction occurred between anthocyanin extracted from purple cabbage and Fe3+. A new method of the quantitative determination of Fe3+was developed in acetic-sodium acetate buffer at pH 4.0. A good linear relationship between the absorbance and the concentration of Fe3+in the range of 0.1～1.0mg /10mL was obtained with the correlation coefficient of R2=0.9984. The linear equation was A=0.2462C+0.4985. This is a method of high sensitivity, fast reaction rate and good reproducibility.

anthocyanin；spectrophotometric method；Fe3+

2017-04-11

夏雁青(1984—)，女，山東菏澤人，棗莊學(xué)院助理實(shí)驗(yàn)師，獲碩士學(xué)位，主要從事化學(xué)方面研究。

O657.3

A

1008-021X(2017)11-0091-02