CN103175934A - 一种草莓类胡萝卜素成分的含量测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种草莓类胡萝卜素成分的含量测定方法，即采用超高效液相色谱法在同一色谱条件下对草莓果实中的4种分别为叶黄素、β-胡萝卜素、β-隐黄质以及番茄红素的类胡萝卜素成分同时进行含量测定，本发明以丙酮：石油醚=1：2作为提取剂，皂化提取草莓果实中类胡萝卜素，以乙腈：甲醇=9：1为流动相，检测吸收波长为450nm，检测可以在5min内完成。本方法精密度高、灵敏度强、重复性好、回收率高，对草莓中4种类胡萝卜素成分同时进行分离和含量测定，方法简单快速，结果准确可靠，试剂用量少是适合草莓果实类胡萝卜素定性和定量分析的最佳方法。

Description

一种草莓类胡萝卜素成分的含量测定方法

【技术领域】

本发明涉及一种草莓类胡萝卜素成分的含量测定方法。

【背景技术】

草莓(Fragaria ananassa Duch）属蔷薇科多年生草本植物，果实鲜美红嫩，浓郁多汁，果味芳香并且营养丰富，素有“水果皇后”之称。近年来，随着草莓经济价值的日益走俏，人们开始越来越重视草莓的果实品质。类胡萝卜素（Carotenoids）既是决定水果、蔬菜内在营养品质的重要指标，也是影响果实外观品质和花卉观赏价值的重要因素。越来越多的医学研究表明，除了不少类胡萝卜素是维生素A的前体外，许多类胡萝卜素在猝灭自由基、增强人体免疫力、预防心血管疾病和防癌抗癌等保护人类健康方面起着重要的作用。目前草莓类胡萝卜素提取和测定尚未见报道，缺少准确可靠的检测方法，因此建立一种快速、准确的测定方法对研究草莓果实类胡萝卜素积累规律、合理开发和利用我国草莓资源具有重要的理论价值和应用前景。

检测植物中类胡萝卜素的方法有纸层析法、柱层析法、薄层层析法、膜层析法和高效液相色谱法。超高效液相色谱(Ultra performance liquidchromatography,UPLC)是近几年推出的一种新的液相色谱技术，相较于传统的分析方法带来的分辨率限制、操作繁杂、无法检测到更多种类的类胡萝卜素的缺点，UPLC以更短的填料色谱柱，耐受超高压（40mpa）色谱泵和色谱系统，使分离速度、灵敏度、分离度达到普通HPLC的9、3、1.7倍，体现出明显的超高选择性、超高分离度、超高灵敏度以及超高速等优势，在蛋白组学、代谢组学、天然产物、环境监测等众多高端领域得到应用。利用UPLC测定草莓类胡萝卜素含量国内外还未见报道。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种草莓类胡萝卜素成分的含量测定方法，该测定方法简单快速，结果准确可靠。

本发明是这样实现的：

一种草莓类胡萝卜素成分的含量测定方法，采用超高效液相色谱法在同一色谱条件下对草莓果实中的4种分别为叶黄素、β-胡萝卜素、β-隐黄质以及番茄红素的类胡萝卜素成分同时进行含量测定；该方法包括如下步骤：

（1）制备对照品溶液:分别称取叶黄素、β-胡萝卜素、β-隐黄质、番茄红素对照品，加丙酮得到四种单个对照品溶液；再分别精密量取四种单个对照品溶液，置同一容量瓶中，得到混合对照品溶液；

（2）制备供试品溶液:精密称定草莓果肉，用液氮快速研磨至粉末状，置具塞锥形瓶中，精密加入丙酮：石油醚=1：2提取剂，于50℃下，避光浸提3小时，过滤出上清液；残渣反复浸提至残渣发白，合并上清液，用旋转蒸发仪40℃蒸至糊状；加入石油醚和10%KOH-甲醇，避光，室温萃取，皂化过夜；然后过滤，将滤液转入250ml分液漏斗中，并将分液漏斗下层的皂化液转入锥形瓶，用石油醚反复萃取皂化液至石油醚层为无色，接着合并石油醚层至另一250ml分液漏斗中，用双蒸水反复洗涤石油醚层，去残余的丙酮至双蒸水层为中性，继续加入无水硫酸钠脱水后旋转蒸发仪40℃蒸干，最后用丙酮定容，即得；

（3）制定色谱条件:

仪器：WATERS ACQUITY UPLC H-Class超高效液相色谱；

色谱柱：ACQUITY UPLC BEH C18规格为2.1mm×50mm,1.7u m的色谱柱；

流动相：乙腈与甲醇；

流动相流速：0.5ml/min；

检测波长：450nm；

进样体积：5ul；

柱温：27℃；

（4）进行常规系统适应性试验，注入超高效液相色谱仪进行叶黄素、β-胡萝卜素、β-隐黄质以及番茄红素含量测定。

进一步地，流动相各组分的体积比为乙腈：甲醇=9:1。

进一步地，步骤（1）对照品溶液的制备为：分别精密称取叶黄素、β-胡萝卜素、β-隐黄质、番茄红素对照品各1.0mg，加丙酮定容于5ml容量瓶中，得到浓度为200ug/ml单个对照品溶液；分别精密量取单个对照品溶液，置同一容量瓶，得到混合对照品溶液。

进一步地，步骤（2）中加入的丙酮、石油醚以及10%KOH-甲醇中均含0.1%BHT。

本发明具有如下优点：

本发明确定了适用于草莓类胡萝卜素成分测定的超高效液相法，本方法精密度高、灵敏度强、重复性好、回收率高，本发明的流动相组合可以将4种类胡萝卜素成分彻底分离，且在同一色谱条件下对草莓中4种类胡萝卜素成分同时进行分离和含量测定，流动相试剂用量少，方法简单快速，结果准确可靠，在5分钟内就可完成检测，大大提高了分析速度和减少了溶剂消耗；本发明方法采用皂化处理工艺步骤，可以提高草莓果实中类胡萝卜素提取效果，因此本发明是适合草莓果实类胡萝卜素定性和定量分析的最佳方法，为草莓果实类胡萝卜素研究提供技术基础。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为叶黄素对照品溶液超高效液相色谱(UPLC)图。

图2为β-胡萝卜素对照品溶液超高效液相色谱(UPLC)图。

图3为β-隐黄质对照品溶液超高效液相色谱(UPLC)图。

图4为番茄红素对照品溶液超高效液相色谱(UPLC)图。

图5为叶黄素、β-隐黄质、番茄红素、β-胡萝卜素对照品混合溶液超高效液相色谱(UPLC)图。

图6为实施例1的供试品溶液的超高效液相色谱(UPLC)图。

图7为实施例2的供试品溶液的超高效液相色谱(UPLC)图。

【具体实施方式】

请参阅图1～7所示，对本发明的实施例进行详细的说明。

一、实验条件

1、仪器与试药

超高效液相色谱仪为美国WATERS ACQUITY UPLC H-Class，包括四元溶剂管理器、自动进样器、柱温箱、PDA检测器以及Empower色谱工作站;β-胡萝卜素对照品，番茄红素对照品，叶黄素对照品，β-隐黄质对照品为美国Sigma公司产品；乙睛和甲醇为色谱纯，来自Fisher公司;其他试剂均为分析纯。

2、流动相各组分的体积比为乙腈：甲醇=9:1。

3、本试验选择450nm作为类胡萝卜素检测吸收波长。

4、提取剂为丙酮：石油醚=1：2提取剂且含0.1%BHT。

二、保留时间和峰面积的重复性、精密度试验

取上述四种类胡萝卜素对照品制成四种对照品溶液，在超高液相色谱仪中分别重复进样5次，分别计算保留时间和峰面积的平均值、标准差和变异系数，来测定仪器的性能以及方法的精密型，结果见表1，四种类胡萝卜素对照品保留时间的变异系数分别为1.90%、1.43%、1.92%、1.91%，峰面积的变异系数分别为1.38%、1.97%、1.98%、1.53%，均小于2%，说明超高液相色谱仪性能良好，用该方法测定类胡萝卜素成分的重现性高。

表1  四种对照品的保留时间和峰面积的平均值、标准差和变异系数(n=5)

三、标准工作曲线绘制与线性关系考察

将200ug/ml的叶黄素对照品溶液在0-20ug/ml范围内用乙腈依次稀释成1.25ug/ml、2.5ug/ml、5ug/ml、10ug/ml、20ug/ml绘制标准曲线；200ug/ml的β-隐黄质对照品溶液在0-0.2ug/ml范围内用乙腈依次稀释成0.0125ug/ml、0.025ug/ml、0.05ug/ml、0.1ug/ml、0.2ug/ml绘制标准曲线；200ug/ml的番茄红素对照品溶液在0-20ug/ml范围内用乙腈依次稀释成1.25ug/ml、2.5ug/ml、5ug/ml、10ug/ml、20ug/ml绘制标准曲线；200ug/ml的β-胡萝卜素对照品溶液在0-4ug/ml范围内用乙腈依次稀释成0.25ug/ml、0.5ug/ml、1ug/ml、2ug/ml、4ug/ml绘制标准曲线，结果见表2。叶黄素、β-隐黄质、番茄红素与β-胡萝卜素的线性相关系数依次为0.9926、0.9995、0.9996、0.9909，四种对照品在浓度范围内进样量与峰面积均呈良好线性关系，表明用该方法测定类胡萝卜素成分的准确度高。

表2  四种对照品的回归方程、线性范围及相关系数

四、回收率试验

草莓果实用液氮研磨成粉，平均分成5份加到锥形瓶中，其中4份分别加入20ug四种对照品，剩下一份不加入对照品，作为空白对照。按前述的草莓果实类胡萝卜素提取方法进行提取，测定5份样品的类胡萝卜素含量，计算类胡萝卜素的回收率，同样试验条件下平行测定三次。结果见表3。从表4可知，叶黄素、β-隐黄质、番茄红素、β-胡萝卜素的回收率依次分别为94.2%、93.9%、92.6%、92.1%，四种标样的平均回收率达到93.2%，结果可靠且符合分析要求。

表3  草莓中类胡萝卜素的回收率（n=3）

上述回收率的计算公式为回收率=（测定量/（样品量+添加量））*100%，表3中样品中含量即为空白对照中四种类胡萝卜素的含量。

五、具体实施例实验

实施例1

（1）制备对照品溶液:分别精密称取叶黄素、β-胡萝卜素、β-隐黄质、番茄红素对照品1.0mg，加丙酮定容于5ml容量瓶中，得到浓度为200ug/ml单个对照品溶液；分别精密量取单个对照品溶液，置同一容量瓶，得到混合对照品溶液。

（2）制备供试品溶液:精密称定草莓成熟果实果肉10g，用液氮快速研磨至粉末状，置具塞锥形瓶中，精密加入丙酮：石油醚=1：2提取剂（含0.1%BHT)，于50℃，避光浸提3小时，过滤出上清液，残渣反复浸提至残渣发白，合并上清液，用旋转蒸发仪40℃蒸至糊状，加入40ml的石油醚（含0.1%BHT）和10%KOH-甲醇（含0.1%BHT）避光，室温萃取，皂化过夜。过滤，转入250ml分液漏斗，将下层的皂化液转入锥形瓶，用石油醚（含0.1%BHT）反复萃取至石油醚层为无色，合并石油醚层至250ml分液漏斗中，用双蒸水反复洗涤石油醚层，去残余的丙酮至水层为中性，将石油醚层转入锥形瓶，加入20g无水硫酸钠，静置，过滤。用旋转蒸发仪40℃蒸干，然后用丙酮（含0.1%BHT）定容至2ml，即得。

（3）制定色谱条件:色谱柱为ACQUITY UPLC BEH C18柱，规格为2.1mm×50mm,1.7u m的色谱柱；流动相为乙腈：甲醇=9：1；流速为0.5ml/min；检测波长为450nm；柱温为27℃，进样体积：5ul；

（4）进行常规系统适应性试验（对仪器进行清洗、预热等），然后供试品溶液经0.22um微孔过滤膜过滤后注入超高效液相色谱仪进行测定，结果在草莓成熟果实中检测到三种物质（图6），分别是叶黄素、β-隐黄质、β-胡萝卜素，没有检测到番茄红素，叶黄素、β-隐黄质和β-胡萝卜素平均含量依次为0.1185ug/g、0.0126ug/g、0.0998ug/g，见下表4。

表4  草莓果实类胡萝卜素各组分含量及总量（n=5）ug/g

实施例2：

（1）制备对照品溶液:分别精密称取叶黄素、β-胡萝卜素、β-隐黄质、番茄红素对照品1.0mg，加丙酮定容于5ml容量瓶中，得到浓度为200ug/ml单个对照品溶液；分别精密量取单个对照品溶液，置同一容量瓶，得到混合对照品溶液。

（2）制备供试品溶液:精密称定草莓成熟果实果肉5g，用液氮快速研磨至粉末状，置具塞锥形瓶中，精密加入丙酮：石油醚=1：2提取剂（含0.1%BHT)，于50℃，避光浸提3小时，过滤出上清液，残渣反复浸提至残渣发白，合并上清液，用旋转蒸发仪40℃蒸至糊状，加入20ml的石油醚（含0.1%BHT）和10%KOH-甲醇（含0.1%BHT）避光，室温萃取，皂化过夜。过滤，转入250ml分液漏斗，将下层的皂化液转入锥形瓶，用石油醚（含0.1%BHT）反复萃取至石油醚层为无色，合并石油醚层至250ml分液漏斗中，用双蒸水反复洗涤石油醚层，去残余的丙酮至水层为中性，将石油醚层转入锥形瓶，加入20g无水硫酸钠，静置，过滤。用旋转蒸发仪40℃蒸干，然后用丙酮（含0.1%BHT）定容至2ml，即得。

（3）制定色谱条件:色谱柱为ACQUITY UPLC BEH C18柱，规格为2.1mm×50mm,1.7u m的色谱柱；流动相为乙腈：甲醇=9：1；流速为0.5ml/min；检测波长为450nm；柱温为27℃，进样体积：5ul；

（4）进行常规系统适应性试验（对仪器进行清洗、预热等），然后供试品溶液经0.22um微孔过滤膜过滤后注入超高效液相色谱仪进行测定，结果在草莓成熟果实中检测到三种物质，如图7所示，分别是叶黄素、β-隐黄质、β-胡萝卜素，没有检测到番茄红素，叶黄素、β-隐黄质和β-胡萝卜素平均含量依次为0.1102ug/g、0.0198ug/g、0.0956ug/g。

本发明确定了适用于草莓类胡萝卜素成分测定的超高效液相法，本方法精密度高、灵敏度强、重复性好、回收率高，本发明的流动相组合可以将4种类胡萝卜素成分彻底分离，且在同一色谱条件下对草莓中4种类胡萝卜素成分同时进行分离和含量测定，流动相试剂用量少，方法简单快速，结果准确可靠，在5分钟内就可完成检测，大大提高了分析速度和减少了溶剂消耗；本发明方法采用皂化处理工艺步骤，可以提高草莓果实中类胡萝卜素提取效果，因此本发明是适合草莓果实类胡萝卜素定性和定量分析的最佳方法，为草莓果实类胡萝卜素研究提供技术基础。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (4)

1.一种草莓类胡萝卜素成分的含量测定方法，其特征在于：采用超高效液相色谱法在同一色谱条件下对草莓果实中的4种分别为叶黄素、β-胡萝卜素、β-隐黄质以及番茄红素的类胡萝卜素成分同时进行含量测定；该方法包括如下步骤：

（1）制备对照品溶液:分别称取叶黄素、β-胡萝卜素、β-隐黄质、番茄红素对照品，加丙酮得到四种单个对照品溶液；再分别精密量取四种单个对照品溶液，置同一容量瓶中，得到混合对照品溶液；

（2）制备供试品溶液:精密称定草莓果肉，用液氮快速研磨至粉末状，置具塞锥形瓶中，精密加入丙酮：石油醚=1：2提取剂，于50℃下，避光浸提3小时，过滤出上清液；残渣反复浸提至残渣发白，合并上清液，用旋转蒸发仪40℃蒸至糊状；加入石油醚和10%KOH-甲醇，避光，室温萃取，皂化过夜；然后过滤，将滤液转入250ml分液漏斗中，并将分液漏斗下层的皂化液转入锥形瓶，用石油醚反复萃取皂化液至石油醚层为无色，接着合并石油醚层至另一250ml分液漏斗中，用双蒸水反复洗涤石油醚层，去残余的丙酮至双蒸水层为中性，继续加入无水硫酸钠脱水后旋转蒸发仪40℃蒸干，最后用丙酮定容，即得；

（3）制定色谱条件:

仪器：WATERS ACQUITY UPLC H-Class超高效液相色谱；

色谱柱：ACQUITY UPLC BEH C18规格为2.1mm×50mm,1.7u m的色谱柱；

流动相：乙腈与甲醇；

流动相流速：0.5ml/min；

检测波长：450nm；

进样体积：5ul；

柱温：27℃；

（4）进行常规系统适应性试验，注入超高效液相色谱仪进行叶黄素、β-胡萝卜素、β-隐黄质以及番茄红素含量测定。

2.根据权利要求1所述一种草莓类胡萝卜素成分的含量测定方法，其特征在于：流动相各组分的体积比为乙腈：甲醇=9:1。

3.根据权利要求1所述一种草莓类胡萝卜素成分的含量测定方法，其特征在于：步骤（1）对照品溶液的制备为：分别精密称取叶黄素、β-胡萝卜素、β-隐黄质、番茄红素对照品各1.0mg，加丙酮定容于5ml容量瓶中，得到浓度为200ug/ml单个对照品溶液；分别精密量取单个对照品溶液，置同一容量瓶，得到混合对照品溶液。

4.根据权利要求1所述一种草莓类胡萝卜素成分的含量测定方法，其特征在于：步骤（2）中加入的丙酮、石油醚以及10%KOH-甲醇中均含0.1%BHT。

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