CN101320015A

CN101320015A - 一种快速检测维生素e含量的方法

Info

Publication number: CN101320015A
Application number: CNA2008101169416A
Authority: CN
Inventors: 薛文通; 尹淑涛; 李书国
Original assignee: China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2008-07-21
Filing date: 2008-07-21
Publication date: 2008-12-10

Abstract

本发明涉及一种掺杂对甲苯磺酸的聚吡咯修饰电极，并提供了利用此修饰电极快速检测维生素E含量的方法，包括1)应用与样品检测条件相同的实验条件，绘制维生素E含量和氧化峰电流的的标准曲线；2)将样品溶于乙醇－1，2二氯乙烷的混合溶剂中，调节pH值为2－5，制得样品溶液；3)将修饰电极置于样品液中，用微分脉冲伏安法检测氧化峰电流，根据标准曲线计算出样品中的维生素E浓度。此方法可用于快速检测植物油中的维生素E含量，样品制备简单，方便快速，抗干扰强，检测结果准确，与液相色谱法的检测结果一致。

Description

一种快速检测维生素E含量的方法

技术领域

本发明涉及食品科学检测领域。特别是涉及一种快速检测维生素E含量的方法。

背景技术

维生素E作为一种天然、无毒、强有效的酚类抗氧化剂，广泛存在于动植物界，特别是农作物种子、植物油中，日常膳食中植物油的摄入是人体所需维生素E的重要来源。科学实验表明，维生素E在机体生命活动中起着极其重要的作用，尤其对生育有重要的影响，因此又被称做生育酚，可分为α，β，γ，δ，ε，ζ，η，θ八种亚型，其中以α-生育酚的作用最强；作为定位于膜的脂溶性抗氧化剂，它可以有效抑制自由基的生成，阻止自由基对机体造成的损伤，保护细胞膜、皮肤、血管、心脏、眼睛、肝脏及***等组织，减少罹患动脉硬化等疾病的机率。食用油及含油食品中维生素E的含量不仅体现其营养价值，而且对其氧化稳定性和货架期有重要的影响。食用油中维生素E的含量达到30mg/100g时，就能够有效的延缓脂质氧化，延长食用油的货架期。因此快速、准确分析确定食用油及含油食品中维生素E的含量对其营养品质评价及稳定性评估相当重要。

维生素E结构复杂，异构体种类多，准确分析测定比较困难，近年来国内外许多实验室和研究者致力于其分析测定的研究，取得了重要进展，开发出了多种有用的分析方法，主要有：铈量法、分光光度法、荧光法、近红外光谱法、气相色谱法、高效液相色谱法以及电化学分析法等，这些方法各有优缺点，其灵敏度、准确度、检测所需时间及适用场合范围各不相同。传统的化学方法检测灵敏度低，所需要的化学试剂多；色谱法虽然与其它方法相比具有干扰小，灵敏度高、快速等优点，但是前处理要求高，处理过程较为复杂，耗时较长，检测成本高，多局限于实验室检测。鉴于以上原因，国内外许多实验室一直在寻找维生素E更为简便、快速、低成本的检测方法，主要集中在电化学分析方法在维生素E检测中的应用。刘猛等利用单扫描示波极谱法测定维生素含量，以Ce(SO₄)₂为氧化剂，先将维生素氧化为其醌式化合物，然后在NH₃·H₂O乙醇底液中的电极上进行阴极还原，该醌式化合物于-0.29V处有一个敏锐还原峰，峰电流大小与维生素浓度在1.2×10^-5～4.5×10^-1mol/L范围内呈现良好线性关系，且在所选定条件下，4.5倍苯酚、3倍对苯二酚等共存时不会干扰维生素测定。McBride和Evans等以乙醇和苯为底液，将植物油直接溶解于底液，利用线性扫描技术分析植物油中各种生育酚(维生素E)的含量。

目前，国内外的研究主要应用裸电极检测植物油中维生素E，没有将修饰电极应用到植物油维生素E的检测的报道。本发明人经过研究，制备出一种具有良好稳定性的聚吡咯修饰铂电极，并提出基于该电极用伏安法检测植物油中的维生素E含量的方法，此方法样品制备简单，方便快速，抗干扰强，检测结果准确，与液相色谱法的检测结果一致。

发明内容

本发明的目的是提供一种将修饰电极用于植物油中的维生素E的检测的快速检测方法。

本发明的另一目的是提供一种修饰电极，所述修饰电极是一种稳定性好，抗干扰强，可快速检测植物油中的维生素E含量的聚吡咯修饰铂电极，同时提供该电极的制作方法。

聚吡咯修饰电极可用常见的电化学方法将吡咯聚合体沉积在基体电极上，优选的制备方法如下：

1)将铂电极作为基体电极，经过表面清洁，干燥后待用；

2)将铂电极置于吡咯单体和对甲苯磺酸组成的乙腈溶液中，在0.8～1.0V的电位之间，利用电化学工作站采用恒电位方法聚合80～120s，使铂电极表面形成掺杂对甲苯磺酸的吡咯聚合体。其中，乙腈溶液中吡咯的浓度为0.02mol/L，对甲苯磺酸的浓度为0.02mol/L；电化学工作站的工作特征是：三电极工作***，参比电极为Ag/AgCl，辅助电极为铂丝电极，工作电极为铂电极。

将此电极用于食用植物油维生素E含量的检测：

1)利用标准曲线法得到维生素E检测的标准曲线(具体实验条件与样品检测条件相同)；

2)称取0.5-2g食用植物油溶于乙醇-1，2二氯乙烷的混合溶剂中，调节pH值为2-5，制得样品液；

3)将上述修饰电极置于样品液中，用微分脉冲伏安法检测氧化峰电流(Ip)，根据标准曲线计算出样品中的维生素E浓度。

通过实验，优选检测条件为：

1)利用标准曲线法得到维生素E检测的标准曲线(具体实验条件与样品检测条件相同)，维生素E标准品的纯度为95％；

2)称取0.5-2g植物油溶于乙醇-1，2二氯乙烷的混合溶剂(3∶1，V/V)中，其中加入支持电解质：LiClO₄，其浓度为0.02～0.1mol/L，用H₂SO₄乙醇溶液调节pH值为2-5，制得样品液；

3)将上述电极置于样品液中，样品液用N₂纯化5分钟，在N₂气氛用微分脉冲伏安法检测氧化峰电流(Ip)，初始电位为0.2V，终电位为0.8V，扫描速度为10～50mV/s，脉冲高度为50mV，根据标准曲线计算出样品中的维生素E浓度(C_α-T)。

在同样的实验条件下，分别采用该修饰电极和未修饰铂电极为工作电极，在电化学池中进行维生素E的电化学反应，比较发现：该修饰电极对维生素E的氧化电流响应远远大于对未修饰铂电极的响应，而且实验证明经过恒电位法制备的聚吡咯掺杂对苯磺酸修饰铂电极具有良好的稳定性和重复性，其结果表现为：应用恒电位聚合方法制作11支修饰电极(将铂电极作为基体电极，置于吡咯单体和对甲苯磺酸的乙腈溶液中，在0.9V的恒定电位下，利用电化学工作站采用恒电位方法聚合80s)，检测浓度为2.3×10^-4mol/L的维生素E，得到的氧化峰电流的平均值为12.31±0.35μA(n＝11，RSD＝2.8％)；将新修饰的电极和在干燥、避光条件下存放一个月的同一修饰电极检测同一浓度的维生素E，比较得到的氧化峰电流，后者的氧化峰电流仅下降3.8％。

由于植物油中通常还存在其它抗氧化物质，如叔丁基羟基茴香醚(BHA)、2，6-二叔丁基对甲酚(BHT)和特丁基对苯二酚(THBQ)，在以往使用电化学法测定维生素E含量时，由于这些抗氧化剂也被氧化产生氧化峰，往往干扰维生素E含量的检测结果。本发明采用的聚吡咯掺杂对苯磺酸修饰电极具有良好的抗干扰性，其电化学反应响应好，实验证明：对维生素E，叔丁基羟基茴香醚(BHA)、2，6-二叔丁基对甲酚(BHT)和特丁基对苯二酚(THBQ)氧化的响应明显，干扰小。

应用上述检测方法和电极检测植物油中的维生素E含量，其结果与液相色谱法的检测结果一致，说明本发明的检测方法结果准确，适用于植物油中的维生素E含量的检测。

本发明涉及的聚吡咯掺杂对苯磺酸修饰电极稳定性好，抗干扰强，制作方法简单，对维生素E的电化学氧化具有显著的催化作用，氧化响应明显，适用于快速检测植物油中的维生素E含量。

本发明涉及的应用修饰电极检测植物油中维生素E含量的方法中，食用油不需要经过复杂的前处理，直接溶于简单溶剂中即可进行检测；每个样品检测仅需80s，方便迅速；检测结果与高效液相色谱法相符合，检测结果准确，该方法能够充分满足植物油维生素E含量检测的简便、快速、准确的要求。

附图说明

图1表示本发明的修饰电极测定不同浓度的维生素E标准溶液的氧化电流响应值的标准曲线。

图2表示用本发明的修饰电极检测菜子油维生素E含量的微分脉冲伏安图。

图3表示用本发明的修饰电极与裸电极检测相同浓度维生素E时的循环伏安图的比较结果，其中a为未修饰铂电极测定结果，b为修饰铂电极测定结果。

图4表示本发明修饰电极的抗干扰作用。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。检测维生素E含量的电化学实验除特别说明，均在25±0.5℃下氮气氛围下进行。

实施例1

将铂电极置于丙酮中浸泡1小时，超声波清洗5分钟，然后用去离子水冲洗，干燥后待用；

配置吡咯单体浓度为0.02mol/L，对甲苯磺酸浓度为0.02mol/L的乙腈溶液作为铂电极的修饰溶液；

将铂电极置于上述修饰溶液中，设定电位0.9V，采用恒电位法，利用上海辰华仪器公司的CHI 650C电化学工作站聚合80s，电化学工作站采用三电极工作***，参比电极为Ag/AgCl(美国CHI仪器公司)，辅助电极为铂丝电极，工作电极为铂电极，制备掺杂对甲苯磺酸的聚吡咯修饰铂电极。

实施例2

将制得的掺杂对甲苯磺酸的聚吡咯修饰铂电极用于检测植物油中的维生素E含量。

1)维生素E含量与氧化峰电流的标准曲线：取维生素E标准品(纯度为95％，Merck公司(德国))，配置浓度分别为6，20，50，75，125，180，230，275，300μmol/L维生素E标准溶液。其中乙醇-1，2二氯乙烷混合(3∶1，V/V)作为溶剂，支持电解质LiClO₄的浓度为0.05mol/L，用0.1mol/L的H₂SO₄调节pH值为4.0，置于电化学池中，充入高纯氮除氧气；将制得的掺杂对甲苯磺酸的聚吡咯修饰铂电极作为工作电极，铂丝作为辅助电极，Ag/AgCl作为参比电极，用微分脉冲伏安法检测氧化峰电流(Ip)，初始电位为0.2V，终电位为0.8V，扫描速度为10mV/s，脉冲高度为50mV；利用Microsoft Excel处理得到的数据，得到维生素E含量的标准曲线(Ip＝0.246+0.0538C_α-T)(见图1)。

2)称取2g食用菜籽油溶于12.5mL的1，2二氯乙烷，其中加入支持电解质：LiClO₄的乙醇溶液，使LiClO₄最终浓度为0.05mol/L，加入25μL的0.1mol/L H₂SO₄的乙醇溶液，使溶液最终pH值为4，最后用乙醇定容到50ml；

3)将掺杂对甲苯磺酸的聚吡咯修饰铂电极置于样品液中，用微分脉冲伏安法检测氧化峰电流(Ip)，初始电位为0.2V，终电位为0.8V，扫描速度为10mV/s，脉冲高度为50mV，得到的微分脉冲伏安图见图2，氧化峰电流为3.44μA，根据标准曲线计算出样品中的维生素E浓度(C_α-T)为59.43μmol/L，菜籽油中维生素E含量为64mg/100g。

实施例3

以实施例1的方法制作11支修饰电极，检测2.3×10^-4mol/L的维生素E的氧化峰电流值，得到的平均值为12.31±0.35μA(n＝11，RSD＝2.8％)。结果如表1所示。

表1采用相同制备方法得到的11支修饰电极检测维生素E电流值

分别测定新制备的修饰电极和在干燥、避光条件下存放一个月的同一修饰电极的氧化峰电流并进行了对比，结果表明后者的氧化峰电流下降了3.8％。

实施例4修饰电极与未修饰裸电极的对比

应用标准的维生素E样品(纯度为95％，Merck公司(德国))，配置维生素E溶液，在维生素E溶液浓度均为2.3×10^-4mol/L时，分别用掺杂对甲苯磺酸的聚吡咯修饰铂电极与未修饰的铂电极进行循环伏安扫描，观察它们的氧化电流响应，结果见图3，其中a为未修饰的铂电极测定结果，b为修饰铂电极测定结果。实验发现：在修饰电极上，维生素E氧化峰电流显著增大了约8～9倍，氧化峰电位向负电位方向移约160mV，表明该修饰电极对维生素E的电化学氧化具有显著的催化作用。

实施例5

此实施例是为了说明本方法在食用植物油维生素E检测过程中对可能存在于食用植物油中的其他抗氧化剂的抗干扰作用。

具体实施方法是将常见的几种抗氧化剂如叔丁基羟基茴香醚(BHA)、2，6-二叔丁基对甲酚(BHT)和特丁基对苯二酚(THBQ)添加到维生素E的溶液体系中，为便于研究，采用维生素E标准品配置维生素E溶液，在5.0×10^-5mol/L TBHQ、BHA和1.5×10^-4mol/L BHT同时存在时用本发明方法测不同浓度的维生素E的回收率，结果如表2所示，结果表明本方法有着良好的抗干扰作用。

表2根据标准曲线法，在TBHQ、BHA、BHT共存时的维生素E的测定结果的回收率

注：TBHQ的浓度为：5.0×10^-5M；BHA的浓度为：5.0×10^-5M；BHT的浓度为：1.5×10^-4M

图4是5.0×10^-5mol/L TBHQ、5.0×10^-5mol/L BHA、1.5×10^-4mol/L BHT以及6×10^-5mol/L维生素E(标准品)共同存在时，采用微分脉冲伏安法法测得的各物质的氧化峰电流，其中所用的扫描速度为10mV/S，脉冲高度为50mV，可见所得维生素E的峰电流为3.58μA，根据标准曲线计算得到维生素E的浓度为6.2×10^-5mol/L，与样品中维生素E的实际浓度非常接近，表明本发明检测维生素E时抗干扰性能好。

实施例6与高效液相色谱法的检测结果比较

1)采用高效液相色谱法测量食用植物油中的维生素E含量

①色谱条件：固定相：A Nova pak C18柱(4μm particles，15cm×4.6mm)大连中国色谱中心；流动相为甲醇与水(98∶2)，流速为0.8mL/min，进样量为：10μL；荧光检测器：激发波长295nm，发射波长325nm；柱温：25℃；色谱图由岛津C-R7A型记录仪记录。

②样品测定：准确称取大豆油、葵花子油、菜子油、玉米油、小麦胚芽油与芝麻油各5g，分别置于50mL的分液漏斗中，用***提取三次，每次10mL，合并***提取液，置于水浴上蒸干***，残渣用正己烷溶解，用0.45μm的滤膜进行过滤后移至10mL的容量瓶中，再用正己烷稀释至刻度，摇匀，吸取10μL进样，以上述色谱条件分别测定以上油样的提取处理液，每个样品进行三次平行测定，用外标峰面积法计算各油样中维生素E的含量，检测结果见表3。

2)采用本方法测量食用植物油中的维生素E含量

食用植物油样品无需任何预处理。称取大豆油、葵花子油、菜子油、玉米油、小麦胚芽油与芝麻油各1g，置于25mL的容量瓶，用1，2二氯乙烷溶解，随后加入乙醇硫酸溶液调整pH值为4，支持电解质LiClO₄浓度为0.05mol/L，然后用乙醇稀释到最终刻度，最后乙醇与1，2二氯乙烷的体积比为3∶1，制得样品溶液。将样品溶液加入到电化学池中，搅拌并用N₂纯化5min，然后用微分脉冲伏安法进行检测，其中扫描速度为10mV/S，脉冲高度为50mV，记录其伏安图，每一油样做三次平行实验，取三次实验的平均值作为测定结果。除特别说明，所有试验均在25±0.5℃下进行，同时都在氮气氛围下进行，结果如表3所示。

表3本方法所测的维生素E含量与HPLC测得维生素E含量

根据表3的结果，比较高效液相色谱法与本发明检测维生素E含量方法的检测结果，显然两种方法所得到的结果相近、差异较小，而且本方法在测量过程中，样品不需要经过任何与处理。采用本检测方法不仅方便、快速，而且结果准确。

Claims

1、一种快速检测维生素E含量的方法，可检测植物油中的维生素E含量，包括：

1)配制不同浓度的维生素E标准品的乙醇-1，2二氯乙烷溶液，调节其pH值为2-5，采用掺杂对甲苯磺酸的聚吡咯修饰电极，用微分脉冲伏安法检测，得到维生素E氧化峰电流和含量的标准曲线；

2)取样品溶于乙醇-1，2二氯乙烷的混合溶剂中，调节pH值为2-5，制得样品液；

3)将掺杂对甲苯磺酸的聚吡咯修饰电极置于样品液中，用微分脉冲伏安法检测氧化峰电流，根据标准曲线计算出样品中的维生素E浓度。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乙醇-1，2二氯乙烷的混合溶剂中含有浓度为0.02～0.1mol/L的支持电解质LiClO₄。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乙醇-1，2二氯乙烷溶液中乙醇和1，2二氯乙烷的体积比为3∶1。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微分脉冲伏安法的扫描速度为10～50mV/s，脉冲高度为50mV。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微分脉冲伏安检测在氮气气氛中进行，所述样品液在进行微分脉冲伏安实验前用N₂纯化。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述掺杂对甲苯磺酸的聚吡咯修饰电极由以下方法制得：将铂电极作为基体电极，置于吡咯单体和对甲苯磺酸的乙腈溶液中，在0.8～1.0V的电位之间，利用电化学工作站采用恒电位方法聚合80～120s。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于所述乙腈溶液中吡咯单体的浓度为0.02mol/L，对甲苯磺酸的浓度为0.02mol/L。

8、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电化学工作站的工作特征是：三电极工作***，参比电极为Ag/AgCl，辅助电极为铂丝电极，工作电极为铂电极。

9、一种测定维生素E含量的电极，其为掺杂对甲苯磺酸的聚吡咯修饰电极。

10、如权利要求9所述电极的制备方法，其包括：将铂电极作为基体电极，置于吡咯单体和对甲苯磺酸的乙腈溶液中，在0.8～1.0V的电位之间，利用电化学工作站采用恒电位方法聚合80～120s。