Advances in Analytical Chemistry Vol.3 No.2(2013), Article ID:12356,5 pages DOI:10.12677/AAC.2013.32003

Research Progress in Development of the Determination Methods of Vitamine C in Food and Pharmaceuticals*

Hongliang Zhu1, Huofeng Dai1, Kairun Wang1, Tupeng Yao1, Yun Zhang1,2, Haoyu Shen1#

1Ningbo Institute of Technology, Zhejiang University, Ningbo

2Quzhou Center for Disease Control and Prevention, Quzhou

Email: #[email protected]

Received: Jul. 16th, 2013; revised: Jul. 20th, 2013; accepted: Aug. 1st, 2013

Copyright © 2013 Hongliang Zhu et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

ABSTRACT：

Vitamin C is necessary to the growth and metabolism for human beings. Vitamin C is mainly from fruits, vegetables and medicine, so it is one of the important standards to evaluate the quality of the food nutrition and medicine. With the growing concern of food safety, the quantitative analysis of vitamin C in food nutrition and pharmaceuticals has been attracted more and more attention. In recent years, determination techniques of vitamin C in food and pharmaceuticals have been developed rapidly, including titrimetric method, spectrophotometric method, electrochemical method, chemiluminescence method, flow injection analysis, liquid chromatography and indirect atomic adsorption methods, etc. In this work, some principles, characteristic and the recent progress of reported methods have been summarized and compared.

Keywords: Vitamin C; Food and Pharmaceuticals; Determination Method; Review

食品与药品中维生素C含量的检测方法进展*

朱宏亮1，戴火锋1，汪凯闰1，姚屠鹏1，张  蕴1,2，沈昊宇1#

1浙江大学宁波理工学院生物与化学工程学院，宁波

2衢州市疾病预防控制中心，衢州

Email: #[email protected]

摘 要：

维生素C是人体不可缺少的营养物质之一，人体主要通过新鲜水果、蔬菜或药片来获取或补充维生素C。因此维生素C的含量成为评价食品营养价值和药品质量的重要标准之一。近年来食品与药品中维生素C的检测方法发展较为迅速，主要有滴定分析法、光度法、电化学法、化学发光法、流动注射法、液相色谱法以及原子吸收间接法等。本文对比总结了这些方法的原理、特点以及应用范围，讨论了方法的优缺点，以期为选择合适的检测方法提供一定的参考。

收稿日期：2013年7月16日；修回日期：2013年7月20日；录用日期：2013年8月1日

关键词：维生素C；食品与药品；检测方法；综述

1. 引言

维生素C又称抗坏血酸，其结构式如图1所示，是一种重要的水溶性维生素，作为一种抗氧化剂和自由基清除剂，能够缓解多种疾病的氧化应激，与生命活动密切相关，具有极其重要的生理功能[1]。维生素C在人体内不能合成，因此必须从食品中摄取，其中水果和蔬菜是人体维生素C的主要来源[2]。中国营养

Figure 1. The structural formula of vitamin C

图1. 维生素C的结构式

学会推荐的每日膳食营养素供给量(RDAs)中婴儿(初生~12个月)维生素C的摄取量为30 mg/天，儿童(1~12岁)为40~50 mg/天，12岁以上及成年人为60 mg/天[3]。人体如果缺乏维生素C将引起疾病的发生，甚至导致坏血病、心脏及肝脏损伤等疾病。由于维生素C的性质不稳定，在氧气、金属离子(如Cu2+、Ag+、Fe3+)存在下以及碱性、高温等条件下，很容易被氧化[1,4]，不能确保维生素C的含量恒定。因此，测定食品中维生素C的含量对人们日常通过膳食补充维生素C具有科学的指导意义[3-5]。近年来，随着人们对食品安全问题的日益关注，维生素C的定量分析在食品营养分析与药物分析中越来越受到人们的重视。

文献报道的食品与药品中维生素C的检测方法主要包括滴定分析法[6-8]、光度法[6,9-12]、电化学法[6,13-16]、化学发光法[6,17]、流动注射法[18,19]、液相色谱法(HPLC)[6,20-27]以及原子吸收间接法(AAS)[6,28-30]等。表1中汇总了已报道的主要检测方法。以下对几种常见的检测方法进行简要的叙述。

2. 维生素C的测定方法

2.1. 滴定分析法

采用滴定法测定维生素C的原理主要是利用维生素C的氧化还原性质，通过化学反应，选择合适的指示剂，根据样品溶液颜色的变化判定终点。常见的方法有2,6-二氯吲哚酚滴定法(又称染料法)[7]和碘量法[8]等。其中2,6-二氯吲哚酚滴定法的基本原理是：在酸性环境中，红色的2,6-二氯吲哚酚与维生素C反应被还原为无色的酚亚胺，以2,6-二氯吲哚酚染料为滴定剂，用滴定剂自身的颜色变化指示终点，当溶液中的维生素C刚好被全部氧化时，溶液呈浅红色30 s内不褪色，即为滴定终点，其反应式如图2所示。滴定分析法快速、准确、方便，可用于测定水果中少量的维生素C。但当样品中含有Fe(II)、Sn(II)、Cu(I)、SO2、S2O32−等离子和富含丹宁酸、甜菜苷时，由于这些物质本身也有还原性，也会与氧化剂发生氧化还原反应，而使测定结果不准确。因此滴定分析法往往只适用于测定不含L-脱氢抗坏血酸(DHA)、花青素含量较低及不含还原性离子的样品[31]。

2.2. 光度法

光度法测定样品中维生素C含量的原理大多利用显色剂与维生素C发生的氧化还原反应，通过测定溶液的吸光度建立标准曲线来测定样品维生素C的含量[32]。然而，由于总抗坏血酸的局限性，例如GB/T 12392-1990只能测定脱氢抗坏血酸。而对于还原型抗坏血酸测定，GB5009.159-2003则采用抗坏血酸与固蓝盐B(Fast blue salt B)反应生成黄色的草酰肼-2-羟基丁酰内酯衍生物，在最大吸收波长420 nm测定吸光度来检测[32]。陈焕文等[9]采用亚甲蓝褪色光度法能够方便的测定维生素C，具有良好的选择性。黄仲鑫[12]利用抗坏血酸对于Cu(II)具有专一的还原作用，在Cu(II)的存在下，抗坏血酸将Cu(II)迅速还原成Cu(I)，Cu(I)与新亚铜灵(2,9-二甲苯-1,10菲绕啉)络合生成黄色水溶性物质，并在分光光度计下测定。此类方法结果可靠，重现性好，能准确测定维生素C的含量；但如果待测液本身有颜色时，吸光度会受到影响，进而影响测定结果的准确性，且耗时较长。

2.3. 电化学法

电化学分析法是利用维生素C在电极上发生氧化反应而进行测定的。维生素C在电极上失去2个电子和2个氢离子被氧化形成脱氢抗坏血酸，经过不可逆的水合作用形成脱氢古落糖酸。常用的工作电极有金属电极、石墨电极等，但维生素C在此类电极氧化需要较高的氧化电位，在检测过程中易受到其它物质的干扰。近年来，采用修饰电极来降低氧化电位受到研究者的广泛重视，如纳米粒子金修饰的氧化钛膜电极(Au/TiO2/Ti)[14]，聚吡咯修饰的分子印迹(MIP)石墨电极[17]等，大大提高了检测方法的灵敏度和选择性。电化学分析法具有分析速度快，操作简便、成本低、试剂用量少等优点，还可以与液相色谱[20]、毛细管电泳[26]、生物传感器[16]等联用来提高测定方法的灵敏度。

Table 1. Determination methods of vitamin C in food and pharmaceutical

表1. 食品与药品中维生素C的检测方法

Figure 2. Reaction mechanism of the 2,6—chloride indoles phenol based titration method

图2. 2,6-二氯吲哚酚滴定法反应式

其缺点是对样品前处理要求较高，操作较为繁琐。

2.4. 化学发光法(CL)

化学发光法(CL)是利用维生素C与高锰酸钾、K2Cr2O7、Fe3+或铁氰化合物等发生氧化反应，并与鲁米诺(Luminol)或光泽精(Lucigenin)化学发光体系进行反应偶合来测定体系的发光强度进行维生素C的测定。Kato等利用在维生素C中加入Fe-叶绿酸发光体系发生淬灭来测定微量的维生素C[17]。化学发光法具有易操作、线性范围宽和灵敏度高的优点，是一种有效的痕量分析方法。

2.5. 流动注射分析法(FIA)

流动注射分析法(FIA)是将有色(或无色但有紫外吸收)溶液作为载流，当被测样品注入载流时，发生化学反应，使载流溶液颜色变淡(或紫外吸收降低)。若载流吸光度的变化与被测物质量具有一定的函数关系，即可以此对被测样品进行定量。流动注射法具有试剂用量少，重现性好，样品自动注射，占用空间少等优点[19]，特别适用于在大量样品中测定某一种目标分析物。近年来，FIA技术用于维生素C测定受到很多研究者的关注，实现了快速、自动分析测定维生素C。流动注射系统可以与光谱法、电化学分析、色谱法、荧光法结合，与传统方法相比，大大提高了灵敏度和准确度。

2.6. 液相色谱法(HPLC)

液相色谱法(HPLC)由于其具有灵敏度高、重现性好、操作简便和能实现多种维生素的同时测定等优点已成为近年来应用最广的分离和测定维生素C的方法。基于样品前处理方法、测定色谱条件和检测器的不同采用HPLC测定维生素C含量的方法也不尽相同。常用于测定维生素C的色谱柱以反相柱为主，检测器包括的紫外(UV)或二极管阵列(PDA)检测器和电化学(EC)检测器等[20,25]。例如：Maia 等采用0.2%的偏磷酸–甲醇–乙腈 (90:8:2)为流动相，C18柱为色谱柱，在254 nm波长下对药品中的维生素C含量进行测定[21]。Quiros等，以0.1%(V/V)的甲酸溶液为流动相，Mediterranea sea 18为色谱柱，在254 nm波长下测定果汁和饮料中维生素C含量[23]。由于流动相常常要使用含有一定的离子强度的缓冲溶液，故基本无法使用液相色谱–质谱联用技术来测定维生素C的含量。

2.7. 原子吸收光谱法(AAS)

原子吸收光谱法(AAS)间接测定维生素C的含量已有一些报道[28-30]，大致分为两类：沉淀法和阳离子树脂交换法。沉淀法的原理是：在酸性介质中维生素C与Cu2+及SCN−反应生成一价铜盐CuCNS (沉淀)，分离后用原子吸收法测铜含量而间接测定维生素C含量[28]。阳离子树脂交换法是通过维生素C在阳离子交换柱表面将高氧化态金属离子或氧化物(Fe3+, MnO2)还原为低氧化金属离子(Fe2+, Mn2+)，通过流动注射(FI)洗脱，利用原子吸收光谱法(AAS)测定其中还原态金属离子，从而达到间接测定维生素C含量的目的[29, 30]。

3. 结论与展望

综上所述，食品与药品中维生素C的定量分析方法中，已报道的几类主要检测方法各有利弊。常规滴定法方法简单，但操作费时费力，滴定有色物质时终点难以判断；紫外分光光度法目前所需的仪器设备比较成熟，且准确度较高，因而成为实验室定量分析维生素C的主要方法。高效液相色谱法由于其选择性好、测定迅速，与其他检测技术联用灵敏度较高，是近年来发展快速的一种方法，但仪器设备价格高昂，推广和普及仍存在一定的困难；原子吸收法操作简单快速，可以避免果蔬中色素的干扰，但同样的也存在仪器设备价格高昂的问题；电化学法应用于维生素C的定量检测是近几年来研究应用最活跃的一个领域，因其所需仪器结构简单、操作方便、便于携带且准确度高，在现场快速检测方面具有较好的应用前景，但实用性有待进一步完善。

4. 致谢

本文得到浙江省大学生科技创新活动计划(新苗人才计划2012)项目和浙江大学宁波理工学院教研教改项目(NITJY-201021, NITJY-201217)的资助，特此感谢。

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NOTES

*本文得到浙江省大学生科技创新活动计划(新苗人才计划2012)项目和浙江大学宁波理工学院教研教改项目(NITJY-201021, NITJY- 201217)的资助，特此感谢。

#通讯作者。