SPEC18柱-分光光度法测定玛咖酒中总皂苷

郑若欣1,易 啸1,陈 涛1,吴小娟1,魏劲松1,刘小刚2*

(1.四川国检检测有限责任公司,四川 泸州 646000;2.泸州老窖股份有限公司,四川 泸州 646000)

摘 要:该实验优化了玛咖酒试样中总皂苷含量测定的前处理方法,通过方法确认来考察该方法的可行性。结果表明,玛咖酒试样采用SPEC18柱纯化进行前处理;选用体积分数95%的乙醇作为洗脱剂。人参皂苷Re吸光度值与其质量浓度呈良好的线性关系,线性范围0~0.20 mg/mL;方法检出限为4.6 mg/L;方法正确度的偏差在5 mg/L添加水平<20%、在15 mg/L及50 mg/L添加水平下均<10%,符合要求;精密度实验结果相对标准偏差(RSD)为2.24%;加标回收率在90%~103%。建立的玛咖酒试样中总皂苷检测方法精密度及准确度高,适用于该产品总皂苷含量的测定。

关键词:玛咖酒试样;总皂苷;SPEC18柱;分光光度法

玛咖(Lepidium meyenii Walp.)为十字花科独行菜属一年生或两年生草本植物,原产于高海拔南美安第斯山地区,我国自20世纪初引种,在云南、西藏、新疆和四川等地种植,2011年被中国卫生部批准为新食品原料[1-3]。目前以玛咖作为原料已经开发生产了47种保健食品,其中与中药配伍的有27种,同时还有多项专利对玛咖进行研究[4]。而玛咖作为配制酒原料也已得到普遍应用。玛咖中的化学物质如氨基酸[5-6]、玛咖酰胺和玛咖烯类[7]、芥子油苷和异硫氰酸酯类[8]、生物碱[9]、黄酮[10]等都已有相应的研究进展。玛咖中含有丰富的皂苷类物质,是有效的活性成分之一,作为配制酒中的原材料应用愈加广泛。玛咖中含有丰富的皂苷类物质,是有效的活性成分之一,作为配制酒中的原材料应用愈加广泛。

皂苷类物质研究方法多为高效液相色谱法及高效液相色谱质谱法[11-20],但目前针对玛咖及其配制酒中总皂苷含量测定的研究较少,不能有效的表征该类产品中总皂苷的含量水平。现有的测定总皂苷标准方法有4项[21-24],其中保健食品中总皂苷的检测方法主要为《保健食品理化及卫生指标检验与评价技术指导原则(2020年版)》,采用Amberlite-XAD-2大孔树脂(或D-101大孔树脂)纯化样品总皂苷[23];普通食品多引用T/AHFIA 004—2018《食品中总皂苷含量的测定分光光度法》,采用XAD-2大孔树脂分离纯化[24]。比较已有的方法可以看出,总皂苷的纯化分离均使用树脂填充柱,在检测过程中由于手工填柱导致可重现性和准确度均偏低,操作时间偏长。因此本实验拟采用SPEC18柱作为固相萃取方式进行玛咖酒中总皂苷的纯化分离,通过方法确认来考察该方法的可行性。以期建立一种准确性、重复性高,操作性强的玛咖酒试样中总皂苷检测方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

玛咖酒(52% vol):泸州老窖养生酒业有限责任公司;人参皂苷Re标准品(纯度>98%):中国药品生物制品检定所;Amberlite-XAD-2大孔树脂:美国Sigma化学公司;D101大孔吸附树脂:成都市科龙化工试剂厂;甲醇(色谱纯):美国Thermo Fisher公司;中性氧化铝(100~200目)、乙醇、香草醛、冰乙酸、高氯酸等(均为分析纯):国药集团化学试剂有限公司;试验用水均为一级水。

1.2 仪器与设备

U-3900紫外可见分光光度计:日本HITACHI公司;MPEva GS平行浓缩仪:睿莱博仪器(广州)有限公司;CPA225D电子天平:德国赛多利斯公司;SPE-12固相萃取装置:上海安谱科学仪器有限公司;SPEC18柱(500 mg填料,3 mL):天津博纳艾杰尔科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 人参皂苷标准储备溶液溶液配制

称取人参皂苷Re标准品10.0 mg于10 mL容量瓶中,用甲醇溶解并定容。

1.3.2 最大吸收波长测定及标准曲线绘制

分别取0、0.05mL、0.075mL、0.100mL、0.150mL、0.175mL、0.200 mL人参皂苷Re标准溶液于10 mL比色管中,60 ℃氮吹至干。加0.2 mL 5%香草醛冰醋酸溶液,0.8 mL高氯酸后于60 ℃水浴中保温10 min,自来水冷却后加入5 mL冰乙酸,混匀后以试剂空白为参比,用系列标准溶液全波段扫描确定最大吸收波长后,测定系列标准溶液吸光度值。以人参皂苷Re质量浓度(C)为横坐标,吸光度值(A)为纵坐标,绘制标准曲线。

1.3.3 大孔树脂填充柱及SPEC18柱预处理

大孔树脂填充柱:取适量Amberlite-XAD-2大孔树脂和D101大孔吸附树脂适量于烧杯中,使用无水乙醇浸泡(覆盖树脂2.5~5.0 cm),缓慢搅拌树脂1 min以充分混合,静置2 h。倒出乙醇,用一级水冲洗,直至无醇味。然后再用等量的无水乙醇洗涤,充分混合静置20 min,再用一级水洗至无醇味,备用。用10 mL玻璃注射器作层析管,分别装入柱高3 cm预处理过的D101大孔吸附树脂和Amberlite-XAD-2大孔树脂,用一级水洗至无醇味后,加入柱高1 cm中性氧化铝。先用25 mL体积分数70%的乙醇洗柱,再用25 mL水洗柱,弃去洗脱液,待上样。

SPEC18柱:取20 mL一级水淋洗SPEC18柱,然后用20 mL甲醇进行活化,再用20 mL一级水平衡,待水与柱筛板近平时上样。

1.3.4 大孔树脂填充柱及SPEC18柱分离能力比较

取玛咖酒试样20 mL于50 mL蒸发皿中,60 ℃水浴上挥干,5 mL水溶解后洗脱至10 mL容量瓶中,定容为样品提取液。

树脂填充柱分离:取样品提取液2 mL注入填充柱中保留20 min,先用25 mL水洗柱,控制流速1.5~2.0 mL/min,弃去洗脱液,再用25 mL体积分数70%的乙醇洗脱,控制流速1.5~2.0 mL/min,收集洗脱液于蒸发皿中,60 ℃水浴挥干,测定(同1.3.2中标准溶液测定方法)。

SPEC18柱分离:取样品提取液2 mL注入预先处理的SPEC18柱中,保留20 min后控制流速在1滴/s流出,待测液与柱筛板近平时加入10 mL水淋洗SPEC18柱,弃去流出液。加入6 mL体积分数70%的乙醇洗脱SPEC18柱,收集洗脱液于蒸发皿中,60 ℃水浴挥干,测定(同1.3.2中标准溶液测定方法)。

1.3.5 检测方法优化及确认

洗脱液浓度对皂苷含量影响:分别取6组提取液2 mL注入预先处理的SPEC18柱中,保留20 min后控制流速在1滴/s流出,待测液与柱筛板近平时加入10 mL水淋洗SPEC18柱,弃去流出液。分别加入6 mL体积分数为70%、75%、80%、85%、90%、95%的乙醇洗脱SPEC18柱,收集洗脱液于蒸发皿中,60 ℃水浴挥干,测定(同1.3.2中标准溶液测定方法)。

方法检出限:参考GB/T 27417—2017《合格评定化学分析方法确认和验证指南》中检出限目视评价法[25]。以52% vol的浓香型白酒为空白基质添加已知浓度的标准品溶液,配制成5个质量浓度梯度(5.5mg/L、5.0mg/L、4.5mg/L、4.0mg/L、3.0 mg/L)的人参皂苷Re溶液,进行检测,每个浓度的平行测试次数7次。以正好不能检出目标组分的浓度为参考,将其上一个正好能被检出的浓度作为检出限参考值。计算该浓度下7组测定值平均值及总标准偏差S,检出限即为+3S。

方法正确度:以52% vol的浓香型白酒为空白基质,配制成人参皂苷Re质量浓度分别为5 mg/L、15 mg/L、50 mg/L。分别取上述6组溶液20 mL于水浴锅60 ℃挥干,5 mL水溶解后洗脱至10 mL容量瓶中定容。取2 mL提取液于已预处理的SPEC18柱保留20 min后控制流速在1滴/秒流出,待测液与柱筛板近平时加入10 mL一级水淋洗SPEC18柱,弃去流出液。加入6 mL(95%)乙醇洗脱SPEC18柱,收集洗脱液于10 mL比色管中,60 ℃氮吹至干,显色测定。以平行试验的均值与加入浓度后测定值比较。

方法精密度:分别取6组玛咖酒样各20 mL,60 ℃水浴挥干,用5 mL水溶解后洗脱至10 mL容量瓶中定容。于SPEC18柱净化后60 ℃氮吹至干(同正确度实验方法),显色测定。计算相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)(n=6)。

方法加标回收率:分别取3组玛咖酒样各20 mL,每组加标量的质量浓度分别为5 mg/L、10 mg/L、25 mg/L,于水浴锅60 ℃挥干,5 mL水溶解后洗脱至10 mL容量瓶中定容。SPEC18柱净化后测定(同正确度实验方法)。其回收率计算方式为回收率=(标准加入测定值-本底值)/标准加入值×100%。

2 结果与分析

2.1 最大吸收波长及标准曲线

按照1.3.2方法进行试验,通过全波段扫描该方法最大吸收波长为560 nm,绘制标准曲线见图1。由图1可知,以人参皂苷Re质量浓度(C)为横坐标,吸光度值(A)为纵坐标绘制标准曲线,得到线性回归方程A=4.457 2C-0.0.052 0(R2=0.990 1),线性范围0~0.20 mg/mL。

图1 人参皂苷Re的标准曲线
Fig.1 Standard curve of ginsenoside Re

2.2 树脂填充柱和SPEC18柱测定结果比较

按照1.3.4的方法进行两次平行试验,比较不同方式固相萃取纯化分离总皂苷的差异,结果见表1。由表1可知,填充柱测定值结果相对偏小且相对标准偏差大于10%,而SPEC18柱结果值稳定且纯化分离结果较好。同时在试验过程中发现填充柱容易出现柱塌陷,流速难以控制,不同批次之间回收结果差异大。因此选用SPEC18柱作为固相萃取纯化柱具有良好的实用性和高效性。

表1 树脂填充柱和SPEC18柱总皂苷测定结果比较
Table 1 Comparison of total saponins determination results between resin packed column and SPEC18 column

2.3 检测方法优化及确认结果

2.3.1 洗脱液浓度对检测结果的影响

按照洗脱液浓度对皂苷含量影响的方法进行试验,考察乙醇洗脱液浓度对总皂苷检测结果的影响,结果见表2。由表2可知,70%~95%乙醇体积分数下总皂苷含量无明显差异,而在试验中发现转移至蒸发皿水浴挥干和比色管中氮吹两种方式下,氮吹法更为稳定且不需再显色后再转移,因此选择体积分数95%的乙醇作为洗脱剂以达到快速氮吹至干的目的。

表2 乙醇洗脱液体积分数对总皂苷测定结果的影响
Table 2 Effect of ethanol elution volume fraction on total saponins determination results

2.3.2 方法检出限

根据试验结果可知,空白基质质量浓度>5 mg/L以上的阳性检出率为100%,空白基质质量浓度<5 mg/L的阳性检出率为0%,测定值平均值为4.07 mg/L,计算总标准偏差S为0.18,因此检出限为4.6 mg/L。

2.3.3 方法正确度

方法的正确度试验测定结果见表3。由表3可知,检出限、中值(1~10倍检出限)、高值(10倍检出限)3水平下空白基质加标后平均值与加标浓度比较偏差分别<20%、<10%,均在可信任区间范围内,由此可证明该方法系统误差较小。

表3 方法正确度试验测定结果
Table 3 Determination results of method accuracy

2.3.4 方法精密度

方法的精密度试验测定结果见表4。由表4可知,对总皂苷精密度试验的数据进行处理,可得相对标准偏差(RSD)(n=6)为2.24%。试验表明,该方法测定总皂苷含量具有较好的可重复性。

表4 方法精密度试验测定结果
Table 4 Determination results of method precision

2.3.5 方法加标回收率

按照回收率方法进行试验,结果如表5所示。试验表明,以玛咖酒中总皂苷含量(平均值15.60 mg/L)为基础值,3水平下回收率均在90%~103%之间,满足GB/T 27417—2017中1~100 mg/kg质量浓度下回收率偏差要求90%~110%[12]。该方法测定总皂苷含量偏倚度小具有较高的准确性。

表5 方法的加标回收率试验结果
Table 5 Results of standard recovery rate of the method

3 结论

该实验对玛咖酒试样中总皂苷含量测定的前处理方法进行优化,并考察该方法的可行性。结果表明,玛咖酒试样采用SPEC18柱纯化,选用体积分数95%的乙醇作为洗脱剂;人参皂苷Re吸光度值与其质量浓度呈良好的线性关系(R2=0.990 1),线性范围0~0.20 mg/mL;方法检出限为4.6 mg/L;方法正确度的偏差在5 mg/L添加水平<20%、在15 mg/L及50 mg/L添加水平均<10%,符合要求;精密度实验结果相对标准偏差(RSD)为2.24%;加标回收率在90%~103%。建立的玛咖酒试样中总皂苷检测方法正确度及精密度高,适用于该产品总皂苷含量的测定。

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Determination of total saponins in maca wine by SPEC18 column-spectrophotometry

ZHENG Ruoxin1,YI Xiao1,CHEN Tao1,WU Xiaojuan1,WEI Jingsong1,LIU Xiaogang2*
(1.Sichuan National Inspection and Testing Co.,Ltd.,Luzhou 646000,China;2.Luzhou Laojiao Co.,Ltd.,Luzhou 646000,China)

Abstract:The pretreatment method for the determination of total saponins content in maca wine samples was optimized,and the feasibility of this method was investigated through method confirmation.The results showed that the maca wine sample was purified by SPEC18 column,and ethanol with 95% volume fraction was selected as the eluent.The absorbance value and mass concentration of ginsenoside Re showed a good linear relationship with linear range of 0-0.20 mg/ml,and the detection limit of the method was 4.6 mg/L.The deviation of method correctness was less than 20% at the addition level of 5 mg/L,and less than 10% at the 15 mg/L and 50 mg/L levels.The relative standard deviation (RSD) of the precision test was 2.24%,and the standard recovery rate was 90%-103%.The established method for the determination of total saponins in maca wine samples had high precision and accuracy,which was suitable for the determination of total saponins content of the product.

Key words:maca wine;total saponins;SPEC18 column;spectrophotometry

中图分类号:O657.7

文章编号:0254-5071(2021)11-0169-04

doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2021.11.030

引文格式:郑若欣,易啸,陈涛,等.SPEC18柱-分光光度法测定玛咖酒中总皂苷[J].中国酿造,2021,40(11):169-172.

收稿日期:2021-04-14

修回日期:2021-07-04

作者简介:郑若欣(1987-),女,工程师,硕士,研究方向为食品及酒类分析检测。

*通讯作者:刘小刚(1983-),男,高级工程师,博士研究生,研究方向为酿酒及健康养生酒研究。