番茄红素检测方法的改进

2022.09.19

聂院玲李振兴

摘要：番茄红素是一种优良的天然色素，在诸多方面都有很高的应用价值，但由于其自身稳定性差，因此如何准确测定其含量成为一大难题。本文采用分光光度法通过在不同条件下进行对比分析，包括紫外色谱不同波长、不同溶剂、不同温度、不同提取时间和不同溶剂量等，找出最佳分离溶剂、提取温度、时间的测试方法。并通过标准溶液建立吸光度的回归方程，按上述最优条件进行样品吸光度测量对比，验证结果的可靠性。

关键词：番茄红素分光分度法最优化

番茄红素是一种脂溶性不饱和碳氢化合物，也是一种不含氧的类胡萝卜素，是广泛存在于自然界中的一种天然色素。其化学分子式为C14H56，分子量为536.85，溶点为174℃，纯品是深红色针式形状的结晶体，稍带些许金属光泽。番茄红素具有独特的分子结构——由11个共轭双键和2个非共轭双键组成，这种独特的分子结构造成它对光照反映十分敏感，特别是日光和紫外光[1-3]。番茄红素分布非常广泛，其中番茄果实中的含量最高，同时胡萝卜、红色葡萄柚、木瓜、西瓜等植物的果实和根部中也含有这一成分，由于其最早是从番茄中提取出来的，故被命名为番茄红素[4]。

因番茄红素独特的分子结构，造成其稳定性较差——在不同的温度下容易发生顺反式异构化和氧化分解。据文献记载，到目前为止共发现72个与番茄红素不同的异构体[5]，其中顺式异构体熔点低、极性强、易溶解，反式结构稍差，因此氧、光、酸、热等因素会对番茄红素的稳定性产生很大影响。

番茄红素常与其他类胡萝卜素共同存在于各种果实中，它们的结构十分相似，因此如何准确、快速地测量出番茄红素的含量是研究人员一直所面临的难题。据文献报道，目前主要的检测方法有液相色谱法（HPLC）、分光光度法、色差法及扫描比色法等。由于其中有些方法要求使用高纯度标准样品，有的程序操作繁杂，还有的提取溶剂存在毒性，因此本文采用分光光度法进行测量，通过分析不同条件下的反应来确定一种准确、快速、方便的番茄红素测定方法。

1 试验部分

1.1 试验方法

对番茄红素进行有机溶剂的提取，对提取液进行过滤，用紫外可见分光光度计测量滤液的吸光度值，然后按测定的吸光值，对比标准样品的摩尔消光系数并计算番茄红素的含量。

1.2 试剂与设备

1.2.1试剂

乙酸乙酯、三氯甲烷、正己烷、6号溶剂、番茄红素标准品。

1.2.2设备

精密分析天平（0～80g）：赛多利斯（十万分之一）；紫外可见分光光度计：TU 1810SPC。

2 实验分析与结果讨论

2.1 吸收光谱波长的选择

由于番茄红素与β-胡萝卜素的吸收光谱较为接近，为避免吸收光谱之间的影响，本实验将番茄红素样品和β-胡萝卜素样品分别溶入4种不同的溶剂中，即乙酸乙酯、6号溶剂、三氯甲烷、正己烷。然后在300～600nm范围内进行扫描，得出它们的吸收光谱（如图1）。根据测量，番茄红素和β-胡萝卜素在不同溶剂中对紫外吸收光谱的吸收峰值见表1。

由以上光谱图和吸收峰值表可知，番茄红素和β-胡萝卜素在不同溶剂中都有类似的吸收峰，且吸收峰的形状类似，但位置略有变化，吸收峰最高位置均为中间部分。同时可知，在番茄红素的吸收峰时，β-胡萝卜素在此位置也有吸收峰，因此造成β-胡萝卜素对番茄红素的测定有很大影响。但是，番茄红素在502nm吸收峰位置时其吸收强度很大，β-胡萝卜素在这一位置的吸收强度却很小，故选择502nm作为吸收光谱可避免β-胡萝卜素带来的影响。

2.2 溶剂的选择和影响

根据工业中对胡萝卜素的提取工艺，常用的溶剂有乙酸乙酯、6号溶剂、三氯甲烷、正己烷，为充分了解各种溶剂的性质以为后续测定提供依据，本试验分别对4种溶剂进行对比分析。

称4份重量为1g的番茄红素，分别加入20mL乙酸乙酯、6号溶剂、三氯甲烷、正己烷中，如果完全溶解，则再称取4份重量为1g的番茄红素分别加入4种溶液，保证番茄红素达到饱和。然后，依据各溶液沸点（乙酸乙酯77℃、6号溶剂67.5℃、三氯甲烷61℃、正己烷69°C）在20～70℃之间的特性，每隔10℃测量一次吸光值，对比测算出其溶解浓度，进而得出溶解性较好的溶剂。4种不同溶剂的溶解度趋势如图2～5。

从图2～5中可以看出，三氯甲烷溶解度最大，但毒性亦較大；其次分别为乙酸乙酯、6号溶剂、正己烷，其中乙酸乙酯成本较低且毒性小，因此，选择乙酸乙酯作为提取剂进行后续试验。

2.3提取温度的选择和影响

称取6份重量为1g的番茄红素，分别溶入20mL乙酸乙酯中，分别在25、30、35、40、45、50、55℃的温度下恒温2h后，过滤，各取滤液1mL定容到一定体积，测定吸光值，结果见图6。

由图6可知，温度对番茄红素的提取率有明显影响——不高于50℃时，提取率随温度的升高逐渐增大，溶解度也随之增大，吸光度也在增大；但温度高于50℃后，吸光度开始逐渐下降。所以，温度保持在50℃时番茄红素的提取效果最为适宜。

2.4提取时间的选择和影响

称取5份重量为1g的番茄红素，分别溶入20mL乙酸乙酯中，在50℃下恒温1、1.5、2、2.5、3h后，过滤，各取滤液1mL定容到一定体积，测定吸光值，结果见图7。

由图7可知，不同时间对番茄红素的提取率有明显影响。由于提取过程实质上是一个扩散过程，在开始时间段，扩散过程随时间延长越来越好，但在2h时达到平衡，随着时间的延长扩散过程不再变化，吸光度也趋于稳定，所以提取时间以2h最为适宜。

2.5溶剂量的选择和影响

称取6份重量为1g的番茄红素，分别溶入5、10、15、20、25、30mL乙酸乙酯中，在50℃下恒温2h后，过滤，各取滤液1mL定容到一定体积，测定吸光值，结果见图8。

由图8可知，不同溶剂量对番茄红素的提取率也有影响，但不是特别显著。溶剂量小时，扩散过程容易达到饱和，随着溶剂量的增加，扩散过程更加完全，但溶剂量超过20mL后，溶剂的增加对吸光度影响不大，所以溶剂量定为20mL较为合理。

3测试结果

综合考虑到以上试验条件，并结合番茄红素对光和氧比较敏感的特点，为了缩短与光和空气接触的时间，故整个浸提过程选择暗室和微波提取。

3.1标准样品

3.1.1 标准溶液的制备

称取10mg番茄红素标准品和20mgBHT，取少量乙酸乙酯溶解后，定容至100mL棕色容量瓶中。

3.1.2 标准曲线

将标准溶液稀释为1、2、4、8、1、12μg/mL，于502nm下测定其吸光度建立回归曲线（如图9）。

3.2样品加标提取及测定

称取0.5～2.0g样品5份，2份加入标准溶液2mL，在暗室中进行提取，其中用乙酸乙酯定容并测定其吸光度，带入回归曲线，计算回收率为91.2%、95.4%，回收率满足要求。

4 结论

經试验验证，用乙酸乙酯作为溶剂，在50℃温度下，提取时间为2h等最优条件下，于502nm处测定其吸光度，回收率较好，能够快速准确地测量出番茄红素的结果。

参考文献：

[1] 李雪雁.番茄红素的生产与检测研究[J].电子科技大学学报2003，32（6）：760-763.

[2] 张连富，丁霄霖.番茄红素简便测定方法的建立[J].食品与发酵工业，2001，27（3）：51–551.

[3] 侯纯明，周鑫，等.紫外分离测定番茄红素[J].粮食与食品工业，2006，13（2）：11-14.

[4] 滕秀兰，蒲陆梅，王兴民，等.分光光度法测定番茄红素[J].理化检验-化学分册，2013，49（11）：1385-1389.