花青素在光度法测定Fe3+中的应用

夏雁青，李卫宾

(1.枣庄学院 化学化工与材料科学学院，山东 枣庄 277160；2.山东公信安全科技有限公司，山东 枣庄 277100)

花青素在光度法测定Fe3+中的应用

夏雁青1，李卫宾2

(1.枣庄学院 化学化工与材料科学学院，山东 枣庄 277160；2.山东公信安全科技有限公司，山东 枣庄 277100)

利用从紫甘蓝中提取的花青素与Fe3+发生络合反应，建立了一种分光光度法定量测定Fe3+的新方法。在pH值 4.0的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中花青素与Fe3+发生络合反应，当Fe3+浓度在0.1～1.0 mg/10 mL范围内时，与吸光度呈良好的线性关系，相关系数R2=0.9984，线性方程为A=0.2462C+0.4985，该方法灵敏度高、反应迅速、重现性好。

花青素；分光光度法；Fe3+

花青素又称花色素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，属黄酮类化合物[1-4]。作为一种天然食用色素，它安全、无毒、资源丰富，而且具有一定营养和药理作用，在食品、化妆、医药等方面有着巨大的应用潜力。大量研究表明，花青素具有抗氧化、抗突变、预防心脑血管疾病、保护肝脏、抑制肿瘤细胞发生等多种生理功能[2-3]。目前食品工业上所用的色素多为合成色素，几乎都有不同程度的毒性，长期使用会危害人体健康，因此天然色素就引起越来越多的关注。

花青素的基本结构单元是2-苯基苯并吡喃型阳离子(如图1)。紫甘蓝中的花青素主要是以二个苯环并-3碳的单位连结(C6-C3-C6)为母体，在 3，5 位上取代的衍生物[5]。花青素分子中存在共轭体系，具有酸性与碱性基团，母体中邻羟基的存在能与高价金属离子发生络合反应，生成有色络合物[2]，可利用花青素的这一性质作为金属离子的显色剂，采用分光光度法对金属离子进行测定。花青素来源于植物，以此建立的测定方法对环境友好、绿色环保。

图1 花青素结构

1 实验

将预先准备好的新鲜紫甘蓝切成小片状放入蒸发皿，在真空干燥箱中烘干。为防止温度过高破坏花青素的结构，温度控制在50 ℃左右。待紫甘蓝叶片完全烘干后，用研钵研成粉末状，放入棕色广口瓶内密封保存备用。

称取4.8 g紫甘蓝粉末于圆底烧瓶中，加入200 mL 10%乙醇溶液，在50 ℃恒温水浴中提取2 h。旋转蒸发除去溶剂，用去离子水定容到 250 mL容量瓶中。将此花青素溶液放置于冰箱中-4 ℃保存(4天后吸光度仍然稳定)。

在pH值4.0的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中，向4 mL花青素溶液中分别加入0，0.1 mg /10 mL，0.2 mg/10 mL，0.4 mg/10 mL，0.6mg/10 mL，0.8 mg/10 mL和1.0 mg/10 mL的Fe3+溶液，定容于10 mL 比色管中。

在pH值4.0的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中，向4 mL花青素溶液中分别加入0.2 mg/mL Al3+和10 mg/mL Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Mn2+、Zn2+，定容于10 mL比色管中。各待测溶液均需稳定5min再进行测量。

将配制好的溶液在紫外-可见分光光度计上进行测量，得到450～700 nm 之间的最大吸收光谱图和最大吸收波长处对应的吸光强度。

2 结果与讨论

2.1 体系吸光度与Fe3+含量的关系

图2是在pH 值4.0的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中加入不同含量Fe3+与花青素反应后体系的吸收光谱图。从图中可以看出，吸光度随Fe3+含量的增大而增强，最大吸收波长发生了一定程度的红移。

1～7分别对应Fe3+含量：0，0.1 mg/10 mL，0.2 mg/10 mL，0.4 mg/10 mL，0.6 mg/10 mL，0.8 mg/10 mL和1.0 mg/10 mL

图2 pH值 4.0的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中加入不同浓度Fe3+体系的吸收光谱

图3为Fe3+与花青素发生络合反应后，体系吸光度与Fe3+的含量的线性关系图，线性方程为A=0.2462C+0.4985，相关系数R2=0.9984，由此我们建立了一种花青素分光光度法测定Fe3+的新方法。

图3 吸光度A与Fe3+含量的线性关系图

2.2 多种金属离子干扰实验

谱线1对应0.1 mg/10 mL的Fe3+，谱线2对应0.2 mg/10 mL的Al3+，其它重叠谱线对应10 mg/10 mL的Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Mn2+、Zn2+

图4 向花青素溶液中加入各金属离子后体系的吸收光谱

在pH 值4.0的 乙酸-乙酸钠缓冲溶液中，分别向花青素溶液中加入Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Mn2+、Zn2+、Al3+和Fe3+得到的吸收光谱如图4所示。可以看出，2倍于Fe3+含量的 Al3+对花青素溶液的吸光度有轻微的影响，而100倍于Fe3+含量的 Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Mn2+、Zn2+则基本没有影响。

2.3 蛋黄回收率和精密度的测定

蛋黄中含有丰富的Fe3+，为了检验方法的准确度和可靠性，选用蛋黄对该法方进行验证。准确称取10 g煮熟的新鲜鸡蛋蛋黄，用 pH值 4.0的乙酸-乙酸钠缓冲液定容到100 mL容量瓶中，移取1 mL上清液至10 mL比色管中，加入 4 mL 花青素溶液，定容；再移取1 mL上清液至10 mL比色管中，加入 4 mL花青素溶液和2 mL 0.1 mg/mL的 Fe3+溶液，定容。上机测吸光度得到如表1所示结果。

表1 蛋黄上清液和蛋黄上清液中加入 Fe3+ 后吸收光谱数据

根据线性方程求得：

当吸光度为 A'=0.8668 时，C '=149.6 μg/mL；

当吸光度为 A''=0.9151 时，C''=169.2 μg/mL；

蛋黄的回收率为(169.2～149.6μg/mL)×10 mL/(0.1 mg/mL×2 mL)×100%=98%。

可以看出，该方法的精密度较高，蛋黄的回收率应该在95%到105%之间，表明该实验方法的准确度和可靠性较好。

[1] Panagiotis Arapitsas,Charlotta Turner.Pressurized solvent extraction and monolithic column-HPLC/DAD analysis of anthocyanins in red cabbage[J].Talanta, 2008,74(5):1218-1223.

[2] 吴立军,吴继洲.天然药物化学[M].4版.北京:人民卫生出版社，2004:182.

[3] 徐玉娟,肖更生,刘学铭,等．低糖桑椹果酱研制及其营养分析[J].蚕业科学,2002,28(3):265.

[4] 藏二乐,梁树权.藉高分子显色剂作铝的分光光度测定[J].分析试验室,1989,8(5):1.

[5] 李令媛,马宏宝,吕迎春,等.镉诱导威廉环毛蚓金属硫蛋白的分离纯化及特性研究[J].生物化学杂志,1994,10(4):444-450.

(本文文献格式：夏雁青，李卫宾.花青素在光度法测定Fe3+中的应用[J].山东化工,2017,46(11):91-92.)

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Application of Anthocyanin in Spectrophotometric Method Determination of Fe3+

XiaYanqing1,LiWeibin2

(1.Department of Chemical and Materials Sciences, Zaozhuang University,Zaozhuang 277160,China; 2. Shandong Gongxin CPA Security Technology Co.,Ltd.,Zaozhuang 277100, China)

Comlexation reaction occurred between anthocyanin extracted from purple cabbage and Fe3+. A new method of the quantitative determination of Fe3+was developed in acetic-sodium acetate buffer at pH 4.0. A good linear relationship between the absorbance and the concentration of Fe3+in the range of 0.1～1.0mg /10mL was obtained with the correlation coefficient of R2=0.9984. The linear equation was A=0.2462C+0.4985. This is a method of high sensitivity, fast reaction rate and good reproducibility.

anthocyanin；spectrophotometric method；Fe3+

2017-04-11

夏雁青(1984—)，女，山东菏泽人，枣庄学院助理实验师，获硕士学位，主要从事化学方面研究。

O657.3

A

1008-021X(2017)11-0091-02