婴幼儿食品和乳品中维生素C测定结果的影响因素分析

王玉花 王瑞倩 修冬 石磊

摘 要：依据《食品安全国家标准 婴幼儿食品和乳品中维生素C的测定》（GB 5413.18—2013），采用荧光法测定婴幼儿食品和乳品中维生素C的含量。通过单因素实验研究样品的储存条件、酸性活性炭的质量、标准溶液氧化液与硼酸的反应程度、样品氧化液与硼酸的反应程度和荧光反应时间等对维生素C测定结果的影响，进一步提高分析结果的准确性，满足实验室对质量控制的要求。

关键词：维生素C；荧光法；影响因素；硼酸

Analysis of Influencing Factors on the Determination of Vitamin C in Food and Dairy Products for Infants and Young Children

WANG Yuhua， WANG Ruiqian， XIU Dong， SHI Lei

（SGS-CSTC Standards Technical Services （Qingdao） Co.， Ltd.， Qingdao 266071， China）

Abstract： According to GB 5413.18—2013， fluorescence method is used to determine the content of vitamin C in food and dairy products for infants and young children. Through single factor experiments， the effects of sample storage conditions， quality of acidic activated carbon， reaction degree between standard solution oxidation solution and boric acid， reaction degree between sample oxidation solution and boric acid， fluorescence reaction time， and other factors on the determination of vitamin C were studied to improve the accuracy of analysis results and meet the laboratorys requirements for quality control.

Keywords： vitamin C; fluorimetric method; influencing factor; boric acid

維生素C，化学名称为L-抗坏血酸，是一种无法由人体自身代谢产生，必须通过食物摄取的人体必需微量营养素，对于维持人体正常的新陈代谢至关重要[1-2]。维生素C分子中的烯二醇结构使其具有强还原性，不仅具有抗氧化、清除体内自由基、促进铁吸收等功能，还能够提高机体免疫力，预防乳腺癌、宫颈癌、结肠癌等癌症的发展[3-5]。因此，对于处在人体生长发育重要阶段的婴幼儿来说，摄入充足的维生素C十分重要。维生素C作为婴儿配方食品、较大婴儿配方食品、幼儿配方食品的必需成分，现行的食品安全国家标准规定，允许添加量在2.4～16.7 mg·kJ-1。测定婴幼儿食品和乳品中维生素C含量对食品营养价值分析具有重要意义。

目前，文献报道的测定食品中维生素C含量的方法有高效液相色谱法[6-7]、荧光法[8]、2，6-二氯靛酚滴定法[9]、直接碘量法[10]、紫外-可见分光光度法[11-12]以及钼蓝比色法[13]等。荧光法是《食品安全国家标准 婴幼儿食品和乳品中维生素C的测定》

（GB 5413.18—2010）中规定的方法，具有灵敏度高、线性关系好、操作简便的优点。作为一种含有6个碳原子的酸性多羟基化合物，维生素C易溶于水，性质不稳定，遇光、热、氧、碱都会被破坏，在实际检测过程中很容易受到影响。本文以GB 5413.18—2010为基础，探讨不同实验条件对婴幼儿食品和乳品中维生素C测定结果的影响，确定影响维生素C测定结果准确性的关键因素，为该法的实际应用提供有益的指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

维生素C标准品（纯度≥99.0%），Sigma公司；乙酸、偏磷酸、硼酸、邻苯二胺、活性炭，均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司；市售婴幼儿配方食品。

1.2 仪器与设备

F97荧光分光光度计（上海棱光技术有限公司）；AL204电子天平（瑞士梅特勒-托利多公司）；101-1-S数显鼓风干燥箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）。

1.3 实验方法

1.3.1 维生素C的检测方法

参照GB 5413.18—2010。如图1所示，荧光法测定维生素C含量的原理是维生素C与酸性活性炭发生氧化还原反应生成脱氢抗坏血酸，脱氢抗坏血酸与邻苯二胺反应生成有荧光的喹唔啉，其荧光值与维生素C的浓度成正相关[14-15]。由于硼酸与脱氢抗坏血酸形成的络合物不与邻苯二胺发生反应，空白试验组可加入硼酸作为脱氢抗坏血酸的掩蔽剂，以此检测试样中各种杂质的总荧光值，试样溶液荧光值减去试样空白溶液荧光值，在标准曲线上查得对应的维生素C质量浓度。

1.3.2 探究储存条件对婴幼儿食品和乳品中维生素C测定结果的影响

（1）光照的影响。将婴幼儿乳粉和液态奶分别在密封光照以及密封避光的条件下储存，分别在储存第1 d、3 d、5 d和7 d后，测定样品中维生素C含量。

（2）储存温度的影响。将婴幼儿乳粉分别在

25 ℃、50 ℃、75 ℃和100 ℃恒温放置1 h、2 h、3 h后，测定样品中维生素C含量。

1.3.3 探究酸性活性炭的质量对婴幼儿食品和乳品中维生素C测定结果的影响

称取5.0 g混合均匀的婴幼儿乳粉，用偏磷酸-乙酸溶液溶解，定容至100 mL。将相同条件下制备的100 mL样液分别转移到有1.6 g、1.8 g、2.0 g、2.2 g和2.4 g酸性活性炭的250 mL三角瓶中，剧烈振动后过滤，其余操作步骤和实验条件同GB 5413.18—2010，测定样品中维生素C含量。

1.3.4 探究“标准溶液空白溶液”荧光值的影响因素

（1）硼酸-乙酸钠溶液浓度对“标准溶液空白溶液”荧光值的影响。分别取标准溶液氧化液5 mL于5个50 mL容量瓶中，分别加入硼酸浓度为10.0 g·L-1、20.0 g·L-1、30.0 g·L-1、40.0 g·L-1和50.0 g·L-1的硼酸-乙酸钠溶液5 mL，其余操作步骤和实验条件同GB 5413.18—2010，测定“标准溶液空白溶液”荧光值。

（2）加入硼酸-乙酸钠溶液后的静置时间对“标准溶液空白溶液”荧光值的影响。分别取标准溶液氧化液5 mL于5个50 mL容量瓶中，加入5 mL硼酸-乙酸钠溶液，混合均匀后分别放置15 min、30 min、45 min、60 min、75 min和90 min，其余操作步骤和实验条件同GB 5413.18—2010，测定“标准溶液空白溶液”荧光值。

（3）标准溶液氧化液与硼酸-乙酸钠溶液的反应温度对“标准溶液空白溶液”荧光值的影响。分别取标准溶液氧化液5 mL于5个50 mL容量瓶中，加入5 mL硼酸-乙酸钠溶液，混合均匀后在4 ℃和25 ℃分别放置10 min、20 min、30 min、40 min、50 min和60 min，其余操作步骤和实验条件同GB 5413.18—2010，测定“标准溶液空白溶液”荧光值。

1.3.5 探究“待測样液空白溶液”的影响因素

“待测样液空白溶液”荧光值影响因素检测方式同1.3.4。

1.3.6 荧光反应时间对婴幼儿食品中维生素C测定结果的影响

按照GB 5413.18—2010处理样品，得到待测样液，各取2 mL于5支10 mL具塞比色管中，加入5 mL邻苯二胺溶液后放置在避光环境中分别反应15 min、30 min、45 min、60 min、90 min、120 min和180 min，其余操作步骤和实验条件同GB 5413.18—2010，测定样品的维生素C含量。

2 结果与分析

2.1 储存条件对婴幼儿食品和乳品中维生素C含量的影响

由表1中避光和曝光条件下婴幼儿乳粉和液态奶中维生素C含量的变化情况可知，光照能够使样品中的维生素C发生分解，光照时间越长，样品中维生素C损失越多。相比于婴幼儿乳粉类的固体样品，曝光条件下液态奶中维生素C含量的下降尤为明显，曝光条件下第7天液态奶中的维生素C含量仅为第1天的17.8%，这与维生素C的性质有关，维生素C易溶于水，在水溶液中会更快分解。

由表2可知同一奶粉样品中维生素C含量与温度的关系。25 ℃放置3 h 后，奶粉中的维生素C含量没有明显变化；100 ℃放置1 h后，奶粉中的维生素C含量就下降到原来的82.5%；100 ℃放置3 h后，含量仅为初始含量的44.0%。在高温条件下，维生素C在短时间内损失严重。由此可知，婴幼儿食品和乳品应该避光保存在阴凉处，避免阳光直射和高温造成维生素C的流失。

2.2 酸性活性炭的质量对婴幼儿食品和乳品中维生素C测定结果的影响

酸性活性炭是氧化剂，能与维生素C发生氧化还原反应生成脱氢抗坏血酸。当酸性活性炭用量不足时，样品中的维生素C无法完全转化为脱氢抗坏血酸，会导致检测结果偏低。因此，实验过程中要保证酸性活性炭与维生素C反应充分。如表3所示，当活性炭质量为1.6～2.4 g时，检测到的维生素C含量没有明显区别，说明在这个范围内试样中的维生素C能够完全被氧化为脱氢抗坏血酸。

2.3 “标准溶液空白溶液”荧光值对维生素C标准曲线的影响

“标准溶液空白溶液”荧光值的大小与维生素C标准曲线密切相关。当硼酸与脱氢抗坏血酸反应不充分时，“标准溶液空白溶液”荧光值偏高，会导致维生素C标准曲线上的点对应的荧光值降低，从而对整条标准曲线造成影响。为了保证硼酸与标准溶液中的脱氢抗坏血酸反应充分，设置单因素实验探究硼酸-乙酸钠溶液浓度、加入硼酸-乙酸钠溶液后的静置时间和反应温度对“标准溶液空白溶液”荧光值的影响。

由表4可知，在其他条件不变的情况下，硼酸-乙酸钠溶液中硼酸浓度越高，硼酸与脱氢抗坏血酸反应越充分，“标准溶液空白溶液”荧光值越低。当硼酸-乙酸钠溶液的浓度小于GB 5413.18—2010规定的30.0 g·L-1时，“标准溶液空白溶液”荧光值偏高。由表5可知，加入硼酸-乙酸钠溶液后，静置时间越长，硼酸与脱氢抗坏血酸反应越充分，“标准溶液空白溶液”荧光值越低。当静置时间不足30 min时，“标准溶液空白溶液”荧光值明显偏高。因此，为了保证测定结果的准确性，在硼酸-乙酸钠溶液与脱氢抗坏血酸混合均匀后，一定要确保足够的静置时间，使其充分反应。

由表6可知，温度会影响硼酸与脱氢抗坏血酸的反应，较低的温度下“标准溶液空白溶液”荧光值偏高，因此应保证反应在25 ℃的条件下进行。

分别绘制“标准溶液空白溶液”荧光值为25和70对应的标准曲线，见图2。“标准溶液空白溶液”荧光值为25和70对应的线性回归方程分别为Y1=113.440 4X＋2.85（R2=0.999 9）和Y2=110.640 4X-17.15（R2=0.999 0）。3种不同品牌的奶粉在2条标准曲线下的维生素C含量见表7。由表7可知，当“标准溶液空白溶液”荧光值偏高时，样品中的维生素C测定结果也会偏高。

2.4 “待测样液空白溶液”荧光值对婴幼儿食品中维生素C测定结果的影响

由表8可知，硼酸-乙酸钠溶液中硼酸浓度越高，“试样待测液空白溶液”荧光值越低。由表9可知，加入硼酸-乙酸钠溶液后的静置时间越长，“试样待测液空白溶液”荧光值越低。由表10可知，较低的温度下“试样待测液空白溶液”荧光值偏高，在样品溶液与硼酸-乙酸钠溶液反应时，要保持在合适的温度。

2.5 荧光反应时间对婴幼儿食品中维生素C测定结果的影响

由图3中荧光反应时间对维生素C测定结果的影响可知，在荧光反应时间为15～40 min时，试样的荧光值总体上呈现上升趋势。在荧光反应时间为40～180 min时，试样的荧光值基本稳定，没有明显的变化，部分样品开始呈现缓慢下降的趋势。

3 结论

婴幼儿奶粉应密封储存在避光、阴凉的常温环境中。采用荧光法测定样品中的维生素C含量的过程中，硼酸和脱氢抗坏血酸复合反应的条件、荧光反应时间是影响样品中维生素C检测结果的关键因素。硼酸和标准溶液空白溶液中的脱氢抗坏血酸反应不充分会导致“标准溶液空白溶液”荧光值偏高，从而影响标准曲线，导致检测结果偏高；硼酸和“试样待测液空白溶液”中的脱氢抗坏血酸反应不充分会导致“试样待测液空白溶液”荧光值偏高，从而影响标准曲线，导致检测结果偏高。为了保证检测结果的准确性，加入硼酸-乙酸钠溶液后，标准溶液和待测样液与硼酸-乙酸钠溶液需充分振荡混合均匀，并在25 ℃下放置30 min。在待测样液中加入邻苯二胺后的60～90 min，试样的荧光值基本保持稳定，应在此时间段内尽快进行荧光检测。

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