2016年第4期 食品工程 59 12月出版 FOOD ENGINEERING 高效液相色谱法测定固体饮料中 一氨基丁酸含量 H PLC analysis of y-amino butyric acid in solid beverages 吴 蓉 周 玮何慧园 (江苏省产品质量监督检验研究院,江苏南京210000) WU Rong ZHOU Wei HE Huiyuan (Jiangsu province product quality supervision and inspection institute,Jiangsu Nanjing 210000,China) 摘要建立了一种快速准确地测定固体饮料中^y一氨基丁酸含量的高效液相色谱分析方法:采用丹磺 酰氯(Dansyl—C1)为柱前衍生化试剂,色谱柱为Agilent Eclipse XDB—Cl8,流动相为25 mmol/L乙酸钠 (pH=6.0)和乙腈的混合溶液(体积比为68:32),流速为1.0 mL/min,柱温30℃,等度洗脱,紫外检 测波长216 nm。结果表明,该方法的线性范围为0.002 5 mg/mL一0.1 mg/mL,R。=0.999 5,线性关系良好, 检出限2.514 ng,平行试验6次,^y一氨基丁酸质量浓度的相对标准偏差(RSD)为0.89%,3个不同浓 度的加标回收率在96.00%~102.39%之间,回收率相对标准偏差(RSD)在0.80% 2.87%之间。与传统 的试验方法相比,该方法具有基线稳定,灵敏度高,线性范围广,回收率高及重现性好等特点。 关键词 固体饮料;^y一氨基丁酸;高效液相色谱;丹磺酰氯 Abstract A fast and accurate high performance chromatography method was developed for the determination of ^y-aminobutyric acid(GABA)in the solid beverages,by precolumn derivatization with dansyl chloride(Dansyl-C1).The samples were separated on a Agilent Eclipse XDB-Cls at 30 oC using 25 mmol/L sodium acetate:acetonitrile(pH=6.01 =68:32 as mobile phase at a lfow rate of 1.0 mL/min,isocratic elution,inspected by ultraviolet detector at 2 1 6 nm.The results showed that the -aminobutyric acid(GABA)has a good linear relationship at 0.002 5 mg/mL一0.1 mg/mL,the peak area with correlation coefficient at 0.999 5,and the detection limit was 2.5 14 ng.The relative standard deviation (RSD)of the mass concentration of six times was 0.89%for —aminobutyric acid(GABA).The three diferent concentra— tions of recovery was 96.00%一102.39%.and the relative standard deviation(RSD)was 0.80%一2.87%.Compared with the traditional experimentla methods,utilizing isocratic elution,optimizing the detection wavelength and derivatization regent,the method has a stable baseline,high sensitivity,wider linear range,higher recovery and reproducible. Keywords solid beverages; -aminobutyric acid;HPLC;dansyl—Cl 中图分类号:TS278 文献标识码:A 文章编号:1673—6044(2016)04—0059—05 DOI:10.39696.issn.1673—6044.2016.04.016 一氨基丁酸(^y—aminobutyric acid,GABA), 微生物中均有存在。GABA对哺乳动物的中枢神经 又名氨酪酸或哌啶酸,是一种非蛋白质组成的天然 系统具有抑制作用,能参与多种代谢活动,具有重 氨基酸,在自然界中的分布极为广泛,在动植物及 要的生理功能。GABA在人体内作为神经传导的主 吴蓉,女,1990年出生,2014年毕业于南京农业大学环境 要介质,具有促进血管扩张降血压、促进睡眠增强 工程专业,硕士,助理工程师。 记忆力、镇静神经抗焦虑、预防及治疗癫痫病、加 收稿日期:2016—11-16 强脑代谢预防老年痴呆症等作用。在上世纪80年 食品工程 2016年第4期 12月出版 代,日本利用植物富集法首次研发了GABA茶功能 性食品。随后,富含GABA的发芽糙米实现了商业 化生产。目前,GABA已被广泛地应用于饮料、果 1.3方法 1.3.1标准溶液的制备 准确称取0.1 g(精确至0.000 1 g)GABA,用 酱、糕点、饼干、调味品等食品中,开发出各种适 超纯水溶解并定容至10 mL,经超声波溶解后,振 合不同人群及年龄段的产品,具有极其广阔的发展 荡混匀,配制成质量浓度为10 mg/mL的标准溶液。 前景。 用超纯水按上述步骤将10 mg/mL的标准溶液逐级 目前国内外关于GABA的测定方法主要有比色 稀释成0.025 mg/mL、0.05 mg/mL、0.25 mg/mL、 法、氨基酸分析仪法、薄层扫描法、放射性受体 0.5 mg/mL、1 mg/mL的标准溶液,备用。 法、高效液相色谱法等。由于GABA对电化学、紫 外、可见光及荧光的响应强度低,直接测定非常困 难,需要将其衍生化处理后再测定,因此,柱前衍 生一高效液相色谱法已成为测定GABA的主要方 法。近年来,常用的GABA衍生化方法主要有法丹 磺酰氯(DNS)法、2,4一二硝基氟苯(FDNB)法、 6一氨基喹琳基一N一羟基琥珀酰亚氨基氨基甲酸酯 (AQC)法、邻苯二甲醛(OAP)法。由于FDNB毒 性太强、灵敏度低,AQC价格昂贵,OAP反应不稳 定且数据重现性差,因此采用DNS作为GABA测 定的衍生化试剂。与传统的DNS法相比,本试验优 化了DNG的使用浓度,节约了成本,提高了回收 率。本文旨在以DNS为衍生化试剂,建立一种能够 快速、准确地测定固体饮料中GABA含量的高效液 相色谱分析方法。 1材料与方法 1.1材料与试剂 固体饮料,南京市生产厂家。 硼酸,分析纯,南京化学试剂一厂;丹磺酰 氯,纯度I>98%,梯希爱(上海)化成工业发展有 限公司;冰乙酸,优级纯,南京化学试剂有限公 司;氢氧化钠,分析纯,国药集团化学试剂有限公 司;乙酸钠,分析纯,苏彤化学试剂有限公司;乙 腈,色谱纯,德国默克股份两合公司;甲醇,色谱 纯,德国默克股份两合公司;水,超纯水;^y一氨 基丁酸,纯度>199%,SIGMA公司。 1.2仪器与设备 2695高效液相色谱仪,美国Waters公司; 2996二极管阵列检测器,美国Waters公司;XS 205DU电子分析天平,美国梅特勒一托利多仪器公 司;XW一80A混合涡旋仪,上海青浦泸西仪器厂; SB25—12DTDN超声波清洗机,宁波新芝生物科技 股份有限公司。 1-3.2样品溶液的制备 准确称取0.05 g一0.50 g粉碎试样(精确至 0.000 1 g),用纯水溶解并定容至100 mL,经超声 波溶解后,振荡混匀,用孔径0.22 滤膜过滤, 收集滤液,作为衍生化样品溶液,备用。 1.3.3硼酸缓冲溶液的制备 准确称取2.47 g硼酸(精确至0.000 1 g),加 纯水80 mL超声溶解,用氢氧化钠溶液将pH调至 lO.2,并用水定容至100 mL,配制成0.4 mol/L的硼 酸缓冲溶液。 1.3.4 DNS衍生液的制备 准确称取15 mgDNS,用乙腈溶解并定容至10mL, 经超声波溶解后,振荡混匀,配制成1.5 mg/mL的 DNS溶液。避光保存,现配现用。 1.3.5柱前衍生化反应 准确吸取1.3.2中的样品溶液50肛L,加入150/xL 0.4 moFL硼酸缓冲溶液和300/.tL 1.5 mg/mL的DNS 衍生液,涡旋混匀,静置反应2min后,过孔径0.22 /xm滤膜,进样。标准溶液同步衍生化,步骤同上, 标准溶液衍生后的质量浓度分别为0.002 5 mg/mL、 0.005 mg/mL、0.025 mg/mL、0.05 mg/mL、O.1 mg/mL。 1.3.6高效液相色谱分析条件 色谱柱:Agilent Eclipse XDB—Cl8(4.6/zm× 150 mm,5/xm);流动相:流动相A为25 mmoVL 的乙酸钠溶液,用2%的醋酸调pH值至6.0±0.2; 流动相B为乙腈;等度洗脱,其中A:B=68:32; 流速1 mL/min;柱温30℃;进样量10/zL;检测波 长216 nm。 1.4数据分析 HPLC色谱图采用Waters Empower工作站采集, 使用Empower 2 Sotfware软件对试验数据进行统计 分析,Origin 8.0进行绘图制作。 2结果与分析 2016年第4期 l2月出版 吴蓉等:高效液相色谱法测定固体饮料中^y一氨基丁酸含量 ,61 2.1 流动相的选择及优化 依据相关文献报道,GABA的测定可以采用乙 酸钠一乙腈或磷酸缓冲溶液一甲醇为流动相,但 其方法均采用梯度洗脱程序,不仅基线不稳而且 洗脱时间长。因此,本试验在现有的基础上进行 改进,采用等度洗脱,以25 mmol/L的乙酸钠溶液 (pH=6.0)一乙腈为流动相,该方法准确度高,且 基线噪音小,能达到有效地分离效果。试验结果表 明,当乙酸钠溶液与乙腈的体积比调至68:32,可 以在15 min内有效地分离GABA,GABA标准溶液 色谱图如图1所示,保留时间为6.4 arin,分离效果 良好。 2.0 1.5 黑 兽 0.5 0.0 0 2 4 6 8 10 时间,min 图1 GABA标准品色谱图 2.2最大吸收波长的确定 为了提高方法的灵敏度,选择合适的检测波长 至关重要。本试验采用0.1 mg,mL的GABA标准溶 液,按1.3.5进行衍生化反应,与没有添加GABA 标准溶液的空白液做对比,结果见图2。经光谱分 析后,GABA有3个最大吸收波长。同一浓度不同 波长下的GABA标准品色谱图如图3所示,由响应 强度分析可得,取GABA衍生物的最大吸收波长 216 am为最适检测波长。 2.3 GABA的定性分析 在1.3.6的色谱条件下,采用1.3.5的方法,对 没有添加GABA标准溶液的空白液、样品溶液及标 准溶液分别进行衍生化反应,色谱图见图4。由图 4可知,GABA的保留时间为6.4 min,基线平稳, 分离效果好,杂质峰对目标物的测定无干扰。 波长/nm 图2 GABA衍生物的紫外光谱图 2O 15 0 蚕1疆 .0 唇O5 00 0 2 4 6 8 lO 时间/min (a)216 am波长下GABA标准品色谱图 时间/min (b)247 am波长下GABA标准品色谱图 62 食品工程 2016年第4期 0I20 0.15 餐 佃 0.05 0 2 4 6 8 10 时间/皿in (c)332 nm波长下GABA标准品色谱图 图3不同波长下GABA标准品色谱图 12月出版 2.5 2.0 1・5 {赵 嘿 撂1.0 0l5 0.0 0 2 4 6 8 10 时间/珥in 图4空白衍生液(A)、标准品(B)和样品(C)的色谱图 2.4标准溶液曲线的绘制 将质量浓度分别为0.025 mg/mL、0.05 mg,/mL、 0.25 mg/mL、0.5 mg/mL、l mg/mL的GABA标准溶 液按1.3.5进行衍生化反应,在1.3.6的色谱条件下 测定,以峰面积为纵坐标l,,衍生后标准溶液质量 浓度为横坐标X(mg/mL)绘制标准曲线,所得线 性回归方程为Y=6.741 1×106X一7 970.3,回归系 数R =0.999 5。结果表明,GABA的质量浓度在 0.002 5 mg/mL~0.1 mg/mL之间时,利用本试验方 法测定的结果呈现良好的线性关系,以3倍信噪比 (5,Ⅳ=3)计算检出限为2.514 ng,标准曲线见图5。 质量浓度/mg・mL- 图5标准曲线线性方程 2.5精密度试验 对同一种固体饮料进行平行试验共6次,计算 样品中GABA的平均值、标准偏差及相对标准偏差 2016年=第4期 吴蓉等:高效液相色谱法测定固体饮料中 一氨基丁酸含量 ,63 l2月出版 (RSD),试验结果见表1。由表1可知,GABA衍 生物峰面积的RSD为0.89%,GABA质量浓度的 RSD为0.89%。 表1精密度试验结果 序号 峰面积 GABA质量浓度 mg/mL 1 3 302 250 0.050 2 3 382 2O0 O.051 3 3 308 560 0.O5O 4 3 308 910 0.050 5 3 321 050 0.050 6 3 330 500 0.O51 平均值 3 325 580 0.050 标准偏差 2 954 0.0o045 RsD{% 0.89 0_89 2.6回收率试验 分别称取同一质量浓度的固体饮料样品3份, 按照样品溶液中GABA质量浓度的80%、100%、 120%进行加标试验,按照1.3.6的色谱条件及1.3.5 的试验方法,测定样品中GABA的质量浓度,计算 回收率、平均回收率及相对标准偏差(RSD),结果 如表2所示。由表2可知,本试验方法的回收率在 96.00%一102.39%之间,相对标准偏差(RSD)在 0.80% 2.87%之间。 表2回收率试验结果 样品中GABA 加标质 测得总质 回收率 平均 质量浓度 量浓度 量浓度 回收率 5D % % mg/mL mgmL mg/mL % 4.37 1O1.31 1.93 4.24 96.00 98.11 2.87 4.29 97.01 4-80 99.21 2-41 2.41 4.84 1O0_80 1o0.8O 1.58 4I88 102.39 5.37 98.93 2.99 5-39 99.71 98.92 0.8O 5.36 98.13 3结论 GABA在自然界中分布广泛,但在不同物质中 的含量差别较大。本试验采用柱前衍生一高效液相 色谱法测定固体饮料中GABA的含量,在传统的 DNS法基础上,采用等度洗脱,实现样品与衍生化 试剂的快速分离;选择最优检测波长,提高灵敏 度;优化DNS的浓度,提高回收率。OAP作为一 种广谱的衍生化试剂,近年来被广泛采用,但其稳 定性较差,因此,本方法采用DNS作衍生化试剂, 不仅能达到OAP的效果,而且能弥补其存在的不 足。同时与FDNB法及AQC法相比较,该方法成 本低、衍生化过程简单、检测线性范围广、精密度 高且重现性好。采用本方法测定固体饮料中的 GABA,回收率范围在96.00% 102.39%之间,为 后续食品中GABA的测定提供了有力的平台,也为 GABA的测定奠定了应用基础。 参考文献 [1]杨胜远,陆兆新,吕风霞,等. 一氨基丁酸的生理功 能和研究开发进展[J].食品科学,2005,26(9): 546-551. 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