维生素C有效期的快速测定_王晓辉.pdf

食品工业 2023 年第44卷第 1 期 317 分析检测维生素C有效期的快速测定王晓辉*，史小琴，庄文昌，董黎明，李靖，蔡可迎徐州工程学院材料与化学工程学院（徐州 221111）摘要在经典加速法基础上,以维生素C水溶液为研究对象,针对复杂反应体系,采用导数光谱法克服多组分紫外分析中吸收峰的重叠,测定维生素C的含量。结果表明,以导数光谱为依据,糠醛类物质在维生素C的最大紫外吸收波长266 nm处的吸光度对维生素C定量测定干扰得到消除,确定试验温度3040。采用经典加速法测定维生素C的分解速率常数,根据Arrhenius公式,计算维生素C在25 时的有效期约1.1 h。试验方法简单、准确、节约、高效,所建的降解动力学理论模型理想、可靠,结果与实际吻合良好。关键词维生素C;药物有效期;导数光谱法;紫外分光光度法;化学动力学Rapid Determination of Vitamin C ValidityWANG Xiaohui*,SHI Xiaoqin,ZHUANG Wenchang,DONG Liming,LI Jing,CAI KeyingSchool of Materials and Chemical Engineering,Xuzhou University of Technology(Xuzhou 221111)Abstract Based on the classical acceleration method,taking vitamin C aqueous solution as the research object,aiming at the complex reaction system,derivative spectroscopy was used to overcome the overlap of absorption peak in multicomponent UV analysis and to determine the content of vitamin C.The experimental results showed that based on the derivative spectrum,the interference of the background absorption of furfural substances at the maximum ultraviolet absorption wavelength of vitamin C at 266 nm on the quantitative determination of vitamin C was eliminated,and the experimental temperature was determined to be 30-40.The decomposition rate constant of vitamin C was determined by classical acceleration method.According to Arrhenius formula,the validity period of vitamin C at 25 was calculated to be about 1.1 h.The experimental method was simple,accurate,economical and efficient.The theoretical model of degradation kinetics was ideal and reliable,and the results were in good agreement with the practice.Keywords vitamin C;drug validity;derivative spectrometry;UV spectrophotometry;chemical kinetics物理化学动力学是药物配方设计、制剂稳定性评价、药代动力学研究与药物有效期预测的理论基础。药物有效期的预测方法有留样观察法和经典加速法。前者于室温储存至失效，需要至少1年。经典加速法采用加热加速分解反应，可以缩短测定的时间，代表性的案例如阿司匹林有效期的测定1-2。维生素C是药食同源的水溶性营养补充剂，在生活环境中不太稳定，分解产物较多3-4。以维生素C水溶液为研究对9 王利,马景友,杨晓波.我国中高端婴幼儿配方乳粉加工技术的现状和发展趋势J.中国乳业,2008(8):108-111.10 SANTELLI E R,BEZERRA A M,SANTANA D O,et al.Multivariate 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（3）依据Arrhenius方程由拟合直线斜率得到的lnK对1/T作图。将式（3）外推至298.15 K即可计算25 时的表观反应速率常数值。根据一级反应的有效期公式0.9=ln 10/9/（K298.15 K）计算出AA的有效期。1.2仪器和试剂 恒温水浴6套，紫外分光光度计1台，分析天平1台，50 mL烧杯1只，超声波仪1台，秒表5块，100 mL磨口锥形瓶5套，移液枪5只，1 000 mL容量瓶1套。AA标准品。1.3试验方法准确称取7.0 mg AA标准品于蒸馏水中超声溶解并定容于1 000 mL容量瓶，配成0.007 0 mg/mL AA的标准溶液，以蒸馏水为空白对照，测定其吸光度，同时作为反应液，冷藏现用。将0.007 0 mg/mL AA水溶液分装于100 mL磨口锥形瓶内，用保鲜膜套住塞好瓶塞的瓶口，并用橡皮筋固定（防止瓶塞受压弹出）后，分别置于恒温水浴中，静置，计时进行加速试验。每隔10 min取样1次，将石英样品池迅速放入冰水中冷却1 min，以终止反应。测定反应液的吸光度。2数据记录及处理 图2AA水溶液的紫外光谱（a）、一阶（b）和二阶（c）导数光谱*通信作者；基金项目：江苏省现代教育技术研究课题（项目编号：2019-R-79391）；徐州工程学院高等教育科学研究课题（项目编号：YGJ2049）食品工业 2023 年第44卷第 1 期 319 分析检测在反应60 min时，采用Origin 8.0软件绘制所测不同温度的AA水溶液的相对吸光度-波长及其一阶、二阶导数关系曲线。由图2（a）可见，在300360 nm左右为分光光度计的紫外、可见光源信号切换区，所测吸光度不太稳定。由图2（b）可见，在50 和60 时，AA的紫外吸收主峰区域（220300 nm）的一正一负的一次导数峰有2个，位于220275 nm和275300 nm，说明重叠峰个数为2，分别对应于AA和F（糠醛、5-羟甲基糠醛中的一种）。随着反应温度的降低，到40 时，后者消失。对比图2（c）发现，相应区域处不规则的二正一负的二次导数峰也消失。这是因为F（糠醛、5-羟甲基糠醛）的特征吸收波长在276 nm和284 nm10，与AA在266 nm的中心峰位不重合，并且在所研究区域具有完整的紫外吸收峰，导数峰的消失提示反应液中F的浓度为0，继续降低温度，F不再生成，不再对266 nm处AA的测定产生干扰。过低的温度也不利于保证适宜的反应速率和更好地控制反应液浓度，试验温度选择在3040 之间进行。记录不同温度的AA反应液在266 nm波长处的吸光度，见表1，并计算在时间t时的ln（At/A0）。表1反应液中AA在266 nm的吸光度和ln（At/A0）时间/min30 35 40 A266 nmln(At/A0)A266 nmln(At/A0)A266 nmln(At/A0)00.7340.0000.6650.0000.6320.000100.711-0.0320.640-0.0380.603-0.047200.689-0.0630.616-0.0770.574-0.096300.674-0.0850.598-0.1060.541-0.155400.657-0.1110.575-0.1450.514-0.207500.638-0.1400.558-0.1750.488-0.259600.623-0.1640.536-0.2160.468-0.300将表1的ln（At/A0）对t作图，可以得到不同温度时的对数吸光度-时间关系曲线，如图3所示。结果显示，30，35和40 的表观反应速率常数分别为0.002 3，0.003 4和0.005 0 min-1。图3ln（At/A0）和t的关系由拟合直线斜率得到的lnK对1/T作图，如图4所示。拟合直线的线性回归系数R2为0.997，能很好地吻合Arrhenius方程，将式（3）外推至298.15 K即可计算25 时的表观反应速率常数值，K298.15 K为0.001 8 min-1。图4lnK和1/T的关系根据一级反应的有效期公式0.9=ln 10/9/（K298.15 K），计算出AA水溶液在25 时的有效期0.9为68.7 min，约1.1 h。3结论以导数光谱为依据，消除F在AA的最大紫外吸收波长266 nm处的背景吸收对AA定量测定的干扰，确定试验温度3040。采用经典加速法测定AA的分解速率常数，根据Arrhenius公式，计算AA在25 时的有效期约1.1 h。所建的降解动力学理论模型较为理想。经试验证实，该设计不需大型仪器设备，方法简单、准确、节约、高效，结果与实际吻合。结合分解途径看，试验对AA的配方设计和贮存环境的选择具有指导意义。参考文献：1 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