羅云　馬晨　呂岱竹

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，不僅對(duì)食品安全高度重視，也逐漸關(guān)注食品營(yíng)養(yǎng)，對(duì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的追求逐漸提高。香蕉中的活性成分如多糖、多酚、多巴胺、脂肪酸、類胡蘿卜素等越來越受關(guān)注。對(duì)香蕉中活性成分的檢測(cè)方法進(jìn)行綜述，歸納總結(jié)不同活性成分的檢測(cè)方法，以期為開發(fā)更快、更高效、更準(zhǔn)確的檢測(cè)方法提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：分光光度法；熒光分析法；薄層色譜法；氣相色譜-質(zhì)譜法；高效液相色譜法；液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法

中圖分類號(hào)：S668.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2018）09-0005-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.09.001

Research Progress in the Determination of Active Components in Banana

LUO Yun1，2，MA Chen1，LYU Dai-zhu1，WANG Ming-yue1

（1.Analysis and Testing Center，Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences，Haikou 571101，China；

2.College of Food Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China）

Abstract： With the development of society， people's living standards have been improved. People not only pay high attention to food safety，but also food nutrition. The pursuit of nutrient quality has gradually improved. The active ingredients in bananas， such as polysaccharides， polyphenols， dopamine， fatty acids， carotenoids and et al， are more and more concerned. This paper reviews the detection methods of active ingredients in bananas， summarizes the detection methods of different active ingredients，and provides the basis for the development of faster， more efficient and more accurate detection methods.

Key words： spectrophotometry；fluorescence analysis；thin layer chromatography；gas chromatography-mass spectrometer；high performance liquid chromatography；liquid chromatography-mass spectrometry

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們不僅對(duì)食品安全高度重視，也逐漸關(guān)注食品營(yíng)養(yǎng)，對(duì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的追求逐漸提高[1]。香蕉風(fēng)味獨(dú)特，作為世界四大水果之一，因其口感獨(dú)特，香甜美味，深受廣大消費(fèi)者的喜愛。香蕉食用價(jià)值高，不僅富含糖、蛋白質(zhì)、維生素、微量元素等營(yíng)養(yǎng)成分，還含有多糖、多酚、類胡蘿卜素、兒茶酚胺等活性成分，具有抗氧化、抗?jié)儭⒅胃篂a、降血糖、抗抑郁、抗腫瘤等保健功效[2-10]。大量學(xué)者對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行了多方面深入研究。本研究就香蕉中活性成分的分析方法進(jìn)行綜述，歸納總結(jié)不同活性成分的檢測(cè)方法，以期為開發(fā)更快、更高效的檢測(cè)方法提供依據(jù)。

1 香蕉中活性成分的前處理方法

香蕉中各種活性物質(zhì)的極性各不相同，針對(duì)不同的物質(zhì)采用不同的提取溶劑。糖易溶于水，微溶于醇，因此多數(shù)學(xué)者常采用水或乙醇水溶液提取低聚糖和多糖。類胡蘿卜素為非極性物質(zhì)，常采用丙酮、石油醚、二氯甲烷等有機(jī)溶劑提取，并且需要皂化處理提高提取率。多酚易溶于醇和水，常采用乙醇水溶液提取，提取時(shí)加酸能提高提取率。常用的提取方法有回流提取、超聲提取或微波提取?；亓魈崛∈莻鹘y(tǒng)提取方法，目前香蕉中活性成分用這種方法的多見于多酚的提取。李健等[11]用40%乙醇在90 ℃回流提取5 h，得到香蕉果肉多酚的提取量大于1.4 mg/g。但現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)者傾向于采用效率更高的提取方法——超聲提取和微波提取。陳晨等[12]采用超聲輔助提取香蕉中多酚，提取率為2.16%。朱開梅等[13]采用微波提取香蕉中多酚，提取率為2.931%。相較于回流提取，超聲提取和微波提取不僅縮短了提取時(shí)間，而且提取液中雜質(zhì)含量降低，有效成分高且提取率高，用于提取多糖[14，15]、類胡蘿卜素[16]等多種活性成分的效果也比較理想，在香蕉活性物質(zhì)提取中得到廣泛應(yīng)用。香蕉樣品基質(zhì)復(fù)雜，提取后的凈化處理是分析檢測(cè)中的關(guān)鍵步驟。凝膠層析技術(shù)被用于純化香蕉中的多糖及低聚糖，唐雪娟[17]采用被水溶脹的葡聚糖凝膠Sephadex G-25顆粒制作層析柱，蒸餾水洗脫，蒽酮-硫酸法跟蹤監(jiān)測(cè)，合并單一峰的低聚糖，收集得到香蕉低聚糖純品。大孔吸附樹脂被廣泛應(yīng)用于各種植物中多酚提取物的純化。王娜[18]通過樹脂靜態(tài)吸附、洗脫試驗(yàn)比較了D-101樹脂、DM-11樹脂、DM-1180樹脂、AB-90C樹脂以及XAD-7樹脂5種大孔吸附樹脂對(duì)香蕉多酚的分離純化效果。大孔樹脂經(jīng)過用乙醇浸泡除雜，酸堿處理至中性，裝填于層析柱中，上樣，用60%的乙醇溶液洗脫，對(duì)比得知XAD-7適于分離純化香蕉皮多酚。但近年在植物活性成分的研究中，大量學(xué)者采用固相萃取小柱凈化處理。王金英等[19]測(cè)定玉米、水稻種子中褪黑素時(shí)，采用C18固相萃取小柱凈化樣品，回收率高，操作簡(jiǎn)單，成本相對(duì)較低。固相萃取技術(shù)有操作簡(jiǎn)單、凈化效果好等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于樣品的凈化。

2 香蕉中活性成分的儀器方法

目前，報(bào)道的用于檢測(cè)香蕉中活性成分含量的方法主要分為光譜法和色譜法。光譜法有紫外分光光度法（Spectrophotometry，SP）和熒光分光光度法（Fluorescence analysis，F(xiàn)L）；色譜法有薄層色譜法（Thin Layer Chromatography，TLC）、氣相色譜-質(zhì)譜法（Gas Chromatography-Mass Spectrometer，GC-MS）、高效液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）、液相色譜-質(zhì)譜法（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，LC-MS）等。

2.1 光譜法

用于香蕉中活性成分的光譜法主要有紫外分光光度法和熒光分光光度法。紫外分光光度法是根據(jù)不同物質(zhì)的吸收波長(zhǎng)不同的特點(diǎn)定性，根據(jù)吸光物質(zhì)濃度與吸光度成正比的原理進(jìn)行定量分析。王妙飛等[20]以蘆丁的含量為考察指標(biāo)，用紫外分光光度法測(cè)定了香蕉皮中總黃酮的含量，測(cè)得香蕉皮中總黃酮的含量為0.946%。龍?jiān)频萚21]應(yīng)用電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)，將多巴胺與四氯苯醌的反應(yīng)產(chǎn)物在60 ℃保溫1 h形成粉紅色絡(luò)合物，測(cè)得香蕉中多巴胺的含量為0.084%～0.099%。Guo等[22]基于多巴胺定量還原Fe（Ⅲ）為Fe（Ⅱ），F(xiàn)e（Ⅱ）與鐵氰化鉀生成普魯士藍(lán)的反應(yīng)建立了測(cè)定多巴胺的分光光度法，測(cè)得香蕉中多巴胺鹽酸鹽含量為89.75 mg/100 g。熒光分光光度法是基于特定物質(zhì)被紫外光照射能激發(fā)出熒光的特性，從而根據(jù)熒光強(qiáng)度進(jìn)行定性或定量分析的方法。雷國(guó)強(qiáng)等[23]將香蕉用丙酮浸漬，在激發(fā)波長(zhǎng)為305 nm，發(fā)射波長(zhǎng)為340 nm的條件下對(duì)香蕉中5-羥色胺進(jìn)行熒光測(cè)定，其平均回收率為90.6%。蕉肉的5-羥色胺含量為4～30 μg/mL，蕉皮的5-羥色胺含量為0.4～1.8 μg/mL。

紫外分光光度法和熒光分光光度法都是成本低廉、操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、選擇性強(qiáng)的分析方法。能快速測(cè)定大批量樣品，但也有一定的局限性，如王妙飛等[20]以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，利用紫外分光光度法測(cè)定香蕉總黃酮含量，各種黃酮類物質(zhì)的最大吸收波長(zhǎng)與蘆丁有差異，因此影響定量結(jié)果；熒光分光光度法只適用于檢測(cè)帶有特定熒光基團(tuán)的物質(zhì)，導(dǎo)致了熒光分光光度法的適用范圍較窄；紫外分光光度法和熒光分光光度法都無法實(shí)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)物質(zhì)的分離并對(duì)其進(jìn)行同時(shí)測(cè)定，無法用于對(duì)分離要求高的分析。

2.2 色譜法

2.2.1 薄層色譜法 薄層色譜法是選擇合適的固定相涂抹于玻璃板、塑料或鋁基片上，選擇合適的溶劑為展開劑，利用不同物質(zhì)在展開劑中流動(dòng)速度不同的原理，對(duì)混合樣品進(jìn)行分離、定性的技術(shù)。唐雪娟[17]利用薄層層析色譜分析香牙蕉、粉蕉、皇帝蕉3個(gè)品種香蕉低聚糖的單糖組成，香蕉樣品經(jīng)超聲提取，Sephadex G-25分離純化，樣品加入三氟乙酸（TFA）進(jìn)行水解，收集上清液在硅膠板上點(diǎn)樣，展開劑為正丁醇∶無水乙醇∶水=10∶1∶2，顯色劑為2%二苯胺丙酮溶液，混合2%苯胺丙酮溶液、三氯乙酸5 g配制的改良顯色劑，推測(cè)香牙蕉由甘露糖和葡萄糖2種單糖組成；粉蕉由甘露糖組成，可能含有葡萄糖和果糖；皇帝蕉由甘露糖組成。沈建林等[24]用纖維素酶和果膠酶酶解香蕉，得到的香蕉水提物經(jīng)乙醇分級(jí)沉淀，Seohadex G-150凝膠柱（11×1 000 mm）層析分離純化得到單一峰，進(jìn)而得到純品香蕉多糖。純品香蕉多糖的酸性水解液經(jīng)薄層層析分析，其單糖組成為葡萄糖和木糖。雷國(guó)強(qiáng)等[23]將香蕉用丙酮浸漬，浸出液經(jīng)酸處理后濃縮，濃縮液用于薄層鑒定，展開劑為正丁醇-乙醇-水（1∶1∶5），顯色劑為鄰苯二甲醛，在365 nm的熒光燈下觀察，斑點(diǎn)顯黃棕色熒光。

薄層色譜法也是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便的分析方法，展開速度快，能快速分離混合物，既能分離鑒定微量樣品，又能用于常量樣品的分離制備；顯色劑的選擇范圍也較廣，適合分離諸如脂肪酸、氨基酸、生物堿及其他多種物質(zhì)，應(yīng)用非常廣泛。但是薄層色譜法對(duì)大分子物質(zhì)的分離效果不理想；其次TLC法只能定性分析，無法滿足定量分析的要求。

2.2.2 氣相色譜-質(zhì)譜法 香蕉被稱為“快樂水果”，能使食用者感到愉悅放松，與其獨(dú)特的香氣成分有一定關(guān)系。目前，分析香氣成分的主要分析方法是氣相色譜-質(zhì)譜法。朱虹等[25]利用頂空固相微萃取技術(shù)提取不同成熟階段香蕉的香氣成分，GC-MS分析測(cè)定香氣成分的組成。綠熟階段，香蕉揮發(fā)性物質(zhì)中絕大部分是醛類；黃熟階段，主要成分是酯類；過熟階段，醇類物質(zhì)增多，酯類成分的比例發(fā)生明顯變化。研究分析了不同萃取頭對(duì)不同香氣成分的萃取效果，DVB/CAR/PDMS型萃取頭對(duì)醛類和醇類的富集能力最好；PDMS型萃取頭能萃取到的小分子組分最多；CW/DVB型萃取頭對(duì)醇類物質(zhì)的萃取量最高。郭先霞等[26]利用索氏提取法提取脂肪酸，KOH皂化，乙醚萃取，得到總脂肪酸，采用酸催化方法對(duì)脂肪酸進(jìn)行甲酯化，利用GC-MS法鑒定出了21種成分及各種成分的相對(duì)含量。十六碳酸的含量最高，為45.90%，2種必需脂肪酸α-亞麻酸和亞油酸的含量分別為20.75%和19.56%。

GC-MS法具有分辨率高、靈敏度高和重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，適合揮發(fā)性物質(zhì)和小分子的檢測(cè)。GC-MS法是香蕉香氣成分和脂肪酸最理想的分析方法。近年來，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，GC-MS法的衍生化處理操作比較復(fù)雜，步驟相對(duì)繁瑣，影響試驗(yàn)的精密度；不適合高沸點(diǎn)、強(qiáng)極性、熱穩(wěn)定性差、相對(duì)分子量大的物質(zhì)的分析。

2.2.3 高效液相色譜法 高效液相色譜法是目前營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)分析應(yīng)用最多的方法，其檢測(cè)器有紫外吸收檢測(cè)器（UVD）、二極管陣列檢測(cè)器（PDAD）、電化學(xué)檢測(cè)器（ECD）、熒光檢測(cè)器（FLD）、蒸發(fā)光散射檢測(cè)器（ELSD）、示差折光檢測(cè)器（RID）等。其中，最常用的檢測(cè)器是紫外檢測(cè)器，適用于大多數(shù)有機(jī)物的分析檢測(cè)。張晉芬等[27]采用微波提取，卡瑞（Carrez）試劑凈化，HPLC-UV分析檢測(cè)了香蕉中多酚的組成和含量，其中兒茶素的含量最高，為0.248 8 mg/g。對(duì)于無紫外吸收的物質(zhì)，需通過衍生反應(yīng)得到有紫外吸收的衍生物然后進(jìn)行分析。唐雪娟[17]利用HPLC分析香蕉低聚糖的單糖組成，香蕉樣品經(jīng)超聲提取，Sephadex G-25分離純化得到粗提液加入三氟乙酸（TFA）進(jìn)行水解，收集上清液加入1-苯基-3-甲基-5-吡唑酮（PMP）在堿性條件下水浴振蕩加熱，加酸中和后加入三氯甲烷萃取，取上層水相得到PMP衍生化樣品進(jìn)行色譜分析。分析得到香牙蕉中低聚糖可能由1個(gè)D-葡萄糖和7個(gè)D-甘露糖分子組成；粉蕉中低聚糖可能由1個(gè)D-葡萄糖、7個(gè)D-甘露糖、1個(gè)D-果糖分子組成；皇帝蕉中低聚糖可能由4個(gè)D-葡萄糖和6個(gè)D-甘露糖分子組成。除紫外吸收檢測(cè)器，PDA和EC也被學(xué)者用于分析香蕉中的活性成分。王娟等[28]采用亞臨界萃取，HPLC-PDA法測(cè)定了香蕉中6種多酚的含量，測(cè)得香蕉中原兒茶酸為1.124 mg/g、兒茶素為2.568 mg/g、綠原酸為2.014 mg/g、咖啡酸為0.568 mg/g、阿魏酸為0.735 mg/g、蘆丁為0.471 mg/g。Kanazawa等[29]利用HPLC分析了不同成熟度的卡文迪許香蕉中多巴胺等抗氧化活性成分的含量，香蕉樣品經(jīng)過提取透析的上清液進(jìn)入氧化鋁色譜柱，分別用水、乙酸、鹽酸洗滌得到不同的提取物，然后用硅膠色譜分離得到黃酮類物質(zhì)、兒茶酚胺、多巴胺。采用HPLC-EC法測(cè)得多巴胺含量為80～560 mg/100 g，類胡蘿卜素含量為0.28～0.78 mg/100 g；采用HPLC-PDA法測(cè)得蘆丁含量為11～16 mg/100 g。

HPLC法適用范圍廣，前處理簡(jiǎn)單，檢測(cè)速度快，適合檢測(cè)香蕉中大多數(shù)活性成分。對(duì)于多酚、類胡蘿卜素等物質(zhì)分離效果好，靈敏度高，是目前分析檢測(cè)的應(yīng)用熱點(diǎn)，但也有缺點(diǎn)。首先，HPLC法存在“柱外效應(yīng)”，目標(biāo)物質(zhì)在柱外死體積中擴(kuò)散或滯留會(huì)導(dǎo)致色譜峰加寬以及柱效降低；其次，HPLC法分離異構(gòu)體、手性分子的能力差。

2.2.4 液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法 液相色譜-質(zhì)譜法是集液相色譜對(duì)復(fù)雜化合物的高分離能力和質(zhì)譜的高靈敏度和高選擇性于一體的檢測(cè)分析方法。 Facundo等[30]利用HPLC-DAD-MS/MS檢測(cè)香蕉中類胡蘿卜素的含量，流動(dòng)相中加入三乙胺和甲基叔丁基醚提高類胡蘿卜素的響應(yīng)。LC-MS法不需要進(jìn)行柱前衍生，前處理簡(jiǎn)單，分析速度快，選擇性強(qiáng)，靈敏度高。從發(fā)展趨勢(shì)看，LC-MS法是今后研究熱點(diǎn)。然而LC-MS法也存在局限性。LC-MS法因受基質(zhì)效應(yīng)干擾嚴(yán)重而限制了在植物中活性物質(zhì)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用廣泛性。基質(zhì)效應(yīng)絕大多數(shù)是由于基質(zhì)中的雜質(zhì)與分析物共流出，產(chǎn)生離子抑制或增強(qiáng)，從而影響到定量分析的準(zhǔn)確度。農(nóng)藥殘留或食品添加劑檢測(cè)通常用空白樣品配制基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)考察基質(zhì)效應(yīng)，然而植物中的活性成分為內(nèi)源物質(zhì)，因此難以找到空白樣品考察待測(cè)物在不同基質(zhì)中的介質(zhì)效應(yīng)情況，最好采用同位素內(nèi)標(biāo)法校正；其次根據(jù)不同成分對(duì)基質(zhì)效應(yīng)的敏感度不同，選擇有針對(duì)性的樣品前處理方法，采用有效的樣品凈化方法，如固相萃取、凝膠滲透色譜、液液萃取、冷凍離心等，盡量減少基質(zhì)背景，是消除基質(zhì)效應(yīng)最有效的方法。丁俊[31]將QuEChERS方法、硼親和色譜、親水作用色譜、富集衍生一體化這幾種新原理與磁固相萃?。∕SPE）、聚合物整體柱微萃?。≒MME）、管內(nèi)固相微萃?。↖n-tube SPME）、原位衍生（ISD）這幾種新技術(shù)集成起來，發(fā)展內(nèi)源性油菜素甾醇的樣品前處理技術(shù)，采用同位素內(nèi)標(biāo)[2H3]BL、[2H3]CS校正，建立了多種新型油菜素甾醇的HPLC-MS/MS分析方法，降低了基質(zhì)效應(yīng)，提高了方法的選擇性以及靈敏度。

3 小結(jié)

由于人們對(duì)營(yíng)養(yǎng)的關(guān)注，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)香蕉中部分營(yíng)養(yǎng)成分有相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，然而有關(guān)香蕉中活性成分的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)鮮見報(bào)到，因此大量學(xué)者投入到香蕉中活性成分的檢測(cè)工作中。目前，在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的檢測(cè)香蕉中活性成分方法各種各樣，這幾種方法各有其檢測(cè)優(yōu)勢(shì)及不足之處，SP法、FL法以及TLC法設(shè)備簡(jiǎn)單操作方便，SP法能快速分析香蕉中的總酚含量以及有特殊顯色反應(yīng)的活性物質(zhì)；FL法對(duì)帶有熒光基團(tuán)物質(zhì)的檢測(cè)有極高的選擇性；TLC法能快速分離鑒定低聚糖、多糖的單糖組成，但是都不能對(duì)化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行精確定性定量，往往測(cè)定的是一類化合物的總量，并且無法消除雜質(zhì)干擾，無法滿足對(duì)多種物質(zhì)的分離和精確檢測(cè)；GC-MS法是檢測(cè)香蕉香氣成分和脂肪酸最理想的分析方法，但需要進(jìn)行復(fù)雜的柱前衍生，操作繁瑣，靈敏度低。目前，學(xué)者們集中報(bào)道高效液相色譜同各種檢測(cè)器相結(jié)合是分析兒香蕉活性成分的主要方法。HPLC法具備高靈敏度、高速、高效的優(yōu)勢(shì)，并且有廣泛的應(yīng)用范圍，前處理不復(fù)雜，與多種檢測(cè)器連接，應(yīng)用于檢測(cè)多酚類化合物、類胡蘿卜素、兒茶酚胺等有較好的效果。LC-MS法前處理簡(jiǎn)單，分析速度快，靈敏度高，選擇性高，但因受基質(zhì)效應(yīng)干擾嚴(yán)重而限制了在營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用。解決LC-MS法的基質(zhì)效應(yīng)將是未來食品營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)分析領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

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