赤霉素

创新课题实验报告

课题：啤酒原料麦芽中的赤霉素的研究指导老师：李永仙

组员：孟昭文李航王润东

一．赤霉素性质研究现状

1.1 赤霉素的理化性质

赤霉素GA3（Gibberellic acid）

化学名：2，4a，7-三羟基-1-甲基-8-亚甲基-赤霉-3-烯-1，10羧酸-14内酯，

分子式：C19H22O6，

分子量：346.38

又称赤霉酸。其结构内含有3个环，一个内酯环，八个手性碳，羟基，三个双键和一个羧基。是真菌恶苗病菌所产生的刺激植物生长抗生素。

结构式如下：

赤霉素GA3工业品为白色结晶粉末，含量在85%以上，熔点233-235℃。由于赤霉素GA3官能团的特殊排列方式以及几个易变化部位的相互牵制，使得它在很温和的条件下就有发生重排列或异构化的可能。但是，它的结构在常温避光条件下是稳定和易保藏的。赤霉素GA3易溶于醇类（比如甲醇、乙醇）、丙酮、醋酸乙酯等、乙酸乙酯有机溶剂和pH6.2的磷酸缓冲液中。微溶于水、醚中，不溶于石油醚、苯、氯仿等溶剂中。在温度低的酸性条件下，比较稳定。遇碱中和失去生理效用。其溶液在pH3-4下最稳定。在中性或微碱性条件下，稳定性下降。高温能明显加速其分解，因此赤霉素GA3不能以水溶液形式在室温下长期保存。

1.2赤霉素GA3检测方法与残留限量

目前关于赤霉素研究最多的是机理与应用上，对赤霉素的安全性分析和检测方法国内外报道的不多。主要方法有绵联免疫检测法，高效液相色谱法、薄层层析法、分光光度测定法。美国、日本等国规定水果、蔬菜中赤霉素最高残留限量为0.2mg/kg，而我国还没有相关限量标准。

目前检测赤霉素含量方法有以下几种，而麦芽中赤霉素含量检测尚无先例：

黄少白（1）用碳二亚胺（EDC）法将赤霉素A（GA4）与卵清蛋白（OVA）连接，形成GA4-OVA 复合物用于包板，利用GA4-ME与GA4-OVA对兔抗GA4-PAbs竞争结合反应，建立了GA1,3,4,7,间接酶联免疫检测法（ELISA0。其灵敏度、检测范围和最小检测样品量分别为45pg，0.2-200ng和50-500mg，样品的平均回收率为97%，批内和批间的变异系数分别为4.2%和4.8%。

吴硕如（2）GA4-BSA结合物诱导制得兔抗，采用放射免疫测定法检测赤霉素，与GA1，GA3,GA7有较高的交叉反应率，而与GA5、GA9与GA20的交叉反应率甚小，检测范围25-800pg/50ul 之间。

李进（3）采用竞争ELISA检测赤霉酸，在1ug/ml to150ug/ml范围内有较好的线性关系，回归方式为:y=0.44+15.59,相关系数为0.99，与HPLC比较有较好的一致性。

湛社霞（4）建立固相萃取-高效液相色谱法测定水果中赤霉素的含量。水果样品经50%甲醇-水提取后，用HLB萃取，以甲醇+水（3+1）洗脱，洗脱液经C18柱分离、二极管阵列检测器检测，用高效液相色谱仪测定。赤霉素回归方程为I=13358.46*C+1.69，相关系数r>0.9999，相对标准偏差<5%，加标回收率可达90%以上，以信噪比为3时，赤霉素的最低检测出限为0.11ug/ml。

陈小鹏（5）采用高效液相色谱测定黄瓜瓜条中赤霉素，试材用液氮研磨以100%冷乙腈浸提，浸提液抽虑，氯仿去除色素，PVP去除酚类杂质，乙酸乙酯提取激素，最后过PT-C18柱上进行分离，紫外检测器在252nm波长下检测、鉴定，GA3的检测线为0.242ugFW，回收率为80.2%。

周艳明（6）建立水果中赤霉素残留量的高效液相色谱检测方法，样品采用80%的甲醇提取，经液液萃取净化，以紫外检测器检测。添加回收率为82.8%-100.6%，变异系数为3.2%-4.6%，最低检出限为0.017mg/kg。

张有林（7）用SymmetryC18色谱柱（4.6mm*150mm）,以乙腈和 1.8%乙酸[V(CH3CN):V(1.8%CH3COOH)=1:1]为流动相，流速为0.5ml min-1,Waters 2487UV-检测器，在检测波长254NM，柱温25°C的条件下，同时分离并测定了银凤桃中的GA3，回收率分别达到100.1%，该方法测量灵敏度达0.047ng/ml，精密度RSD%<0.1。

黄红林（8）建立了固相萃取-高效液相色谱（SPE-HPLC）法分析番茄中赤霉素GA3残留量的方法。线性范围为0.21-1.05*102mg/l，检出限为0.011mg/kg,加标回收率为88.45%-95.90%，其RSD为1.15%-6.56%。

王骏（9）建立用HPLC/MS测定猴桃中赤霉素的方法。用甲醇-氨水溶液提取式样中的赤霉素，经固相萃取净化，以反相液相色谱分离、质谱检测器测定。赤霉素的最低检测线均为4.0ug/kg,回收率92.5%-101.4%，相对标准偏差1.68%-3.79%。

葛雅琨（10）使用高效液相色谱（HPLC）对蔬菜中的农药GA3残留进行分析检测，用80%甲醇溶液作为提取剂，建立了液液萃取与SPE2PAKC18固相萃取相结合纯化GA3的方法。检测波长为206.00nm，流动相为甲醇与7.5nM甲酸水的体积比为3：7的溶液，实验结果为GA3标准曲线的线性方程为：y=5.9242x+4.9434，相关系数R=0.9995，最低检测限为0.5ug/g,平均回收率都在80%以上。

侯圣洁(11)采用LC-MS/MS方法同时检测小麦中的赤霉素、吲哚乙酸和脱落酸，检测限分别为0.005ug/ml，2.2ug/ml and 0.003ug/ml,回收率为95.5%-102.4%。

肖志壮（12）报道，赤霉素在体积分数为70%乙醇溶液中，与98%（质量分数）硫酸作用生成的产物在412nm波长处具有最大的吸收峰；在0-200mg/l浓度范围内，赤霉素浓度与其吸光度值呈线性关系，其相关系数大于0.990；检测限为2mg/l,可信度在99%以上。

二．立题背景及意义

啤酒生产以大麦麦芽为主要原料，麦芽的制备是啤酒生产的开始。原料大麦需经过除杂-精选-分级-浸麦-发芽-焙燥-除根，最终得到成品麦芽。当大麦籽含水量超过25%时，即开始生理萌发产生赤霉素，刺激糊粉层细胞分泌系列水解酶。麦芽制造的目的就是在人工控制的条件下，使大麦在发芽过程中产生淀粉酶、蛋白酶、半纤维素等多种水解酶系，降解大麦籽粒中蛋白质、淀粉、半纤维素等高分子物质成中低分子物质，少部分低分子的降解产物被用于合成根芽，大部分降解产物被储存于胚乳中，以构成麦汁中的营养成分。制卖过程中为了加强水解酶系的分泌速度和分泌量，强化水解酶系的活性，普遍会在浸麦是添加一定量