利用蒸發(fā)光散射檢測器測定食品中的低聚果糖

張媛媛，張彬，俞龍泉，張文娜，韓愛云，王惠英（石家莊學(xué)院化工學(xué)院，河北石家莊050035）

利用蒸發(fā)光散射檢測器測定食品中的低聚果糖

張媛媛，張彬，俞龍泉，張文娜，韓愛云，王惠英
（石家莊學(xué)院化工學(xué)院，河北石家莊050035）

摘要：采用高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測器在同一色譜條件下對不同種類食品中低聚果糖含量的測定。結(jié)果表明，在該檢測條件下，食品中低聚果糖組分的能夠得到有效的分離，基線平穩(wěn)。蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖的檢測范圍在0.67mg/mL～14.0 mg/mL之間，線性相關(guān)系數(shù)在99.95%以上。不同種類的食品樣品中，低聚果糖3種組分的回收率在95.20%～100.15%之間。該方法靈敏度高，準(zhǔn)確，快捷，適合于食品中低聚果糖含量的測定。

關(guān)鍵詞：高效液相色譜；蒸發(fā)光散射檢測器；低聚果糖

低聚果糖作為應(yīng)用最為廣泛的益生元之一[1-3]，具有改善腸道功能、增強免疫功能、促進鈣鎂鐵等礦物元素吸收和抗突變性等多種功效[4-6]。在世界范圍內(nèi)，被200多個國家和地區(qū)所認(rèn)可，并被廣泛應(yīng)用于食品、保健、醫(yī)藥、化妝品以及飼料領(lǐng)域。目前，不同企業(yè)或科研機構(gòu)之間所使用的檢測方法都存在很大的不同，給低聚果糖的推廣和應(yīng)用帶來了很多困難[7]。

蒸發(fā)光散射檢測器（Evaporative light Scattering Detector，ELSD）作為新一代通用型質(zhì)量檢測器[8]，基于不揮發(fā)的樣品顆粒對光的散射程度與其質(zhì)量成正比而進行檢測，對沒有紫外吸收、熒光或電活性的物質(zhì)以及產(chǎn)生末端紫外吸收的物質(zhì)均能產(chǎn)生響應(yīng)，特別是檢測如低聚糖類沒有紫外吸收的物質(zhì)，顯示出一定的優(yōu)越性[9]。目前，使用較多的檢測方法為高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測法，但文獻(xiàn)中所報道的方法樣品前處理較為復(fù)雜，高溫處理對低聚果糖的穩(wěn)定性有一定影響，而且對應(yīng)不同種類的食品需采用不同的洗脫梯度，色譜條件不統(tǒng)一，使檢測過程變得繁瑣，也不利于實驗數(shù)據(jù)的分析比對[10-11]。

本研究選取對3種常見的含低聚果糖的食品測定試驗。樣品前處理過程中采用超聲替代高溫水浴處理，通過高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測器檢測法（HPLC-ELSD）[12]，實現(xiàn)同一色譜條件下對不同種類食品中低聚果糖含量的測定，為低聚果糖的檢測及推廣應(yīng)用提供一定的理論參考。

1　材料與方法

1.1儀器與試劑

1.1.1儀器

Agilent 1100高效液相色譜儀：安捷倫公司；ELSDUM 3000蒸發(fā)光散射檢測器：上海通微科技有限公司；NH2分析柱（4.6 mm×300 mm，5 μm）色譜柱：沃特世科技（上海）有限公司（Waters）；TGL-16G-A離心機：湖南湘儀儀器有限公司；YQ-520 A超聲波清洗器：上海易凈超聲波儀器有限公司。

1.1.2試劑與試樣

蔗果三糖標(biāo)品（GF2，純度99.8%）、蔗果四糖標(biāo)品（GF3，純度99.8%）、蔗果五糖標(biāo)品（GF4，純度86.7%）：和光純藥工業(yè)株式會社（日本）；乙腈（色譜純）、石油醚、六氰合亞鐵酸鉀、乙酸鋅、冰乙酸：國藥集團（上海）試劑公司；食品樣品：市售。

1.2方法

1.2.1色譜條件

采用乙腈、水為流動相，梯度洗脫，洗脫條件為：0～20 min（70%～65%A，30%～35%B），20 min～22 min （65%A，35%B），22 min～25 min（65%～70%A，35%～30%B），25 min～28 min（70%A，30%B）。恒定氣體壓力0.5 MPa，漂移管溫度85℃，載氣流量2.0 L/min。

1.2.2低聚果糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

稱取蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖標(biāo)準(zhǔn)品各200 mg，分別放入10 mL容量瓶，用超純水稀釋至刻度，超聲處理3 min后，用0.50 μm濾膜過濾。然后，取等量已配好的蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖的標(biāo)準(zhǔn)溶液至容量瓶中，用超純水稀釋至刻度，超聲處理3 min后，用0.50 μm濾膜過濾，備用。

1.2.3標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

取配制好的混標(biāo)溶液稀釋至不同濃度，按1.2.1的色譜條件分別進樣，以峰面積的自然對數(shù)為縱坐標(biāo)（y），以進樣量的自然對數(shù)為橫坐標(biāo)（x），計算標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.4食品中低聚果糖含量的測定

試驗中選取米粉、飲料和奶粉3種食品為樣品，檢測其中的低聚果糖的含量。

1.2.4.1脫脂預(yù)處理

精確稱取米粉、奶粉各3.0 g樣品分別放入100 mL燒杯中，置于通風(fēng)櫥內(nèi)，加入50 mL石油醚，超聲處理20 min，4 800 r/min離心5 min，棄掉上清液，在通風(fēng)櫥內(nèi)揮發(fā)至無味，60℃干燥至無水分，研成粉末，備用。

1.2.4.2提取

稱取經(jīng)脫脂處理的樣品粉末2.0 g，加20 mL蒸餾水，在60℃超聲提取15 min，8 000 r/min離心5 min，取上清液至25 mL容量瓶中，備用。

1.2.4.3脫蛋白預(yù)處理

將所有樣品溶液采用亞鐵氰化鉀-乙酸鋅法脫蛋白[13]，8 000 r/min離心5 min，取上清液轉(zhuǎn)至25 mL容量瓶中，蒸餾水定容至刻度。

1.2.4.4膜過濾處理

精確稱取5 mL飲料于25 mL容量瓶中，蒸餾水定容至刻度，超聲2min。將所有樣品溶液分別用0.5μm濾膜過濾，所得濾液供HPLC-ELSD分析。

1.2.5回收率試驗

取3種樣品溶液各3份，分別加入已知含量的低聚果糖混標(biāo)溶液，在同一條件下檢測3次，計算其回收率。

2　結(jié)果與分析

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性范圍

在1.2.1的色譜條件下，將配制好的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液分別進樣并計算，得標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程試驗結(jié)果見表1。

表1標(biāo)準(zhǔn)曲線Table 1　Calibration curve of HPLC-ELSD method

由表1可以看出，蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖的濃度與峰面積的線性關(guān)系良好，標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)R2均在99.95%以上，說明標(biāo)準(zhǔn)曲線是準(zhǔn)確可信的，低聚果糖的檢測范圍在0.67 mg/mL～14.0 mg/mL。

2.23種食品中低聚果糖色譜分析圖

對試驗中選取米粉、飲料和奶粉3種食品進行檢測，色譜條件為1.2.1，根據(jù)加標(biāo)圖譜的保留時間來確定樣品中低聚果糖的組分，色譜圖見圖1～圖6。

圖1米粉樣品的HPLC-ELSD色譜圖Fig.1　Representative HPLC-ELSD chromatograms of rice flour

圖2米粉樣品加標(biāo)的HPLC-ELSD色譜圖Fig.2　Representative HPLC-ELSD chromatograms of rice flour mixed with standards

圖3飲料樣品的HPLC-ELSD色譜圖Fig.3　Representative HPLC-ELSD chromatograms of beverage

圖4飲料樣品加標(biāo)的HPLC-ELSD色譜圖Fig.4　Representative HPLC-ELSD chromatograms of beverage mixed with standards

圖5奶粉樣品的HPLC-ELSD色譜圖Fig.5　Representative HPLC-ELSD chromatograms of milk powder

由上述試驗結(jié)果可知，不同種類的食品樣品經(jīng)超聲處理后，在同一色譜條件下，通過梯度洗脫。低聚果糖達(dá)到了較高的分離度，基線平穩(wěn)，噪音小，靈敏度高。

2.33種食品中低聚果糖含量與回收率試驗

由試驗結(jié)果得出檢測樣品的峰面積，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算其中的低聚果糖含量及加標(biāo)回收率試驗結(jié)果見表2。

圖6奶粉樣品加標(biāo)的HPLC-ELSD色譜圖Fig.6　Representative HPLC-ELSD chromatograms of milk powder mixed with standards

表2　3種樣品中的低聚果糖含量及回收率試驗Table 2　The contents of FOS in three types of food and the recovery experiment results

由試驗結(jié)果可知，不同種類的食品樣品中的低聚果糖含量能夠得到準(zhǔn)確的測定，其中蔗果三糖的含量為最高，蔗果五糖的含量最低。飲料中所含的低聚果糖含量較高，奶粉中的含量最低。不同組分的回收率在95.20%～100.15%之間，說明該檢測方法準(zhǔn)確、可靠。

3　結(jié)論

本研究利用高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測器檢測法（HPLC-ELSD），實現(xiàn)了同一色譜條件下對不同種類食品中低聚果糖含量的測定。通過梯度洗脫，食品中低聚果糖組分能夠與其它干擾雜質(zhì)實現(xiàn)較好的分離，基線平穩(wěn)，噪音小。通過低聚果糖濃度與色譜圖峰面積計算得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)在99.95%以上，低聚果糖3種組分的回收率在95.20%～100.15%之間。說明該方法靈敏度高，準(zhǔn)確，快捷，操作簡便，適合于食品中低聚果糖含量的測定。

參考文獻(xiàn)：

[1]Gibson G R,Beatty E R,Wang X,et al.Selective stimulation of bifidobacteria in the human colon by oligofructose and inulin[J].Gastroenterology,1995(108):975-982

[2]Kleessen B,Sykura B,Zunft H J,et al.Effeets of inulin and laetose onfaeeal mieroflora,mierobial activity and bowel habit in elderly constipated persons[J].Am.J.Clin.Nutr,1997(65):1397-1402

[3]Judith E Spiegel,Rebecca Rose,Paula Karabell,et al.Saftey and beneflts of fructooligosaeeharides as food in gredients[J].Food－Teehnology,1994(1):85-89

[4]Fukai K,Ohno S,Goto K,et al.Seasonal fluctuations in fructans content and related activities in yacon(Polymnia sonchifolius)[J]. Soil Sci Plant Nutr,1997(43):171-177

[5]項明潔,劉明,彭奕冰,等.低聚果糖對雙歧桿菌增殖效果及腸道菌群的影響[J].檢驗醫(yī)學(xué),2005,20(1):49-51

[6]Goto K,Fukai K,Hikida J,et al.Isolation and structural analysis of oligosaccharides from yacon(Polymnia sonehifolius)[J].Biosci Biotechnol&Biochem,1995(59):2346-2347

[7]宿志宏.低聚果糖國家標(biāo)準(zhǔn)樣品發(fā)布破解行業(yè)檢測難題[J].食品工業(yè)科技,2015,12(1):36-37

[8]Yang W,Ming Y D.Analysis of carbohydrates in drinks by highperformance liquid chromatography with a dynamically modified amino column and evaporative light scattering detection[J].Journal of Chromatography A,2000(904):113-117

[9]李海龍,王靜,張英春,等.HPLC-ELSD法測定苦杏仁中苦杏仁苷的含量[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2007(33):109-112

[10]于曉瑾,仇凱,熊正河.食品中低聚果糖和低聚半乳糖檢測方法研究進展[J].食品研究與開發(fā),2013,34(20):125-129

[11]李秀英,黃金鳳,冼燕萍,等.食品中低聚果糖的檢測方法研究進展[J].乳業(yè)科學(xué)與技術(shù),2014,37(3):31-34

[12]張媛媛,張彬,韓愛云,等.三種低聚果糖檢測方法的比較[J].食品研究與開發(fā),2015,36(14):98-101

[13]王梅,趙鳳敏,蘇丹,等.米糠多糖提取工藝中脫蛋白方法的研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工(學(xué)刊),2011,256(9):18-20

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.23.035

收稿日期：2015-08-27

基金項目：石家莊學(xué)院博士科研啟動基金項目（13BS014）

作者簡介：張媛媛（1983—），女（漢），講師，博士研究生，研究方向：食品分析與食品安全、功能性食品研究。

Determination of Fructooligosaccharides in Food by Evaporative Light Scattering Detection

ZHANG Yuan-yuan，ZHANG Bin，YU Long-quan，ZHANG Wen-na，HAN Ai-yun，WANG Hui-ying
（Institute of Chemical Technology，Shijiazhuang University，Shijiazhuang 050035，Hebei，China）

Abstract：A High Performance Liquid Chromatography-Evaporative Light Scattering Detection method was used for the determination of fructooligosaccharides in different kinds of food on the same chromatographic conditions.The results showed that good separation effect was obtained and the base line was quite flat.The detection ranges for GF2，GF3and GF4were 0.67 mg/mL-14.0 mg/mL and the linear correlation was above 99.95%. In different kinds of food samples，the recoveries of GF2，GF3and GF4were ranging from 95.20%to 100.15%. This method was highly sensitive，rapid，accuracy，and suitable for the determination of fructooligosaccharides in food.

Key words：High Performance Liquid Chromatography；Evaporative Light Scattering Detection；fructooligosaccharides