HPLC-ELSD分析超聲法合成月桂酸蔗糖酯的含量

蘭梅娟，徐勇士，楊 旭，張若璇，孫帥楠，曲睿晶，杭方學(xué),2,5*

(1廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西 南寧 530004；2廣西蔗糖產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，廣西 南寧 530004；3廣西制糖學(xué)會，廣西 南寧 530004；4來賓市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所，廣西 來賓 546100；5糖業(yè)及綜合利用教育部工程研究中心，廣西 南寧 530004)

HPLC-ELSD分析超聲法合成月桂酸蔗糖酯的含量

蘭梅娟1，徐勇士2,3，楊 旭4，張若璇1，孫帥楠1，曲睿晶1，杭方學(xué)1,2,5*

(1廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西 南寧 530004；2廣西蔗糖產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，廣西 南寧 530004；3廣西制糖學(xué)會，廣西 南寧 530004；4來賓市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所，廣西 來賓 546100；5糖業(yè)及綜合利用教育部工程研究中心，廣西 南寧 530004)

建立一種準(zhǔn)確、快速、靈敏測定月桂酸蔗糖酯的高效液相色譜檢測法。使用C8色譜柱為分離柱，以甲醇和水作為流動相，采用梯度洗脫方式，流速1.0 mL/min，漂移管溫度85℃，氮?dú)饬魉?.4 L/min。結(jié)果表明：月桂酸蔗糖單酯的線性范圍為2～10 mg/mL (R2=0.9988)，最低檢出限為1.5 μg，平均加標(biāo)回收率為99.68%，RSD為3.50%，該方法操作簡便、準(zhǔn)確可靠，可用于月桂酸蔗糖酯的測定。

高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測法(HPLC-ELSD)；月桂酸蔗糖酯；超聲

0 前言

蔗糖脂肪酸酯亦名蔗糖酯，是一種非離子型表面活性劑，無嗅無味，對人體無毒害，可被微生物降解，不會造成環(huán)境污染，具有很好的乳化、分散、增溶、潤滑、發(fā)泡等作用，并且還有殺蟲滅菌功效，廣泛應(yīng)用于食品、化妝品、醫(yī)藥、農(nóng)藥等行業(yè)[1-7]。

色譜法定性定量分析蔗糖脂肪酸酯不但有助于促進(jìn)蔗糖酯合成領(lǐng)域的研究工作，也可作為一種工具用于食品、化妝品中蔗糖酯的分析檢測，薄層色譜是較早也是較廣泛用來分析蔗糖酯的方法[8-11]，它能較好地分離蔗糖單酯、雙酯以及多酯，但是蔗糖酯本身無色，需要使用顯色劑顯色，并且薄層色譜法步驟繁瑣，難以精確測量，氣相色譜也能分析定量蔗糖酯的組分，但是需要對蔗糖酯進(jìn)行衍生化[12-14]。HPLC分離度好、檢測靈敏度高、方便快捷，被廣泛用于定量分析蔗糖酯[15-19]。最早與HPLC聯(lián)用于蔗糖酯檢測的是紫外檢測器和示差折光檢測器，蔗糖酯分子紫外吸收較弱，而示差折光檢測器不能改變流動相的梯度，這2種檢測器都不是分析定量蔗糖酯的理想選擇，作為一種質(zhì)量響應(yīng)型檢測器，蒸發(fā)光散射檢測器克服了上述缺陷，在蔗糖酯分析檢測領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。目前ELSD-HPLC法分析檢測蔗糖酯，是用色譜峰面積百分?jǐn)?shù)定量不同取代度的蔗糖酯。蒸發(fā)光散射檢測器檢測的是不揮發(fā)的溶質(zhì)顆粒，通用于各種沸點(diǎn)高于流動相的物質(zhì)，嚴(yán)格來說ELSD并不是真正的“質(zhì)量型檢測器”，其響應(yīng)與被分析物的理化性質(zhì)有一定關(guān)系，但對理化性質(zhì)很近似的一類化合物，ELSD的響應(yīng)幾乎是一致的[20]。

本文采用反相C8色譜柱，通過梯度洗脫，月桂酸蔗糖單酯外標(biāo)定量蔗糖單酯含量，建立了一種快速、簡便、準(zhǔn)確分析蔗糖脂肪酸酯及其雜質(zhì)的新方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蔗糖(AR)、無水碳酸鉀(AR)、二甲基亞砜(AR)、乳酸(AR)、氯化鈉(AR)、正丁醇(AR)、無水硫酸鈉(AR)、甲醇（色譜純）、無水乙醇，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；月桂酸甲酯(AR)，中國阿拉丁公司；月桂酸蔗糖單酯，美國sigma公司；實(shí)驗(yàn)用水均為過0.45 μm微孔濾膜超純水。

1.2 儀器與設(shè)備

Waters高效液相色譜儀配有Empower軟件，美國Waters；Alltech ELSD2000檢測器，美國奧泰科技有限公司；Easypure LF超純水儀，美國Barnstead；GENIUS ME215S微量分析天平，德國Sartorius； AL204電子天平，瑞士METTLER TOLEDO；KQ-500DE數(shù)控超聲波清洗儀，昆山市超聲儀器有限公司；2XZ-1型旋片式真空泵，浙江黃巖求精真空泵廠；真空干燥箱，上海生銀醫(yī)療儀器儀表有限公司；HHS型電熱恒溫水浴鍋，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.3 月桂酸蔗糖酯的制備

將0.01 mol的蔗糖溶解于二甲基亞砜中，加入適量的無水碳酸鉀和月桂酸甲酯，置于超聲波清洗儀中，在11 kPa壓強(qiáng)，80℃下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，加入適量乳酸，鈍化催化劑，蒸出二甲基亞砜，加入5 mL 25%氯化鈉溶液和20 mL正丁醇攪拌至完全溶解，轉(zhuǎn)入分液漏斗靜置分層，棄去水相，少量25%氯化鈉溶液洗滌正丁醇相，加入無水硫酸鈉干燥，過濾，蒸除正丁醇，乙酸乙酯洗滌，40℃真空干燥得乳白色蠟狀物，即為月桂酸蔗糖酯。

1.4 對照品溶液的配制

精密稱取月桂酸蔗糖單酯對照品50.00 mg，使用甲醇溶解，配制濃度為10 mg/mL的溶液，用0.45 μm微孔濾膜過濾，作為標(biāo)準(zhǔn)溶液貯備液。

1.5 色譜條件

色譜柱：依利特HypersilC8柱(4.6 mm×300 mm，5 μm)；柱溫25℃，流動相A為甲醇，流動相B為水，梯度洗脫程序見表1；進(jìn)樣量20 μL，流速1.0 mL/min，蒸發(fā)光散射檢測器的漂移管溫度為85℃，激光增益為1，霧化氣為氮?dú)猓魉?.4 L/min。

表1 HPLC梯度洗脫條件

1.6 月桂酸蔗糖酯的ESI-MS分析

電離模式：電噴霧電離(ESI)，正、負(fù)離子檢測；質(zhì)譜掃描范圍100～1500 u。

樣品流速；0.8 mL/min；干燥氣：氮?dú)猓琁on transfer tube溫度：380℃；蒸發(fā)溫度：200℃；流速：5.0 L/min；干燥氣溫度：350℃。

制樣：樣品用甲醇溶解，配制成500 μg/mL的溶液。

2 結(jié)果與討論

2.1 線性范圍及檢出限

準(zhǔn)確吸取月桂酸蔗糖單酯對照品標(biāo)準(zhǔn)溶液貯備液適量，甲醇定容，配置成濃度為：2、3、4、5、6、8、10 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作液，按照1.4中的分析條件進(jìn)行測定。以峰面積為縱坐標(biāo)、月桂酸蔗糖單酯濃度(mg/mL)為橫坐標(biāo)，得到月桂酸蔗糖單酯標(biāo)準(zhǔn)品的標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1。月桂酸蔗糖單酯在質(zhì)量濃度范圍為2～10 mg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，峰面積與單酯質(zhì)量濃度呈指數(shù)關(guān)系，回歸方程為y=5670438.664x1.1888，決定系數(shù)R2=0.9988。逐步稀釋單酯貯備液，由信噪比(RSN)=3計(jì)算，得月桂酸蔗糖單酯的檢出限為1.5 μg。

圖1 HPLC梯度洗脫條件

2.2 精密度實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確吸取單酯貯備液1 mL，甲醇定容至2 mL，配制成5 mg/mL的單酯溶液，連續(xù)進(jìn)樣6次，測定峰面積，并計(jì)算其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果如表2，RSD為1.20%，表明儀器精密度良好。

2.3 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

把標(biāo)記為LS1樣品溶于甲醇，配置成10 mg/mL的溶液，進(jìn)行穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。分別于0、3、6、9、12、15 h進(jìn)樣測定峰面積，結(jié)果如表3所示。測定的15 h內(nèi)，月桂酸蔗糖單酯峰面積RSD為2.94%，月桂酸蔗糖二酯峰面積RSD為2.32%，表明供試品溶液在15 h內(nèi)基本穩(wěn)定。

2.4 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)

取標(biāo)記為LS2的月桂酸蔗糖酯9份，分別加入樣品中單酯含量的80%、100%、120% 3個水平的月桂酸蔗糖單酯標(biāo)準(zhǔn)品，甲醇溶解，進(jìn)行檢測，計(jì)算回收率，結(jié)果見表4。月桂酸蔗糖單酯平均回收率為99.68%，RSD為3.50%，說明方法準(zhǔn)確度良好。

表2 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表3 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表4 月桂酸蔗糖單酯加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

2.5 月桂酸蔗糖酯的ESI-MS分析

圖2是超聲合成月桂酸蔗糖酯樣品的HPLC色譜圖，峰1是分離過程中引入氯化鈉的色譜峰，峰2是蔗糖雜質(zhì)，為了進(jìn)一步證實(shí)超聲合成月桂酸蔗糖酯的組分，采用電噴霧電離質(zhì)譜對合成月桂酸蔗糖酯的組分進(jìn)行分析表征。月桂酸蔗糖酯的HPLC色譜圖中各個色譜峰代表的物質(zhì)的質(zhì)譜表征結(jié)果如表5至表7所示，可知峰3～峰8均是月桂酸蔗糖單酯的同分異構(gòu)體；第9簇色譜峰和峰10是月桂酸蔗糖二酯的一系列同分異構(gòu)體；第11簇色譜峰是月桂酸蔗糖三酯的一系列同分異構(gòu)體；本方法可以檢測到超聲合成月桂酸蔗糖酯有6種月桂酸蔗糖單酯同分異構(gòu)體、7種月桂酸蔗糖二酯同分異構(gòu)體以及4種月桂酸蔗糖三酯同分異構(gòu)體。

圖2 月桂酸蔗糖酯的HPLC色譜圖

表5 蔗糖單酯色譜峰的質(zhì)譜表征

表6 蔗糖雙酯色譜峰的質(zhì)譜表征

表7 蔗糖三酯色譜峰的質(zhì)譜表征

3 結(jié)論

本文建立了同時測定月桂酸蔗糖單酯同分異構(gòu)體、月桂酸蔗糖雙酯、月桂酸蔗糖三酯及其雜質(zhì)蔗糖的高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測方法(HPLC-ELSD)。該方法蔗糖單酯的線性范圍為2～10 mg/mL (R2=0.9988)，最低檢出限為1.5 μg，準(zhǔn)確度和精密度均較高；該方法可以檢測到超聲合成月桂酸蔗糖酯有6種月桂酸蔗糖單酯同分異構(gòu)體、7種月桂酸蔗糖二酯同分異構(gòu)體以及4種月桂酸蔗糖三酯同分異構(gòu)體。

[1] SZUTS A, SZABO R P. Sucrose esters as natural surfactants in drug delivery systems—A mini-review[J]. International Journal of Pharmaceutics, 2012, 433(1-2): 1-9.

[2] GAROFALAKIS G, MURRAY B S. Dilatational rheology and foaming properties of sucrose monoesters in the presence of β-lactoglobulin[J]. Colloids & Surfaces B Biointerfaces, 2001, 21(1-3): 3-17.

[3] SONG Z J, LI S J, CHEN X, et al. Synthesis of insecticidal sucrose esters[J] .Forestry Studies in China, 2006, 8(3): 26-29.

[4] CHANSANROJ K, BETZ G. Sucrose esters with various hydrophilic–lipophilic properties: Novel controlled release agents for oral drug delivery matrix tablets prepared by direct compaction[J]. Acta Biomaterialia, 2010, 6(6): 3-9.

[5] PLAT T, LINHARDT R J. Syntheses and applications of sucrose-based esters[J]. Journal of Surfactants and Detergents, 2001, 4(4): 415-421.

[6] AHSAN F, ARNOLD J J, MEEZAN E, et al. Sucrose cocoate, a component of cosmetic preparations, enhances nasal and ocular peptide absorption[J]. International Journal of Pharmaceutics, 2003, 251(1-2): 195-203.

[7] SANGNARK A, NOOMHORM A. Effect of dietary fiber from sugarcane bagasse and sucrose ester on dough and bread properties[J]. Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie, 2004, 37(7): 697-704.

[8] MIMA H, KITAMORI N. Chromatographic analysis of sucrose esters of long chain fatty acids[J]. Journal of American Oil Chemists Society, 1964, 41(3): 198-200.

[9] FEUGE R O, ZERINGUE H J, WEISS T J, et al. Preparation of sucrose esters by interesterification[J]. Journal of American Oil Chemists Society, 1970, 47(2): 56-60.

[10] WEISS T J, BROWN M, ZERINGUE H J, et al. Quantitative estimation of sucrose esters of palmitic acid[J]. Journal of American Oil Chemists Socicety,1971, 48(4): 145-148.

[11] 李延科，張淑芬，楊錦宗. 蔗糖酯的薄層色譜分析[J].色譜，2002，20(5)：476-478.

[12] GUPTA R K, JAMES K, SMITH F J. Analysis of sucrose mono- and diesters prepared from triglycerides containing C12-C18 fatty acids[J]. Journal of the American Oil Chemists Society, 1983, 60(11): 1908-1913.

[13] 朱福妹，曾潔. 氣相色譜法測定蔗糖脂肪酸酯[J]. 海峽藥學(xué)，1997，9(1)：141.

[14] KARRER R, HERBERG H. Analysis of sucrose ester fatty acid esters by high temperature gas chromatography[J]. Journal of High Resolution Chromatography, 1992, 15(9): 585-589.

[15] KAUFMAN V R, GARTI N. Analysis of sucrose esters composition by HPLC[J]. Journal of Liquid Chromatography, 1981, 4(7): 1195-1205.

[16] SEINO H, UCHIBORI T, NISHITANI T, et al. Enzymatic synthesis of carbohydrate esters of fatty acid (I) esterification of sucrose, glucose, fructose and sorbitol [J]. Journal of American Oil Chemists Society, 1984. 11(61): 1761-1765.

[17] 黃進(jìn). 蔗糖醋的高效液相色譜分析方法[J]. 精細(xì)化工，1986，3(6)：43-47.

[18] JASPERS M E A P, VAN LEEWEN F F, Nieuwenhuls H J W, et al. High performance liquid chromatographic separation of sucrose fatty acid esters [J]. Journal of American Oil Chemists Society, 1987(64): 1020-1025.

[19] 楊勤萍，徐國梁，施邑屏，等. 高效液相色譜及薄層色譜分析蔗糖脂肪酸酯[J]. 分析測試學(xué)報，1999，18(1)：28-30.

[20] 魏泱，丁明玉. 蒸發(fā)光散射檢測技術(shù)[J]. 色譜，2000，18(5)：398-401.

(本篇責(zé)任編校：鄧丹丹)

Quantitative Analysis of Ultrasonic Synthesized Sucrose Laurate by HPLC Coupled with Evaporative Light-Scattering Detection

LAN Mei-juan1, XU Yong-shi2,3, YANG Xu4, ZHANG Ruo-xuan1, LI Yi1, SUN Shuai-nan1, QU Rui-jing1,
HANG Fang-xue1,2,5
(1Institute of Light Industry and Food Engineering, Guangxi University, Nanning 530004;2Collaborative Innovation Center of Guangxi Sugarcane Industry, Nanning 530004;3Institute of Guangxi Sugarcane, Nanning 530004;4Institute of Product Quality, Laibin 546100;5Engineering Center for Sugarcane and Guangxi University, Nanning 530004)

An accurate, rapid and sensitive high-performance liquid chromatographic (HPLC) method with evaporative light scattering detection (ELSD) was developed for the determination of ultrasonic synthesized sucrose laurate. The chromatographic separation was carried out on C8 column (4.6 mm× 300 mm, 5 μm) with a mobile phase composed of methanol and water at a flow rate of 1 mL/min by gradient elution, the ELSD drift tube temperature was set at 85℃ and the carrying gas was nitrogen of which the flow rate was 2.4 L/min. Under the above conditions, the linear range of the established monoesters calibration curve was 2～10 mg/mL, with a regression correlation coefficient of 0.9988. The average spike recovery was 99.68%, with a relative standard deviation (RSD) of 3.50%, and the limit of detection of 0.15 μg. The method was useful for the determination of sucrose laurate, being rapid and simple to conduct with good accuracy and reliability.

High-performance liquid chromatography; Evaporative light scattering detection; Sucrose laurate; Ultrasonic

TS246

A

1005-9695(2016)06-0053-06

2016-10-31；

2016-12-20

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(11164001)

蘭梅娟(1992-)，女，碩士研究生，研究方向：蔗糖深加工；E-mail:1446942108@qq.com

*通訊作者：杭方學(xué)(1978-)，男，副教授，研究方向：蔗糖深加工；E-mail：hangfx@163.com

蘭梅娟，徐勇士，楊旭，等. HPLC-ELSD分析超聲法合成月桂酸蔗糖酯的含量[J]. 甘蔗糖業(yè)，2016(6)：53-58.