基于不同檢測器高效液相色譜法測定食品中糖醇的研究

向 俊 王芳斌 荊輝華 唐萬里 劉 賽

(湖南省食品質量監督檢驗研究院，湖南 長沙 410000)

糖醇具有甜度低、熱值低以及可改善食品質構與口感的特點。山梨醇、木糖醇、麥芽糖醇分別是葡萄糖、木糖、麥芽糖的還原產物，3種糖醇對酸、熱均有較高穩定性，不容易發生美拉德反應，成為了低熱值食品甜味劑的理想選擇，已廣泛應用于食品工業中[1]。木糖醇作為一種天然植物甜味劑，具有一定的營養價值，也是人體糖類代謝的正常中間體，但攝入過多卻容易傷腸胃，在歐美國家，含有木糖醇的食品，都會在標簽上注明“過量攝取可能會導致腹瀉”這樣的消費提示。

目前報道的糖醇含量檢測方法主要有離子色譜積分脈沖安培法[2-3]、氣相色譜法[4-6]、氣質聯用法[7]和液相色譜法[8-11]等。高效液相色譜法因具有前處理方法簡便、分析速度快、分離效能高、檢測靈敏度高等優點，已廣泛應用于糖醇類化合物的檢測。其中，檢測器是高效液相色譜的關鍵組成部分，檢測器不同，檢測原理不同，對檢測同種物質的選擇性和靈敏度就存在差異性。選擇一種具有高選擇性和高靈敏度的檢測方法，檢測食品中糖醇類化合物，對食品安全風險分析及監測提供精確數據有重要意義。

本研究擬采用水作溶劑直接提取樣品中的糖醇，在相同的樣品前處理條件下，分別用高效液相色譜法—示差折光檢測法、高效液相色譜法—蒸發光散射檢測法，同時測定口香糖和飲料中的木糖醇、山梨醇和麥芽糖醇。比較2種方法的靈敏度、線性相關性、回收率、精密度，旨在為滿足日益嚴格的食品中糖醇類化合物檢測要求，尋找和選擇具有高選擇性及高靈敏度的檢測方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

口香糖、飲料：購于當地超市；

三氯乙酸：分析純，天津市科密歐化學試劑公司；

碳酸鈉：分析純，國藥集團化學試劑有限公司；

乙腈：色譜純，安普實驗科技上海有限公司；

木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇標準品：安普實驗科技上海有限公司；

試驗中所用純水均取自ZOOMAC純水系統。

1.2 儀器與設備

高效液相色譜儀：安捷倫1260型，配示差折光檢測器，美國安捷倫公司；

高效液相色譜儀：島津LC-20AT型，配蒸發光散射檢測器，日本島津公司；

電子天平：AL204型，瑞士梅特勒-托利多公司；

電熱恒溫水浴鍋：HH-S6型，北京科偉永興儀器有限公司；

高速冷凍離心機：Neofuge 1600R型，上海力申科學儀器有限公司。

1.3 樣品的提取和凈化

(1) 口香糖：準確稱取2 g攪拌均勻的口香糖樣品，置于100 mL離心管中，加入50 mL水，混勻后置于80 ℃水浴鍋中加熱30 min，每隔10 min振蕩混勻1次，取出冷卻至室溫，以9 000 r/min離心5 min，取8 mL上清液置于10 mL容量瓶中，以水定容，搖勻后用0.22 μm濾膜過濾。

(2) 飲料：準確稱取10 g混勻后的飲料樣品于50 mL容量瓶中，加水定容至50 mL，搖勻后用0.22 μm濾膜過濾。

1.4 儀器條件

(1) 高效液相色譜法—示差折光檢測分離條件：檢測器：示差折光檢測器；檢測色譜柱：氨基柱 (250 mm×4.6 mm×5 μm)；柱溫：35 ℃；流速：1.0 mL/min；檢測用流動相：乙腈+水(80∶20，體積比)等度洗脫；進樣量：10 μL。

(2) 高效液相色譜法—蒸發光散射檢測分離條件：檢測器：蒸發光散射檢測器；檢測色譜柱：氨基柱 (250 mm×4.6 mm×5 μm)；柱溫：35 ℃；流速：1.0 mL/min；漂移管溫度：70 ℃；氮氣壓力：300 kPa；檢測用流動相：乙腈+水(80∶20，體積比)等度洗脫；進樣量：10 μL。

2 結果與分析

2.1 2種方法的標準曲線與定量參數

木糖醇、山梨醇和麥芽糖醇的高效液相色譜法—示差折光檢測色譜圖見圖1，高效液相色譜法—蒸發光散射檢測色譜圖見圖2。示差折光檢測器中的儀器噪音較高，平穩性較差，基線波動較大，不利于低含量樣品檢測。而蒸發光散射檢測器基線較平穩，目標物響應信號強度高于高效液相色譜法—示差折光檢測法，采用高效液相色譜法—蒸發光散射檢測木糖醇、山梨醇和麥芽糖醇3種糖醇的靈敏度、分離度優于高效液相色譜法—示差折光檢測法。

圖1 木糖醇、山梨醇和麥芽糖醇的高效液 相色譜法—示差折光檢測色譜圖

Figure 1 HPLC-DRID chromatogram of a mixed standard solution containing xylitol, sorbitol and maltitol

圖2 木糖醇、山梨醇和麥芽糖醇的高效液 相色譜法—蒸發光散射檢測色譜圖

Figure 2 HPLC-ELSD chromatogram of a mixed standard solution containing xylitol, sorbitol and maltitol

高效液相色譜法—示差折光檢測(HPLC-DRID)和高效液相色譜法—蒸發光散射檢測(HPLC-ELSD)均采用外標法定量，HPLC-ELSD中響應值(峰面積)的對數與濃度的對數呈線性關系，具體參數見表1。用高效液相色譜法—示差折光檢測法測定的木糖醇、山梨醇和麥芽糖醇的檢出限(RSN=3)均為0.037 5 g/100 g；線性范圍為1.6～24.0 mg/mL；相關系數為0.999 21～0.999 29。高效液相色譜法—蒸發光散射檢測法測定的木糖醇、山梨醇和麥芽糖醇的檢出限(RSN=3)分別為0.009 5，0.019 0，0.027 5 g/100 g；線性范圍分別為0.1～10.5 mg/mL；相關系數為0.999 3～0.999 6。由數據可以看出在測定3種糖醇時，高效液相色譜法—蒸發光散射檢測法的靈敏度明顯優于高效液相色譜法—示差折光檢測法，2種方法線性相關性均能滿足檢測要求。

2.2 2種方法的回收率比較

在口香糖、飲料樣品中分別添加3個水平的糖醇標準品(木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇)。HPLC-DRID和HPLC-ELSD 2種方法回收率測定結果見表2。HPLC-DRID測定口香糖中3種糖醇的加標回收率為91.5%～95.1%，飲料中3種糖醇的加標回收率為94.6%～97.3%；HPLC-ELSD測定口香糖中3種糖醇的加標回收率為91.2%～96.3%，飲料中3種糖醇的加標回收率為92.4%～95.9%。HPLC-DRID測定的結果顯示，飲料中加標回收結果較穩定，口香糖中加標回收結果波動較大，口香糖的基質相比飲料更復雜，表明復雜的樣品基質對糖醇測定影響更明顯。3種糖醇相比而言，木糖醇的加標回收結果穩定性更差，也就是說同一種基質對木糖醇的影響更大。相同添加水平條件下，HPLC-ELSD測定飲料中3種糖醇的加標回收率要低于HPLC-DRID，說明飲料基質對3種糖醇檢測的檢測器的影響：HPLC-ELSD要大于HPLC-DRID。

表1 3種糖醇的HPLC-DRID和HPLC-ELSD標準曲線參數Table 1 Calibration curve parameters of 3 sugar alcohols

表2 3種糖醇的加標回收率結果Table 2 Recovery rates of 3 sugar alcohols

2.3 2種方法的精密度比較

如表3所示，當加標水平為2.00 g/100 g時，HPLC-DRID測定的木糖醇、山梨醇和麥芽糖醇的相對標準偏差分別為2.5%，1.9%，2.9%，HPLC-ELSD測定的木糖醇、山梨醇和麥芽糖醇的相對標準偏差分別為2.1%，1.3%，2.5%。結果表明2種方法測定的3種糖醇的相對標準偏差在5%以下，能滿足檢測要求，但HPLC-DRID的結果標準偏差相對較大，可能與HPLC-DRID的檢測器受環境溫度影響較大，穩定性不如HPLC-ELSD有關[12]。

2.4 測定實際樣品比較

從表4可知，HPLC-DRID 檢測結果顯示只在飲料中檢出山梨醇，而HPLC-ELSD檢測結果顯示口香糖中檢出木糖醇、飲料中檢出山梨醇。對于目標化合物含量較高的樣品，2種檢測器結果無明顯差異，當檢測目標化合物糖醇含量較低的樣品時，使用靈敏度較低的HPLC-DRID方法則難以檢測出來。實際檢測中，對基質干擾較大的樣品，HPLC-ELSD中可采用梯度洗脫，將目標物與雜質分離，提高檢測結果的準確定，但HPLC-DRID受檢測器限制，不適用梯度洗脫，糖醇含量較低及基質復雜樣品檢測受限。

表3 方法精密度?Table 3 Precision of the developed method

? 加標水平為2.00 g/100 g。

3 結論

高效液相色譜法—蒸發光散射檢測法靈敏度和分離度優于高效液相色譜法—示差折光檢測法，且可進行梯度洗脫，適合對糖醇含量低且基質復雜的樣品進行檢測，如常見的有餅干、糕點等樣品；高效液相色譜法—示差折光檢測法的回收率高于高效液相色譜法—蒸發光散射檢測法，適用于糖醇含量較高及樣品基質較簡單的樣品檢測，如木糖醇口香糖、配方簡單的飲料、成分較簡單的保健品等產品檢測，實際工作中可根據具體情況選用相應的方法以提高檢測結果的準確性。

表4 實際樣品中糖醇Table 4 Determination results of sugar alcohols in test samples g/100 g