高效离子色谱法测定食品中低聚果糖的含量

张绩觅，刘玉峰，唐华澄，李东

（北京市营养源研究所分析室，北京 100069）

高效离子色谱法测定食品中低聚果糖的含量

张绩觅，刘玉峰，唐华澄，李东

（北京市营养源研究所分析室，北京 100069）

建立离子色谱法定量测定食品中低聚果糖的方法，应用CarboPacTMPA1（4 mm×250 mm）阴离子交换柱，氢氧化钠和醋酸钠淋洗液梯度淋洗，脉冲安培检测器检测。6次测定低聚果糖口服液，相对标准偏差为2.31%～5.14%，3种糖的加标回收率在96.23%～105.03%之间，本方法简单快捷，适用于食品中低聚果糖的检测。

高效离子色谱法；脉冲安培检测；低聚果糖

低聚果糖（Fructooligosaccharide，FOS），又名寡果糖或蔗果三糖族低聚糖，天然低聚果糖存在于多种植物或水果中，如菊苣、菊芋、香蕉、洋葱及蜂蜜等。工业上采用现代生物工程技术果糖基转移酶转化、精制、浓缩而成。低聚果糖通常作为果糖基单元以β（2-1）键连接在蔗糖（GF）分子上的果糖寡聚物的通称，即GFn，（n=1-9）主要包括1-蔗果三糖（1-kestose GF2）、蔗果四糖（nystose GF3）、蔗果五糖（1-F-β-fructofranosyl nystose GF4）。低聚果糖的生理功能主要是双向调节体内菌群，润肠通便，调节血脂，降低血清胆固醇，促进人体内B族维生素的合成，促进食物中钙、铁、锌等矿物质及蛋白质的消化吸收，防止肥胖，防止龋齿等。

由于低聚果糖具有多种优越的生理功能和理化特性，目前在国内外的食品、保健品等行业得到广泛应用，应用领域多达500多种食品、保健品、药品，被誉为营养、保健、疗效三位一体的21世纪健康新糖源，添加低聚果糖的产品越来越受到消费者的欢迎。随之，低聚果糖含量的检测也成为了各生产厂商的迫切需要，国家标准中没有相应的检测方法，AOAC997.08[1]食物中果聚糖的检测方法采用酶解法可以定量检测果聚糖和低聚果糖，然而认为，采用直接浸提，蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖就可以游离出来，无需采用复杂的酶解法定量。因此我们参考A.J.C.L.Hogarth[2]、李建文[3]、王美菡[4]等的论文，建立了该方法。

1 材料与方法

1.1 仪器

ICS-3000离子色谱仪、脉冲安培检测器、Au电极：美国Dionex公司。

1.2 标准物质与试剂

单双糖标准物质：葡萄糖、果糖、乳糖、蔗糖、麦芽糖（Fluka）；低聚果糖标准物质：蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖（Wako）；试剂：50%NaOH（Fluka），无水乙酸钠（Fluka），磺基水杨酸。

1.3 分析方法

准确称量0.5 g（精确至0.1 mg）样品（称样量根据低聚果糖的含量适当增减），加入约50 mL 80℃蒸馏水，80℃水浴振摇20 min，冷却至室温，加入20 mL 3%磺基水杨酸溶液，用蒸馏水定容至100 mL，混匀，静置15 min，过滤，滤液依次过0.45μm水相滤膜、RP柱、0.45μm水相滤膜（根据工作曲线的线性范围确定是否将滤液进行稀释）。

1.3.1 色谱工作条件

1.3.1.1 梯度洗脱程序

色谱柱：CarboPac PA14 mm×250 mm（带CarboPac PA14 mm×50 mm保护柱）或相当性能的分离柱；柱温：30℃；淋洗液梯度：0～7 min 150 mmol NaOH，50 mmol醋酸钠；7min～15min150mmolNaOH，50mmol～100mmol醋酸钠；15 min～35 min 150 mmol NaOH，100 mmol醋酸钠；35 min～50 min 150 mmol NaOH，50 mmol醋酸钠；流速：1mL/min；检测器：脉冲安培检测器；进样量：10μL。

1.3.1.2 检测器波形（时间程序）

检测器时间程序：0.00 s，0.10 v；0.20 s，0.10 v，开始积分；0.40 s，0.10 v，积分结束；0.41 s，-2.00 v；0.42 s，-2.00 v；0.43 s，0.60 v；0.44 s，-0.10 v；0.50 s，-0.10 v。

1.3.2 标准溶液的配制

准确称取25 mg（精确至0.01 mg）蔗果三糖（GF2）、蔗果四糖（GF3）、蔗果五糖（GF4）标准物质，分别用去离子水溶解定容于25 mL容量瓶中。另准确称取50 mg（精确至0.01 mg）葡萄糖、果糖、乳糖、蔗糖、麦芽糖标准物质，分别用去离子水溶解并定容于25 mL容量瓶中。

2 结果与分析

2.1 标准曲线的制作

配置一系列梯度浓度混合标准依次进样，以峰面积为纵坐标，浓度为横坐标，制作蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖的标准曲线，蔗果三糖回归方程为y=939.03x+0.0298，R2=0.9971、蔗果四糖回归方程为y=665.52x+0.0504，R2=0.9992、蔗果五糖回归方程为y=436.6x+0.0732，R2=0.9988。

蔗果三糖的线性范围为0.10μg～5.04μg，蔗果四糖的线性范围为0.87μg～43.52μg，蔗果五糖的线性范围为0.82μg～41.12μg，标准色谱图见图1。

图1表明，采用该方法对单双糖和低聚果糖可以进行有效的分离。

2.2 样品测定

本文对奶粉、奶伴侣、低聚果糖口服液等标示添加低聚果糖的一些样品进行了分析，结果表明，该方法操作简便，可行性好。其中奶粉标示值为450 mg/100 g，本文检测值为418 mg/100 g。奶伴侣和低聚果糖口服液没有标示值，本文检测值分别为1.41 g/100 g和33.27 g/100 g。另外，本文还检测了低聚果糖P50和低聚果糖P90，检测结果分别为43.51 g/100 g和84.32 g/100 g。部分样品图如图2～图7。

3 讨论

3.1 沉淀剂的选择

查阅资料可知，一般蛋白沉淀剂选用盐、酸、乙醇、乙腈，从样品类型、淋洗液、色谱柱等方面考察了沉淀剂的选择。由于离子色谱使用的色谱柱是离子交换柱，所以在样品处理过程中要避免离子的带入，所以选用盐做沉淀剂是不可行的。另外，该方法使用了CarboPacTMPA1色谱柱，该色谱柱有机溶剂的兼容性最大为2%，因此，乙腈也不是合适的沉淀剂。乙醇的沉淀能力不太强，因此选用酸做沉淀剂，但是强酸会分解部分双糖和低聚糖，通过试验，确定了3%的磺基水杨酸作为沉淀剂。

3.2 梯度洗脱程序的确定

大部分添加低聚果糖的食品中会含有一些单双糖，而这些单双糖也会影响到低聚果糖的分离，因此在试验中必须考虑到单双糖与低聚果糖的分离，通过试验，确立了梯度洗脱程序。

3.3 方法的适用性

本方法仅适用于添加了低聚果糖的食品和植物水果中天然存在的低聚果糖的检出，目前市场上一些食品添加菊粉等果糖聚合物，对于这类食品，该方法不能准确定量。也检测过菊粉中低聚果糖的含量，结果为20 g/100 g。

4 精密度和准确度

4.1 精密度

准确称取低聚果糖口服液6份，经相同的前处理后，测定批内平行样，测定结果见表1。

表 1 低聚果糖口服液精密度测定结果Table 1 Precision results of FOS oral liquid

4.2 准确度

准确称取0.1000 g低聚果糖口服液3份，分别加入低聚果糖标准母液1、2、3 mL，每个样品重复测定3次，测定回收率。得到结果，蔗果三糖平均回收率为96.23%，蔗果四糖的平均回收率为105.03%，蔗果五糖的平均回收率为100.52%。

5 结论

本文采用高效离子色谱—脉冲安培检测建立食品中低聚果糖的测定方法，确定了梯度洗脱程序，有效分离了葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖、蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖。该方法操作简单，灵敏度高，有较好的精密度和准确度，是AOAC997.08的一个补充方法。

[1]AOACOfficialMethod997.08.Fructansinfoodproductsionexchange chromatographic method[EB]

[2]Hogarth,A J C Diane E Hunter,Wesley A Jacobs,et al.Ion chromatographic determination of three fructooligosaccharide oligomers in prepared and preserved foodsp[J].J Agric Food Chem,2000,48(11):5326-5330

[3]李建文.不同种类膳食纤维分析方法的建立和应用研究[D].北京：中国疾病预防控制中心，2006:30-39

[4]王美菡，李敏，郭健，等.离子交换色谱法测定保健食品中低聚果糖的含量[J].中国卫生检验杂志，2007，17(6)：961-963

Determination of Fructooligosaccharide in Foods by High Performance Ion Exchange Chromatography Method

ZHANG Ji-mi，LIU Yu-feng，TANG Hua-cheng，LI Dong
（Laboratory Department of Beijing Research Institute for Nutritional Resources，Beijing 100069，China）

A method was established to determine FOS in foods by high performance ion exchange chromatography method with pulsed amperometric detection.Methods In the present study，the gradient procedure was used to separate the mixed standard on a CarboPac PA1（4 mm×250 mm）anion exchange column.The repeatability relative standard deviations of this method was 2.31%-5.14%and the recovery was 96.23%-105.03%.The method was fit for determining FOS in food.

high performance ion exchange chromatography method（HPIEC）；pulsed amperometric detection（PAD）；fructooligosaccharide（FOS）

张绩觅（1982—），男（满），工程师，本科，主要从事食品营养成分分析检测的研究。

2011-04-07