离子色谱-脉冲安培法检测酸奶中大豆低聚糖

黄秋研，郦明浩，赵丹霞

（1.广东产品质量监督检验研究院，广东佛山528300；2.广州大学化学化工学院，广东广州510006）

离子色谱-脉冲安培法检测酸奶中大豆低聚糖

黄秋研1，2，郦明浩1，赵丹霞1

（1.广东产品质量监督检验研究院，广东佛山528300；2.广州大学化学化工学院，广东广州510006）

建立离子色谱-脉冲安培法检测酸奶中大豆低聚糖的方法。酸奶经处理后其大豆低聚糖含量（包括蔗糖、棉子糖、水苏糖3种成分）以CarboPac PA1高效阴离子交换柱为分析柱，醋酸钠为淋洗液，等度洗脱，脉冲安培检测器（PAD）检测，以保留时间定性，外标法定量。结果表明蔗糖、棉子糖、水苏糖在CarboPac PA1上可以在20 min内完成分离，且均具有较宽的线性范围。蔗糖、棉子糖、水苏糖平均回收率分别为98.67%，100.9%，98.91%，精密度测试结果的RSD分别为0.22%，0.41%，0.34%。该方法检测样品前处理操作简单，分离效果好，保留时间短，可作为酸奶中大豆低聚糖含量的一种快速检测方法。

离子色谱；脉冲安培检测；大豆低聚糖

大豆低聚糖是大豆中所含的寡糖类物质的总称，主要包括蔗糖、棉子糖、水苏糖等［1］。它是一种低甜度、低热量的甜味剂，具有很好的口感。同时，大豆低聚糖只能被肠内双歧杆菌利用，而不能被胃和肠所吸收，所以是理想的纯天然功能性保健食品原料。其中棉子糖和水苏糖为功能性低聚糖，其功能特性主要表现在：促进双歧杆菌的增值，减少有毒发酵产物及有害细菌酶的产生，防止腹泻和便秘，改善血清脂质，保护肝功能，降低血压，增强免疫力，抗肿瘤，合成维生素，防龋齿，低能量或无能量等［2］。由于大豆低聚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。20世纪末，美国FDA认定大豆低聚糖为一般安全性食品，广泛使用于乳制品、饮料、保健食品、糕点、果冻、面包等食品［3］。在食品添加剂应用中，由于大豆低聚糖价格相对较廉，同时对高血糖、高血脂具有较好预防和缓解作用，是酸奶配料中的理想甜味剂。

目前，无论是国标还是文献所涉及到的大部分关于大豆低聚糖含量检测的研究方法，主要采用的是高效液相色谱法（示差检测器和蒸发光散射检测器），液质联用（LC-MS）等检测方法［4-6］，采用离子色谱-脉冲安培法测定研究少有报道。本方法采用离子色谱-脉冲安培法来测定酸奶中的大豆低聚糖含量，以保留时间定性，外标法定量，简单快捷，定量准确。

1材料与方法

1.1材料与仪器

酸奶（光明乳业股份有限公司）；糖标准品：棉子糖，纯度99.0%（Merck公司）；蔗糖、水苏糖，纯度均为99.0%（均为Sigma公司）；醋酸钠固体试剂（Fisher Scientific公司）；Dionex ICS-5000离子色谱仪（美国）；Milli-Q Element超纯水机（美国）；JP-C400超声波清洗机；所有用水均为电阻率≥18.2 MΩ·cm的超纯水；0.22 μm水性滤膜针头过滤器；RP柱（上海安谱）。

1.2色谱条件

色谱柱：CarboPac PA1 4 mm×250 mm（带CarboPacTM PA1 4 mm×50 mm guard）；柱温：30℃；流速：1 mL/min；检测器：脉冲安培检测器；进样量：25 μL；淋洗液：200 mmol/L醋酸钠溶液；等度洗脱。

1.3标准储备液的制备

准确称取大豆低聚糖（蔗糖、棉子糖、水苏糖标准品）各100 mg标准品于小烧杯中，用超纯水溶解并定容于100 mL容量瓶中，摇匀，得到浓度为1 000 mg/L的标准储备液。

1.4样品溶液的制备

准确称量0.5 g（精确至0.1 mg）样品（称样量根据大豆低聚糖的含量适当增减），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 g/100 mL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0.22 μm水相滤膜，RP柱，0.22 μm水相滤膜，待上机。

2结果与分析

分别取标准品溶液（浓度为5 μg/mL）、样品溶液、加标样品溶液（加标浓度为1μg/mL）按照本方法的色谱条件进行上机操作，最终的色谱图依次见图1、图2、图3。

由图1中的色谱图可以看出，色谱图中目标物峰形尖锐、对称性好，样品色谱图中蔗糖、棉子糖、水苏糖与杂质分离效果好。

2.1标准曲线的绘制

将蔗糖标准储备液用超纯水溶解稀释成0.0、0.1、0.2、1.0、5.0、20.0、100.0 mg/L的标准系列溶液，将棉子糖标准储备液用超纯水溶解稀释成0.0、1.0、2.0、10.0、50.0、200.0、1 000.0 mg/L的标准系列溶液，将水苏糖标准储备液用超纯水溶解稀释成0.0、1.0、2.0、10.0、50.0、200.0、1 000.0 mg/L的标准系列溶液。以峰面积为横坐标，以蔗糖、棉子糖、水苏糖标准品浓度为纵坐标绘制标准曲线，同时以3倍仪器响应值来计算仪器的检测限，线性关系见表1。

图1　标准品色谱图Fig.1Chromatogram of a mixture of sucrose，raffinose and stachyose standards

图2　样品色谱图Fig.2Chromatogram of Yogurt samples

图3　加标样品色谱图Fig.3Chromatogram of samples with mixed standards

表1　线性关系及检测限Table 1Linear relations and detection limit

由表1中数据可知，该方法测定蔗糖在0.1 mg/L～100 mg/L线性范围内线性较好，相关系数为0.999 9，最低检出限在0.05 mg/L；棉子糖在1 mg/L～1 000 mg/L线性范围内线性较好，相关系数为0.999 2，最低检出限在0.5 mg/L；水苏糖在1 mg/L～1 000 mg/L线性范围内线性较好，相关系数为0.999 0，最低检出限在0.5 mg/L。

2.2回收率

取6份平行样品随机分成3份，其中第1份样品添加的标样浓度为10 mg/L，第2份平行样品添加的标样浓度为50 mg/L。然后按1.4法处理样品进行上机测定，其结果见表2。

表2　样品测定相对标准偏差和加标回收率试验Table 2The relative standard deviations and recoveries of sample determination

由表2可知，蔗糖、棉子糖、水苏糖3种物质回收率都在90%～110%之间，通过计算得出3种物质的相对标准偏差分别为0.36%、0.93%、0.81%，表明此方法具有较好的回收率。

2.2重现性

取酸奶按1.4法进行前处理，做8次平行试验，其结果见表3。

表3　样品测定重现性试验Table 3Reproducibility test of sample

测得蔗糖、棉子糖、水苏糖三种物质RSD分别为0.22%、0.41%、0.34%，表明此方法具有较好的重现性。

3讨论与分析

3.1沉淀剂的选择

一般蛋白沉淀剂选用盐、酸、乙醇、乙腈，本试验从样品类型、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，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CarboPac PA1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低聚糖，通过试验，确定以浓度为3 g/100 mL的磺基水杨酸作为沉淀剂。

3.2淋洗液的确定

淋洗液中采用了200 mmol/L NaAc溶液，增强了蔗糖、棉子糖、水苏糖这3种较大分子量目标物的洗脱能力，减少分析时间，得到的样品色谱图有较好的分离效果，背景干扰也较少。

4结论

试验结果表明，蔗糖、棉子糖、水苏糖浓度在范围内与色谱峰面积呈良好线性关系（R=0.999），平均回收率分别为98.67%、100.9%、98.91%，精密度测试结果的RSD为分别为0.22%、0.41%、0.34%，说明本研究所用方法准确可靠，可应用于酸奶中大豆低聚糖的检测，而且采用的前处理方法简便、快捷，色谱条件中使用了200 mmol/L NaAc溶液，减少分析时间，得到很好的分离效果。本方法为酸奶中大豆低聚糖含量检测提供了一种新的简便而又准确的方法，为进一步完善大豆低聚糖的质量检测标准提供了参考。

［1］杨秀芳，陈梅，马养民.大豆低聚糖功能及其应用［J］.粮食与油脂，2010（5）:8-11

［2］杨继远，袁仲.大豆低聚糖保健功能及其在食品工业中的应用［J］.食品工业科技，2008，29（10）:291-293

［3］郭顺堂.大豆低聚糖的生理特性及利用价值［J］.食品科学，1992（8）:1-3

［4］张志国，生庆海，卢彦君，等.HPLC法检测低聚果糖的研究［J］.食品科学，2002，23（8）:221-223

［5］王晓岩，郝再彬，邱丽娟.HPLC法快速检测大豆籽粒中大豆低聚糖的含量［J］.食品科技，2010，35（7）:287-290

［6］吴朝阳，马玲云，魏锋，等.RP-HPLC-RID法测定保健食品中大豆低聚糖的含量［J］.药物分析杂志，2010，30（11）:2081-2085

Determination of Soybean Oligosaccharide in Yogurt by Ion Chromatography-pulsed Amperometric Detection

HUANG Qiu-yan1，2，LI Ming-hao1，ZHAO Dan-xia1
（1．Guangdong Testing Institute for Product Quality Supervision，Foshan 528300，Guangdong，China；2．School of Chemistry and Chemical Engineering，Guangzhou University，Guangzhou 510006，Guangdong，China）

An ion chromatography-pulsed amperometric detection method was developed for the determination of soybean oligosaccharide in Yogurt.The sucrose，raffinose and stachyose in soybean oligosaccharide were separated on a CarboPac PA1 high performance anion-exchange column by PAD and eluted in the isocratic elution mode with sodium acetate solution.The soybean oligosaccharide contents were finally qualitatived by retention time and quantitatived by external standard method.The results showed that sucrose，raffinose and stachyose can be completely separated in 20 minutes on the CarboPac PA1 column with a wide range of linears. The average spike recoveries of sucrose，raffinose，stachyose were 98.67%，100.9%，98.91%respectively and the RSD were 0.22%，0.41%and 0.34%respectively.This method demonstrated to be simple with good seperation effects and short retention time，and thus had a promising potential for reapid determination of soybean oligosaccharide in Yogurt.

ion chromatography；pulsed amperometric detection；soybean oligosaccharide

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.15.025

2014-04-22

黄秋研（1984—），女（汉），工程师，本科，主要从事食品检验技术研究及开发。