HPLC-ELSD法测定食品中异麦芽酮糖

陈红香，高裕锋*，余构彬，王桂华，李家威，陈嘉敏，李海乔，郭剑雄（广州甘蔗糖业研究所 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广东广州5036；国家糖业质量监督检验中心，广东广州5036）



HPLC-ELSD法测定食品中异麦芽酮糖

陈红香1,2，高裕锋1,2*，余构彬1,2，王桂华1,2，李家威1,2，陈嘉敏1,2，李海乔1,2，郭剑雄1,2
（1广州甘蔗糖业研究所 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广东广州510316；2国家糖业质量监督检验中心，广东广州510316）

摘 要：建立了一种方便、准确、灵敏的方法以测定食品中异麦芽酮糖含量的高效液相色谱蒸发光散射检测器方法。使用Hypersil APS-2(NH2) (4.6 mm × 250 mm, 5 μm)色谱柱分离，柱温40℃；以乙腈：水=88：12为流动相，流速1 mL/min；ELSD为检测器，雾化器温度50℃；蒸发器80℃；载气（氮气）流速1.6 L/min。结果：检出限为30 µg/mL；在80～1200 µg/mL内工作曲线线性良好，相关系数r2=0.9991，回收率85.6%～98.1%，精密度2.78%～2.92%。结果表明此方法前处理简单，易于操作，检测限低，在线性范围内线性良好，相关系数高，测量结果精确度高，是检测食品中异麦芽酮糖的有效方法。

关键词：异麦芽酮糖；高效液相色谱(HPLC)；蒸发光散射检测器(ELSD)

0 前言

异麦芽酮糖(Isomaltulose, C12H22O11·H2O)，又名帕拉金糖，学名α-D-吡喃葡糖基-1,6-D-果糖，天然存在于蜂蜜、甘蔗汁中。它是蔗糖异构酶将蔗糖的α-1,2糖苷键后转变为α-1,6糖苷键的一种还原性二糖。它是蔗糖的一种异构体，具有与蔗糖相似的甜味特性，是一种低甜之甜味剂，有非常好的口感，可应用于糖果、低甜饮料及食品中[1-7]。它可以单独使用或与蔗糖一起使用。由于异麦芽酮糖是蔗糖的异构体，难以分离，蔗糖是检测食品中异麦芽酮糖的重要干扰，检测食品中的异麦芽酮糖含量最主要应解决如何使食品中蔗糖与异麦芽酮糖完全分离问题。目前，国内对异麦芽酮糖的测定方法报道不多。甘宾宾等人采用高效液相色谱示差检测器方法测定帕拉金糖[8]。但示差检测器存在灵敏低、不适合走梯度洗脱等问题。结合蒸发光散射检测器的特点[9-11]，本实验采用HPLC- ELSD对食品中异麦芽酮糖进行了测定，其方法快速、简便，测定结果令人满意。

1 材料与方法

1.1 实验仪器、试剂、样品

1.1.1 仪器

Agilent1260型高效液相色谱仪，配置自动进样器、380-LC蒸发光散射检测器；KQ-500DE型数控超声波清洗仪；TG16-WS型高速台式离心机；微孔滤膜0.20、0.45 µm。

1.1.2 试剂

异麦芽酮糖（上海博顿生物化工有限公司）；乙腈（默克尔）；二次水（0.45 µm水相滤膜过滤）。

乙酸锌溶液的配制：称取22.00 g乙酸锌（Zn(CH3COO)2·2H2O）溶于少量水中，加入3 mL冰乙酸，加水稀释到100 mL。

亚铁氰化钾溶液的配制：称取10.60 g 亚铁氰化钾（K4Fe(CN)6·3H2O）溶于水后稀释到100 mL。

1.1.3 样品

糖果（购于超市）。

1.2 色谱条件

色谱柱：Hypersil APS-2 (NH2)，5 µm，250×4.6 mm；流动相：乙腈：去离子水=88：12；流速1 mL/min；柱温40℃；进样体积10 µL；蒸发光散射检测器氮气流速1.6 L/min；雾化器温度50℃；蒸发管温度80℃。

1.3 标准溶液配制

1.3.1 标准储备液配制

异麦芽酮糖标准储备液的配制：准确秤取0.0501 g（精确到0.0001 g）异麦芽酮糖于小烧杯中，加去离子水溶解后转移到50 mL容量瓶中并定容，得到浓度为1.0020 mg/mL的异麦芽酮糖标准储备液。

1.3.2 标准工作液配制

异麦芽酮糖标准工作液的配制：用移液枪分别移取上述异麦芽酮糖标准储备液1、3、5、8、10 mL 于10 mL容量瓶中，再分别以去离子水定容到刻度即得浓度为0.1002、0.3006、0.5010、0.8016、1.0020 mg/mL的标准工作液。

1.4 样品处理

称取约0.2 g样品于小烧杯中，用去离子水约10 mL超声溶解样品后转移到25 mL容量瓶中，缓慢加入亚铁氰化钾溶液、酸性乙酸锌溶液各1 mL，加去离子水定容到刻度，混匀，静置30 min，用干燥滤纸过滤，弃去初滤液约2 mL，用0.22 µm微孔滤膜过滤到样品瓶，待上机测定。

1.5 定性定量方法

采用标准物质的保留时间对样品峰进行定性，采用外标法以峰面积计算定量，依次配制不同浓度的异麦芽酮糖标准工作液进样分析，以质量浓度(mg/mL)为横坐标，峰面积为纵坐标绘制标准曲线。

2 结果与分析

2.1 色谱条件的优化

由于异麦芽酮糖是蔗糖的异构体，异麦芽酮糖具有与蔗糖相似的甜味特性，是新型的甜味剂，因此液相色谱法检测食品中的异麦芽酮糖最主要解决的是如何使食品中蔗糖与异麦芽酮糖完全分离问题。蒸发光散射检测器检测异麦芽酮糖时，选择乙腈和水作为流动相，在实验中探测了不同比例条件下的分离效果，结果发现分离时间随着流动相中水的比例提高而缩短，但分离度会下降，蔗糖和异麦芽酮糖的峰部分重叠；降低流动相中水的比例能使分离度变大，但分离时间延长，峰展宽严重。当乙腈和水的体积比为88:12，流速为1.0 mL/min时，基线平稳，出峰时间适中，蔗糖和异麦芽酮糖分离效果较好。

载气流速、蒸发管温度是ELSD的重要参数。载气流速对灵敏度有一定影响，载气流速过大，大液滴数量减少，响应值降低；载气流速过小，无法形成小液滴，流动相成分没有蒸发，噪声增大。通过控制其他条件不变，考察气体流速1.4、1.6、1.8 mL/min条件下的色谱情况，结果选定气体流速1.6 mL/min为试验条件，该条件下基线平稳，噪音小。

蒸发管温度影响检测器的响应，温度越高，由流动相产生的基线噪音越低，性噪比会明显提高。虽然异麦芽酮糖的挥发性小，但考虑到流动相的沸点，本研究重点考察了蒸发管温度70、80、90℃，结果选定蒸发管温度80℃为试验条件。该条件下基线平稳，噪音小，被测成分均有适宜的响应值。异麦芽酮糖的标准溶液和样品色谱图分别见图1、图2。

图1 异麦芽酮糖的标准溶液色谱图

图2 样品色谱图

2.2 标准曲线线性范围和方法检测限

将1.3.2小节的标准工作溶液在优化好的条件进行测定，按浓度(x)与峰面积(y)之间的关系绘制标准曲线，曲线方程为y=0.399x1.330(r2=0.9991)，标准曲线见图3。在此条件下在空白样品中加入一定量的标准溶液，使异麦芽酮糖的峰高与噪音之比接近3（即S/N=3）。此浓度即为最低检测浓度。由实验可知，本方法的最低检测浓度为30 ug/mL。

2.3 方法的回收率和精密度

取空白糖果，饮料各3个样品，分别加入高、中、低3个浓度水平的异麦芽酮糖，每个水平作3个平行实验，分析回收率与精密度，结果见表1。从表1可见，样品加标回收率85.6%～98.1%，相对标准偏差2.78%～2.92% (n=3)。

图3 异麦芽酮糖的标准曲线

表1 回收率与精密度

3 结论

本实验建立了一种食品中异麦芽酮糖含量测定的高效液相色谱蒸发光散射检测器方法。实验结果表明，该方法具有前处理简单，易于操作，检测限低，在线性范围内线性良好，相关系数高，测量结果精确度高的优点，是检测食品中异麦芽酮糖的有效方法。

参考文献

[1] 林璐. 生物催化制备新型甜味剂异麦芽酮糖的研究[D].南京：南京工业大学，2008.

[2] LOW N H, SPORNS P. Analysis and quantitation of minor di-and trisaccharides in honey using capillary gas chromatography[J]. Journal of Food Science, 1998, 53(2): 558-561.

[3] 张艳苓. 异麦芽酮糖的研究与应用[J]. 轻工科技：食品与生物，2013，174(5)：23-59.

[4] 刘唐森，黎海彬. 天然新型甜味剂-帕拉金糖及帕拉金糖醇[J]. 广东轻工业，2001(2)：2-3.

[5] 林璐，李莎，林虹. 生物催化生产异麦芽酮糖的研究进展[J]. 食品与发酵工业，2007，33(6)：92-95.

[6] 张玉. 食品中不同类型的甜味剂HPLC-ELSD分析方法的研究[D]. 河北：河北大学，2011.

[7] ANDRZEJ W J, MCCOURT, MANUELA R. Simultaneous determination of nine intense sweeteners in foodstuffs by high performance liquid chromatography and evaporative light scattering detection-Development and single-laboratory validation[J]. Journal of Chromatography A, 1157(2007): 187-196.

[8] 甘宾宾，蒋世琼. 高效液相色谱法测定帕拉金糖[J]. 广西化工，2001，30(3)：40-43.

[9] 罗进，夏敏，叶能胜，等. HPLS-ELSD同时测定食品中5种糖含量[J]. 食品科学：分析检测，2010，31(8)：226-229.

[10] 于趁. 高效液相色谱蒸发光散射检验器法分析无糖食品中甜味剂的研究[D]. 河北：河北大学，2010.

[11] 尤新. 异麦芽酮糖（帕拉金糖）的功能和应用[N]. 中国食品安全报：添加剂与配料，2013-12-25-(15).

(本篇责任编校：朱涤荃)

Determination of Isomaltulose in Food by HPLC-ELSD

CHEN Hong-xiang1,2, GAO Yu-feng1,2, YU Gou-bin1,2, WANG Gui-hua1,2, LI Jia-wei1,2, CHEN Jia-min1,2, LI Hai-qiao1,2, GUO Jian-xiong1,2
(1Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute/Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement & Bio-Refinery Guangzhou 510316;2China Sugar Inspection Center, Guangzhou 510316)

Abstract:A convenient, accurate and sensitive method for determination of Isomaltulose in foods is described, in which high performance liquid chromatography (HPLC) and evaporative light scattering detection (ELSD) are used. A Hypersil APS-2 (NH2) (4.6 mm × 250 mm, 5 μm) column kept at 40℃ and eluted with 88% acetonitrile aqueous solution at a flow rate of 1.0 mL/min was used for the chromatographic separation. The detector was ELSD, nebulizer temperature was kept at 50℃ and evaporator temperature was kept at 80℃, the nitrogen gas flow rate was set at 1.6 L/min. The detection limit was 30 µg/mL. The response of the detector to analyze concentration over the range from 80 to 1200 µg/mL displayed good linearity. The linear correlation coefficient was r2=0.9991, Overall recoveries were between 85.6% and 98.1%; RSD (n=3) value were between 2.78% and 2.92%. Results showed this method was simple and accurate, with low determination limit, good linearity and high correlation coefficient. It could be applied for determination of Isomaltulose in food.

Keywords:Isomaltulose; High performance liquid chromatography (HPLC); Evaporative light scattering detectors (ELSD)

*通讯作者：高裕锋(1983-)，男，博士，高级工程师，研究方向为食品检验与标准化；E-mail: gyuf2001@163.com。

作者简介：陈红香(1981-)，女，硕士研究生，主要从事食品检验与标准化；E-mail: 84077631@qq.com。

基金项目：广东省省级科技计划项目(2013B040400003)，广东省省级科技计划项目(2013B061800023)，广东省省级科技计划项目(2013B061800007)，广东省省级科技计划项目(2014B040404054)资助

收稿日期：2015-12-11；修回日期：2016-01-18

中图分类号：TS247

文献标识码：B

文章编号：1005-9695(2016)01-0048-04

引文格式：陈红香，高裕锋，余构彬，等. HPLC-ELSD法测定食品中异麦芽酮糖[J]. 甘蔗糖业，2016(1)：48-51.