果汁中添加外源糖檢測技術(shù)的研究進(jìn)展

唐翠娥，張 莉,，李 濤，劉 睿,*

果汁中添加外源糖檢測技術(shù)的研究進(jìn)展

唐翠娥1，張 莉1,2，李 濤2，劉 睿1,*

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，環(huán)境食品學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430070；2.湖北省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，湖北 武漢 430061）

果汁中添加外源糖檢測技術(shù)是果汁鑒偽中重要組成部分，其潛在應(yīng)用對(duì)于果汁質(zhì)量與安全控制至關(guān)重要。本文綜述國內(nèi)外關(guān)于果汁添加外源糖檢測技術(shù)的現(xiàn)狀與最新進(jìn)展，介紹紅外光譜法、穩(wěn)定性同位素法、核磁法、色譜法等檢測技術(shù)的最新研究進(jìn)展。分析評(píng)述各種檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)，為果汁鑒偽研究工作的開展提供理論參考。

果汁；外源糖；紅外光譜法；穩(wěn)定性同位素法；核磁法；色譜法

近年來，隨著消費(fèi)者生活水平的提高，果汁消費(fèi)量也日益增大。但是，隨之而來出現(xiàn)了不良生產(chǎn)廠家通過故意往果汁中摻假蒙騙消費(fèi)者，以減低生產(chǎn)成本，獲得更大市場利益的現(xiàn)象。這顯然嚴(yán)重?fù)p害了消費(fèi)者的利益，甚至危害消費(fèi)者的身體健康。調(diào)查顯示，隨著檢測手段的不斷提升，摻假技術(shù)亦越來越復(fù)雜，因此對(duì)于果汁摻假的檢測也越來越難。目前果汁中摻假的方法主要包括：加水稀釋、加糖、添加其他果汁或果渣提取液，以及添加果汁中本身不含有的成分等[1-2]。

果汁中最主要的可溶性固形物為糖類，向純果汁中添加廉價(jià)糖溶液是最普遍和最常見的果汁摻假方法。目前很多廉價(jià)的甜味劑可用于果汁摻假，主要包括甘蔗還原糖、甜菜還原糖、轉(zhuǎn)化或半轉(zhuǎn)化糖漿、高果糖玉米糖漿和水解菊粉糖漿等幾種[3]。甜菜還原糖主要成分為蔗糖，而甜菜轉(zhuǎn)化糖經(jīng)過酸或酶解后可水解成50%的甜菜轉(zhuǎn)化糖（beet medium invert sugar，BMIS）和92%～95%的中間轉(zhuǎn)化糖（medium invert sugar，MIS）。高果糖玉米糖漿（high fructose corn syrup，HFCS）是由玉米淀粉通過酶異構(gòu)化成不同比例的葡萄糖和果糖溶液，商業(yè)HFCS包括HFCS42（含42%果糖）和 HFCS55（含55%果糖）兩種。對(duì)于果汁類食品，糖類物質(zhì)含量豐富，主要的糖類物質(zhì)為果糖、葡萄糖和蔗糖[4]。

果汁中外源糖摻假檢測非常困難，首先因?yàn)榕c果汁中主要碳水化合物組成相似的甜味劑非常多；其次由于不同種屬、成熟度、氣候、生產(chǎn)區(qū)域、季節(jié)、加工過程以及貯藏環(huán)境不同，水果本身糖分組成存在差異，這就給摻假果汁的檢測帶來更大難度[5]。目前針對(duì)果汁加糖的主要鑒別方法有中紅外（mid infrared spectroscopy，MIR）和近紅外光譜法（near infrared spectroscopy，NIR）、同位素分析法、核磁共振法（nuclear magnetic resonance，NMR）、色譜法等檢測方法。本文就果汁外源糖檢測技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行分析和綜述，比較各檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)闡述相關(guān)的化學(xué)計(jì)量法，為果汁添加外源性糖的摻偽鑒定提供參考。

1 中紅外和近紅外光譜法

光譜法被認(rèn)為是全樣品成分分析方法，在紅外區(qū)，大多數(shù)化學(xué)鍵和官能團(tuán)都有自己的特征峰或吸收譜帶。這些譜帶不僅包含官能團(tuán)（如羧基、氨基以及羥基）的伸縮和彎曲振動(dòng)，還能提供所有分子的振動(dòng)信息。已有的研究表明，每種果汁均有獨(dú)特的糖構(gòu)成譜，紅外光譜作為化合物的特征指紋圖譜，使得其在表征果汁特征以及對(duì)果汁摻假檢測中成為可能。在水果產(chǎn)品分析中，中紅外光譜法靈敏度高，操作簡便，僅一次掃描就能夠檢測出多種不同成分摻假的贗品，在食品安全質(zhì)量控制中具有較大應(yīng)用價(jià)值。與色譜分離法以及碳同位素比例分析法相比，傅里葉變換光譜法（Fourier transform infrared spectroscopy，F(xiàn)T-IR）作為一種靈敏度較高的鑒偽測試方法，具有樣品前處理簡單、分析時(shí)間短、分析成本低以及對(duì)儀器操作者要求較低等優(yōu)點(diǎn)，在鑒偽領(lǐng)域應(yīng)用較廣泛[6-7]。

采用NIR和FT-IR法快速篩選果汁中甜味劑的添加最早由英國國家食品中心提出，目前在國內(nèi)外有很多報(bào)道。如：León等[8]采用NIR-ATR法對(duì)英國主要農(nóng)莊果近兩年19 種150 個(gè)不同蘋果樣品進(jìn)行檢測，以添加HFCS（含45%果糖和55%葡萄糖）和糖溶液（含60%果糖、25%葡萄糖和15%蔗糖）配制產(chǎn)的不同濃度摻假蘋果汁為對(duì)照組。測試結(jié)果顯示該方法可以預(yù)測蘋果汁添加糖成分的情況，其中對(duì)添加HFCS檢測限為9.5%，添加糖溶液的檢測限為18.5%，兩者混合的為17%。Vardin等[9]通過FT-IR光譜法與化學(xué)計(jì)量學(xué)方法鑒別石榴濃縮果汁與葡萄濃縮果汁，F(xiàn)T-IR結(jié)果顯示兩種果汁在1 780～1 865 cm-1間存在明顯差異；并采用化學(xué)方法測定了果汁的糖度，通過主成分分析（principal component analysis，PCA）分析樣品主成分以及偏最小二乘分析（partial least squares analysis，PLS）建立糖度與FT-IR光譜圖模型，其相關(guān)系數(shù)可達(dá)0.991 6。在此基礎(chǔ)上，通過對(duì)FT-IR光譜圖做PCA分析區(qū)分果汁種類，再通過PLS分析可以評(píng)測果汁摻假濃度情況，預(yù)測模型相關(guān)系數(shù)較高。Sivakesava等[6]采用中紅外光譜分析蘋果果汁中外源性甜菜以及蔗糖還原糖的摻假情況，然后通過典型變量分析化學(xué)計(jì)量法對(duì)800～1 500 cm-1區(qū)域的圖譜進(jìn)行分析，可以比較準(zhǔn)確鑒別蘋果汁中添加外源性糖的種類，最后通過PLS和PCA分析比較準(zhǔn)確的預(yù)測了蘋果汁中添加的甜菜和甘蔗還原糖的濃度。

有報(bào)道顯示采用不同的紅外分析制樣技術(shù)所建立的鑒偽預(yù)測模型，預(yù)測能力不同，而基于果汁狀態(tài)特性，應(yīng)用較多的則是衰減全反射制樣（attenuated totalreflection，ATR）技術(shù)。Rodriguez-Saona等[2]采用FT-NIR透射制樣法和反射制樣法分析果汁中特有的糖類物質(zhì)，經(jīng)二次求導(dǎo)轉(zhuǎn)換，對(duì)其中糖的特征吸收譜帶光譜數(shù)據(jù)，采用偏最小二乘回歸（partial least squares regression，PLSR）和交叉驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)方法建立標(biāo)準(zhǔn)模型，并將該模型與高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）和標(biāo)準(zhǔn)酶分析進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，由透射光譜圖建立的模型的相關(guān)系數(shù)R2達(dá)99.9%，能夠準(zhǔn)確的預(yù)測果汁中糖含量，可以作為果汁質(zhì)量控制或者是果汁摻假中糖類物質(zhì)的一種快速、準(zhǔn)確、無損檢測手段。Kelly等[5]采用傅里葉變換衰減全反射紅外光譜法（FTIR-ATR）對(duì)224個(gè)蘋果原果汁樣品以及4對(duì)添加了部分轉(zhuǎn)化甘蔗糖漿（partially inverted cane syrup，PICS）、甜菜糖漿（beet syrup，BS）、HFCS以及一種果糖、葡萄糖和蔗糖混合液的共480個(gè)摻假蘋果果汁進(jìn)行紅外分析，結(jié)合PCA、近鄰算法（K-nearest neighbor，KNN）以及PLS等統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。結(jié)果顯示FTIR可作為純果汁與摻假果汁測試的快速方法，準(zhǔn)確度較高。Jha[10]采用FTIR-ATR法和化學(xué)計(jì)量法測定鮮榨芒果汁和市售芒果汁的添加糖含量，通過與對(duì)照樣品比較650～4 000 cm-1的光譜圖，采用PLS分析判定樣品加糖與否，最后通過多變量回歸分析發(fā)現(xiàn)對(duì)于添加外源糖的檢測限與果汁本身固形物含量相關(guān)。He Jian等[11]采用FTMIR-ATR法，測定52種原果汁以及從中提取的高糖和高酚組分樣品，并通過階層式集群分析（hierarchical cluster analysis，HCA）和簇類獨(dú)立軟模式法（soft independent modelling by class analogy，SIMCA）算法建立多變量模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高酚組分模型比原果汁、高糖組分模型對(duì)于不同產(chǎn)區(qū)果汁的區(qū)分能力更大，模型預(yù)測達(dá)到零失誤。Irudayaraj等[12]采用FTIR-ATR法和化學(xué)計(jì)量法對(duì)鮮榨蘋果汁與市售蘋果汁中蔗糖、葡萄糖、果糖等糖含量，以及檸檬酸、蘋果酸等酸含量進(jìn)行測定，通過PLS回歸分析以及PCA分析對(duì)950～1 500 cm-1范圍內(nèi)光譜進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)模型建立，并用HPLC方法對(duì)該模型進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果顯示，該校正模型總的相關(guān)系數(shù)可達(dá)0.998。Gómez-Carracedo等[13]采用FTMIR-ATR對(duì)市售蘋果果汁飲料中果汁含量進(jìn)行測定，以蔗糖、果糖和葡萄糖混合溶液為對(duì)照，通過多變量分析分別對(duì)總糖含量與蔗糖比例、果糖和葡萄糖比例兩種模式進(jìn)行判別。結(jié)果顯示從市售果汁的光譜圖數(shù)據(jù)中減去與濃度相同的3種糖溶液的光譜圖數(shù)據(jù)，這樣更容易判別不同樣品差異性。Socaciu等[14]以拉曼光譜為輔助手段，采用FT-IR法對(duì)25%蔗糖對(duì)照樣品、純橙汁、純蘋果汁以及摻糖果汁進(jìn)行測定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，通過紅外圖譜中峰的數(shù)量可以對(duì)果汁種類進(jìn)行區(qū)分。而與對(duì)照譜圖相比，譜圖中吸收峰強(qiáng)度大于對(duì)照的為100%原果汁，小于或等于對(duì)照的則為添加外源糖的摻假果汁。Leopold等[15]以葡萄糖、蔗糖和果糖不同比例混合樣為標(biāo)樣，采用FT-IR對(duì)這些標(biāo)樣以及28種市售果汁進(jìn)行測試，結(jié)果顯示，采用PCA可以對(duì)果汁種類進(jìn)行區(qū)分，PLS對(duì)果汁的FT-IR數(shù)據(jù)進(jìn)行模型建立和預(yù)測，測得的葡萄糖，果糖和蔗糖含量與HPLC法測定結(jié)果相比相關(guān)系數(shù)分別為0.88、0.92和0.98，測定結(jié)果準(zhǔn)確性較高。對(duì)桃汁、橙汁和蘋果汁樣品分析顯示，當(dāng)果汁體積分?jǐn)?shù)較低（4%～50%），而測得蔗糖濃度含量較高時(shí)，可判定為果汁中加入外源蔗糖，用以保證果汁的甜度。

2 同位素分析法

穩(wěn)定同位素被廣泛用于諸如橙汁和蘋果汁等果汁質(zhì)量控制鑒偽中，其原理是根據(jù)某些元素同位素天然豐度（含量比率）的變異（以δ表示）。在食品分析中常用13C、2H和18O 3種元素作為食品摻假檢測的手段。物源示蹤研究結(jié)果 顯示自然產(chǎn)物中的同位素組成差異非常小，引起植物中穩(wěn)定同位素組成不同的原因主要是由于其經(jīng)歷不同的光學(xué)作用循環(huán)，人工合成的產(chǎn)品和化合物具有不同同位素豐度，因此，這對(duì)于純天然化合物和人工化合物的區(qū)別成為可能。植物光合作用固定CO2遵循C3、C4或景天酸代謝（crassulacean acid metabolism，CAM）途徑，各種植物的碳同位素比率13C/12C（δ13C值）不同而且穩(wěn)定。因此通過樣品的穩(wěn)定性碳同位素分析，可以判斷某些外源糖類的添加。大多數(shù)果汁如桔汁、橙汁、蘋果汁及檸檬汁來源于C3植物，δ13C的負(fù)值較大。而摻假物質(zhì)大多為蔗糖、玉米糖漿，來源于C4植物，δ13C負(fù)值較小。大多化合物中的穩(wěn)定同位素多用穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀（isotope ratio mass spectrometry，IRMS）進(jìn)行測定，該方法能夠測定食品中特定同位素的準(zhǔn)確位置以及含量，而儀器成本較高、且樣品前處理時(shí)間長，儀器操作較復(fù)雜[16-19]。13C穩(wěn)定同位素進(jìn)行果汁外源糖摻假研究在國外較早時(shí)間就有相關(guān)報(bào)道。Gu?ek等[19]通過δ13C值檢測建立了一種對(duì)純果汁中外源性添加糖的鑒偽方法。由于植物（橙子、蘋果和甜菜）通過卡爾文循環(huán)光合作用產(chǎn)生糖中的δ13C值比通過哈奇-斯萊克途徑產(chǎn)生糖的要低很多（蔗糖）。因此。而消化糖中的δD值可以用于判斷純果汁中甜菜蔗糖的添加。Simpkins等[20]測定了澳洲近五年有代表性鮮榨果汁和縮果汁的穩(wěn)定碳同位素比例，建立了橙汁鑒偽測試的可靠數(shù)據(jù)庫。結(jié)果顯示當(dāng)果汁中δ13C值高于數(shù)據(jù)庫中3σ時(shí)，則表明其中添加了蔗糖；且同種果汁中總糖和總酸之間存在0.7‰～1.5‰差異，當(dāng)添加糖后，該差異亦發(fā)生變化，故而還可以通過該變化進(jìn)行果汁摻糖進(jìn)行判斷。Rossmann等[21]采用13C穩(wěn)定同位素質(zhì)譜法，在歐盟、澳大利亞和美國共19個(gè)實(shí)驗(yàn)室同時(shí)對(duì)從沒有標(biāo)簽的6種果汁（橙汁、葡萄汁、菠蘿原果汁、添加15 g/L蔗糖的橙汁、添加15 g/L蔗糖菠蘿 汁和添加11.8 g/L蔗糖的葡萄汁）中分離出的糖和果肉中的13C進(jìn)行測試，所有實(shí)驗(yàn)室采用同樣的實(shí)驗(yàn)方法，而在操作者、二氧化碳預(yù)處理的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)儀器型號(hào)不同的實(shí)驗(yàn)條件下，得出糖測定的重復(fù)性為0.27%，重現(xiàn)性為0.82%；此外，結(jié)果顯示對(duì)于果汁中添加外源糖的檢測，13C穩(wěn)定同位素法可以提高其靈敏度。Jarnina等[22]采用改進(jìn)13C同位素法對(duì)蘋果汁中外源糖進(jìn)行測定，以蘋果酸作為內(nèi)標(biāo)物。結(jié)果顯示對(duì)添加C4植物糖，玉米與甘蔗蔗糖的檢測限均為5%，而對(duì)原果汁的檢測限則大于10%。李鑫等[23]首先通過液相色譜柱對(duì)13種不同產(chǎn)地的橙汁以及摻入2.5%的蔗糖和麥芽糖的摻假果汁中雙糖、葡萄糖和果糖進(jìn)行分離，然后通過同位素比率質(zhì)譜儀測定分離得到的糖類物質(zhì)中的δ13C值，結(jié)果顯示不同產(chǎn)地橙汁中葡萄糖和果糖的δ13C值差異較小，而對(duì)于摻假的橙汁葡萄糖和果糖的δ13C值差異較大，通過對(duì)這幾種糖類物質(zhì)的δ13C值的相互比較，可以判別出可能摻假的樣品。Zhang等[24]運(yùn)用一種新的國際多維真實(shí)規(guī)范算法（international multidimensional authenticity specification，IMAS）建立了一套石榴汁的鑒偽標(biāo)準(zhǔn)。通過IRMS測定果汁中添加的蔗糖和高果糖玉米糖漿中的13C/12C比值。結(jié)果顯示當(dāng)13C/12C比值大于負(fù)25‰時(shí)，表明果汁中摻入了玉米糖漿和蔗糖。

盡管13C穩(wěn)定同位素法具有較高的靈敏度，然而13C對(duì)于同種光合作用循環(huán)外源添加糖無法鑒定，這時(shí)氘元素含量是一種可以區(qū)分同種植物與它們經(jīng)歷相同光合作用途徑的代謝產(chǎn)物很好的追蹤者。另外，研究表明，由于糖中的羥基很容易與水中的羥基交換，所以糖中總氘元素含量也沒有與原始水果中的完全一致。因此可以通過測定果汁水分中的2H和18O含量來鑒定果汁加水與否。氘元素含量可以通過SNIF/NMR（點(diǎn)特異性天然同位素分餾）進(jìn)行測定，果汁外源糖測定分析中，一般采用SNIFNMR法與IRMS聯(lián)用法。與IRMS法一樣，SNIF-NMR法是目前食品鑒偽分析中最高端的檢測技術(shù)，但儀器成本高，操作復(fù)雜[19,25]。

Martin等[26]采用SNIF-NMR法，通過2H位點(diǎn)專一性天然同位素分辨法同時(shí)結(jié)合13C穩(wěn)定性同位素比率分析法，以蔗糖發(fā)酵而來的乙醇作分子探針，測定果汁發(fā)酵后的2H/1H和18O/16O比率、乙醇蒸餾物中總的甲基和甲烯基13C/12C和2H/1H比率。結(jié)果顯示采用因子判別分析可對(duì)非濃縮果汁中是否添加甜菜蔗糖進(jìn)行成功判別。Bricout等[27]采用同位素質(zhì)譜法對(duì)橙汁進(jìn)行分析，結(jié)果顯示橙汁中13C/12C比例比甘蔗和玉米糖漿的低，而與甜菜蔗糖的比例相近?；谶@個(gè)原因，采用SNIF-NMR法進(jìn)一步測定了橙汁與甜菜中2H/1H比例，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者差異很大。結(jié)果顯示測定橙汁中糖的δ13C和δ2H值，可以檢測出添加諸如甜菜、甘蔗或者玉米這些主要工業(yè)甜味劑的摻假情況。Koziet等[28]在歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（CEN/TC174）的組織下，經(jīng)6個(gè)歐盟國家的15 個(gè)實(shí)驗(yàn)室以及5 個(gè)非歐盟國家的12 個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別對(duì)橙汁和蘋果汁中δD、δ18O進(jìn)行測試，結(jié)果顯示該測定方法具有良好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性，最后成為用于果汁質(zhì)量和鑒偽的標(biāo)準(zhǔn)方法（ENV 12141和ENV12142）。Thomas等[29]研究發(fā)現(xiàn)通過SNIF/NMR測定糖發(fā)酵后產(chǎn)生的乙醇中定點(diǎn)δ13CCH2值，可以對(duì)于特定CAM代謝植物菠蘿果汁中是否添加如甜菜蔗糖等C4代謝途徑植物糖源進(jìn)行區(qū)分。且SNIF/NMR法測得δ13CCH2值（20‰）比普通的IRMS的測得的δ13C值（15‰）高出5‰，這樣能夠提高辨識(shí)度和方法的準(zhǔn)確性。此外，實(shí) 驗(yàn)重復(fù)性較好，檢測限可以達(dá)15%糖添加量。

3 NMR法

NMR現(xiàn)象來源于原子核的自旋角動(dòng)量在外加磁場作用下的振動(dòng)，原子核吸收能量受周圍分子原子核的影響，會(huì)引起外加磁場強(qiáng)度的改變，因此食品樣品的NMR譜圖可以提供其詳細(xì)的分子結(jié)構(gòu)信息。食品摻假研究中，高分辨NMR比低分辨NMR應(yīng)用更為廣泛[26]。NMR可以測定果汁混合物中不同成分的物理化學(xué)性質(zhì)，帶電性質(zhì)以及分子結(jié)構(gòu)，因此可用于果汁外源糖的摻假分析中。如果分析中使用了質(zhì)子磁性質(zhì)，就稱為質(zhì)子NMR（1H NMR）。NMR方法具有測定結(jié)果重現(xiàn)性高，儀器操作和數(shù)據(jù)分析自動(dòng)化高，且測定樣品量小，樣品分析成本較低等優(yōu)點(diǎn)，目前從測量到檢測結(jié)果全自動(dòng)化的果汁質(zhì)量控制體系已經(jīng)得到較為全面的應(yīng)用[30]。

Cuny等[31]采用1H NMR法對(duì)葡萄汁中摻入橙汁進(jìn)行測定，結(jié)果顯示，對(duì)1H NMR譜圖采用獨(dú)立成分分析（independent component analysis，ICA）比PCA更有利于對(duì)相似樣品的差異性進(jìn)行判斷。Gall等[32]采用NMR技術(shù)對(duì)摻入果渣提取液的橙汁進(jìn)行了測試，對(duì)于1H大于300 NMR譜圖進(jìn)行PCA分析，然后使用線性判別分析進(jìn)行判別，結(jié)果顯示建立的6種主成分模型對(duì)于對(duì)照樣品和驗(yàn)證樣品組的判別成功率可達(dá)94%。Vigneau等[33]采用1H NMR對(duì)150個(gè)已知濃度的原橙汁和摻假橙汁進(jìn)行測試，對(duì)1H NMR譜圖采用PLS建立回歸模型，并用交叉分級(jí)方法對(duì)回歸模型以及分類方法進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果顯示，對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換與柏拉圖分析聯(lián)用相關(guān)性最好，同時(shí)選擇差別較大的光譜范圍比全光譜圖建模結(jié)果較好。Rinke等[30]采用1H NMR技術(shù)與高級(jí)統(tǒng)計(jì)方法聯(lián)用的新方法SGF-Profiling，通過一個(gè)原始數(shù)據(jù)，在不同統(tǒng)計(jì)模型下與對(duì)照數(shù)據(jù)進(jìn)行比較可以得出橙汁中添加葡萄等外來水果、添加不同糖漿、果醬清洗液等情況。同時(shí)還得出果汁不同地理環(huán)境、生產(chǎn)工藝條件下的數(shù)據(jù)。

4 色譜法

有報(bào)道顯示，對(duì)于果汁摻假的色譜法主要包括氣相色譜法和液相色譜法，該類方法分析原理主要是基于果汁樣品中的寡糖圖譜（即果汁本身的糖含量以及糖組成）或果汁本身特有的其他物質(zhì)[34]，而對(duì)于添加的不明高果糖糖漿、甜菜轉(zhuǎn)化糖和蔗糖轉(zhuǎn)化糖等摻假的檢測，則是建立在果汁中本身不含有這些甜味劑的基礎(chǔ)之上。

色譜法分析果汁摻假時(shí)樣品前處理比較復(fù)雜，準(zhǔn)確性不理想，且操作比較繁瑣。如采用毛細(xì)管氣相色譜法（capillary gas chromatograp，CGC）測定果汁中的轉(zhuǎn)化糖，當(dāng)樣品處理溫度較高時(shí)，由于果汁本身所含還原糖發(fā)生導(dǎo)致測試結(jié)果成假陽性[35]。盡管如此，果汁外源糖摻假檢測中，CGC法仍然是應(yīng)用較廣的方法之一。Low[36]采用GC-FID檢測器對(duì)123個(gè)純蘋果汁和60個(gè)純橙汁中不含有的高果糖糖漿、甜菜轉(zhuǎn)化糖漿以及蔗糖轉(zhuǎn)化糖漿的摻假情況進(jìn)行測定。結(jié)果顯示，每種糖漿的檢出限能達(dá)5%。Cornil等[37]采用GC-FID法測定柑橘果實(shí)中不含有的寡糖（麥芽三糖和麥芽四糖）。結(jié)果顯示，兩種寡糖的檢出限約為1 mg/L，但該方法對(duì)于添加結(jié)晶糖制品的摻假無效。Villamiel等[38]采用CGC法以苯基-β-葡糖苷為內(nèi)標(biāo)物對(duì)不同橙汁中果糖、葡萄糖、蔗糖和肌醇含量進(jìn)行了測試。結(jié)果顯示，與鮮榨純果汁相比，果汁中果糖和葡萄糖含量較高時(shí)，即蔗糖果糖比以及肌醇果糖比較低，則說明果汁中可能添加蔗糖分解產(chǎn)物。而對(duì)于具有較高蔗糖果糖比的樣品，則可能添加了蔗糖溶液。鑒于蔗糖在高溫下易于分解，而肌醇具有較好的熱穩(wěn)定性，因此橙汁中肌醇含量、肌醇與果糖比可作為很好的標(biāo)志物，辨別果汁的真實(shí)性。Low等[39]采用CGC法對(duì)加熱蘋果汁中外源轉(zhuǎn)化糖進(jìn)行測試，在果汁處理前添加了平衡方法，結(jié)果顯示與常規(guī)CGC法相比，該方法具有更低的變量相關(guān)系數(shù)，顯著降低甜味劑的檢出限。而St?ber等[34]對(duì)蘋果汁中不明還原糖添加的CGC測試方法進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。

采用高效液相色譜法對(duì)果汁中添加外源糖的檢測時(shí)，報(bào)道較多的是使用脈沖安培檢測器檢（pulsed amperometric detector，PAD），Brause等[40]通過HPLC方法測定果汁中糖以及特有多酚含量來鑒別蘋果汁的真實(shí)情況。Swallow等[41]采用離子交換色譜-PAD法對(duì)橙汁中外源糖進(jìn)行測試，結(jié)果顯示，與對(duì)照樣品比較，該方法檢測果汁BMIS摻假檢測限可達(dá)5%。Wudrich等[42]采用LC-PAD法對(duì)原橙汁中添加不同甜味劑進(jìn)行測定，結(jié)果顯示，對(duì)于42%和55%的高果糖玉米糖漿、50%和80%的蔗糖水解物、甜菜糖水解物的檢測限均為5%～10%。Low等[35]采用HPLC-PAD法對(duì)葡萄汁添加外源糖進(jìn)行測定。得出對(duì)高果糖玉米糖漿、BMIS甜菜介質(zhì)轉(zhuǎn)化糖、甜菜轉(zhuǎn)化糖的檢測限可達(dá)5%，每個(gè)樣品的測樣時(shí)間為115 min。Zhang等[24]通過HPLC法測得純石榴汁和摻假果汁中蔗糖、麥芽糖、葡萄糖、果糖和三梨醇等糖組成數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示當(dāng)果汁糖度為16時(shí)，石榴汁中特征糖甘露醇含量需大于0.3 g/100 mL，葡萄糖和甘露醇比例以及葡萄糖和果糖比例在需分別在4～15和0.8～1.0范圍內(nèi)，否則為摻假。

5 其他檢測方法

除上述檢測方法外，諸如毛細(xì)管電泳法、熱解質(zhì)譜法以及酶法等化學(xué)法針對(duì)果汁中外源糖檢測亦有報(bào)道，上述方法主要基于果汁中不同糖的組成、含量差異。Zidkova等[43]利用毛細(xì)管區(qū)帶電泳和基質(zhì)輔助激光脫附游離飛行時(shí)間質(zhì)譜儀測定橙汁中是否加甜味劑，細(xì)管區(qū)帶電泳間接檢測主要的低分子質(zhì)量糖（葡萄糖、果糖和蔗糖）濃度比例，而MALDI-TOF/MS可測定復(fù)雜基質(zhì)中微量寡糖。雖然低分子質(zhì)量糖和有機(jī)酸會(huì)干擾寡糖的檢測，但摻假果汁中的低聚麥芽糖濃度足以檢出。Garcia-Wass等[44]采用熱解質(zhì)譜與多變量分析法成功區(qū)分了添加蔗糖與沒加蔗糖的市售果汁，檢測限可以達(dá)5%，同時(shí)還成功區(qū)分來自7個(gè)不同國家的橙汁。Maireva等[45]通過化學(xué)方法測定橙汁中Mg、Ca等微量元素、酸度和糖度，HPLC法測定果汁中果糖和葡萄糖含量，并通過統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行相關(guān)線性回歸分析。結(jié)果顯示，果汁含量與礦物質(zhì)元素和糖含量相關(guān)，果汁糖度較低且果汁含量較低時(shí)表明果汁摻水，而與對(duì)照比相比，糖度較高則這表明添加了外源糖。Stój等[46]通過酶法測定了連續(xù)3年草莓、覆盆子、黑醋栗和白醋栗果汁中蔗糖、果糖和葡萄糖含量。結(jié)果顯示，可以通過果糖、葡萄糖和蔗糖含量以及葡萄糖和果糖比來判斷果汁真實(shí)性，但是對(duì)于品種、成熟度以及生長氣候不同的果實(shí)榨汁后的果汁相互摻假無法進(jìn)行判斷。

6 結(jié) 語

目前，我國在果汁質(zhì)量控制方面尚無完善的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有果汁質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)涵蓋范圍窄，基本停留于最基礎(chǔ)的衛(wèi)生指標(biāo)上，而無對(duì)果汁含量和種類的細(xì)致標(biāo)準(zhǔn)。為規(guī)范果汁的生產(chǎn)，促進(jìn)果汁市場的健康發(fā)展，開展果汁標(biāo)準(zhǔn)研究和真假果汁鑒別技術(shù)研究勢在必行。

而且隨著果汁市場的快速發(fā)展，摻假技術(shù)亦越來越復(fù)雜；加上果汁本身的化學(xué)特性，使得準(zhǔn)確檢測果汁中外源糖的摻假較難。因此，國家需加大果汁鑒偽相關(guān)研究的投入；同時(shí)相關(guān)科學(xué)研究人員需積極借鑒國外成功經(jīng)驗(yàn)，共同協(xié)作，盡快推出快速、易操作、可行可靠的鑒偽方法。相關(guān)監(jiān)督部門需加大該生產(chǎn)鏈的執(zhí)法力度，確保果汁質(zhì)量和產(chǎn)品安全，切實(shí)保證消費(fèi)者利益。

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Progress in Analytical Techniques for Added Sugar in Fruit Juice

TANG Cui-e1, ZHANG Li1,2, LI Tao2, LIU Rui1,*
(1. Key Laboratory of Environment Correlative Dietology, Ministry of Education, College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 2. Hubei Research Institute of Products Quality Supervision and Inspection, Wuhan 430061, China)

Detection techniques for added sugar in fruit juice play a very important role in distinguishing adulterated samples from natural fruit juice, and their potential applications assume critical importance for guaranteeing the quality and safety of fruit juice products. This article reviews the current status and recent advances in analytical techniques for added sugar in fruit juice such as infrared (IR) spectroscopy, stable isotopic analysis, nuclear magnetic resonance (NMR) and chromatography. Some advantages and disadvantages of these techniques are discussed. This paper hopefully provides theoretical basis for identifying adulterated fruit juice.

fruit juice; added sugar; infrared (IR) spectroscopy; stable isotopic analysis; nuclear magnetic resonance (NMR); chromatography

TS251.6

A

1002-6630（2014）09-0306-06

10.7506/spkx1002-6630-201409060

2013-06-08

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（2012104002-4）

唐翠娥（1983—），女，實(shí)驗(yàn)師，碩士，研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物化學(xué)。E-mail：minttytang@mail.hzau.edu.cn

*通信作者：劉睿（1969—），男，副教授，博士，研究方向?yàn)榉洚a(chǎn)品深加工及質(zhì)量安全。E-mail：liurui@mail.hzau.edu.cn