離子色譜-脈沖安培法檢測酸奶中大豆低聚糖

黃秋研，酈明浩，趙丹霞

（1.廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，廣東佛山528300；2.廣州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，廣東廣州510006）

離子色譜-脈沖安培法檢測酸奶中大豆低聚糖

黃秋研1，2，酈明浩1，趙丹霞1

（1.廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，廣東佛山528300；2.廣州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，廣東廣州510006）

建立離子色譜-脈沖安培法檢測酸奶中大豆低聚糖的方法。酸奶經(jīng)處理后其大豆低聚糖含量（包括蔗糖、棉子糖、水蘇糖3種成分）以CarboPac PA1高效陰離子交換柱為分析柱，醋酸鈉為淋洗液，等度洗脫，脈沖安培檢測器（PAD）檢測，以保留時(shí)間定性，外標(biāo)法定量。結(jié)果表明蔗糖、棉子糖、水蘇糖在CarboPac PA1上可以在20 min內(nèi)完成分離，且均具有較寬的線性范圍。蔗糖、棉子糖、水蘇糖平均回收率分別為98.67%，100.9%，98.91%，精密度測試結(jié)果的RSD分別為0.22%，0.41%，0.34%。該方法檢測樣品前處理操作簡單，分離效果好，保留時(shí)間短，可作為酸奶中大豆低聚糖含量的一種快速檢測方法。

離子色譜；脈沖安培檢測；大豆低聚糖

大豆低聚糖是大豆中所含的寡糖類物質(zhì)的總稱，主要包括蔗糖、棉子糖、水蘇糖等［1］。它是一種低甜度、低熱量的甜味劑，具有很好的口感。同時(shí)，大豆低聚糖只能被腸內(nèi)雙歧桿菌利用，而不能被胃和腸所吸收，所以是理想的純天然功能性保健食品原料。其中棉子糖和水蘇糖為功能性低聚糖，其功能特性主要表現(xiàn)在：促進(jìn)雙歧桿菌的增值，減少有毒發(fā)酵產(chǎn)物及有害細(xì)菌酶的產(chǎn)生，防止腹瀉和便秘，改善血清脂質(zhì)，保護(hù)肝功能，降低血壓，增強(qiáng)免疫力，抗腫瘤，合成維生素，防齲齒，低能量或無能量等［2］。由于大豆低聚糖具有多種優(yōu)越的生理功能和理化特性，目前在國內(nèi)外的食品、保健品等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)末，美國FDA認(rèn)定大豆低聚糖為一般安全性食品，廣泛使用于乳制品、飲料、保健食品、糕點(diǎn)、果凍、面包等食品［3］。在食品添加劑應(yīng)用中，由于大豆低聚糖價(jià)格相對較廉，同時(shí)對高血糖、高血脂具有較好預(yù)防和緩解作用，是酸奶配料中的理想甜味劑。

目前，無論是國標(biāo)還是文獻(xiàn)所涉及到的大部分關(guān)于大豆低聚糖含量檢測的研究方法，主要采用的是高效液相色譜法（示差檢測器和蒸發(fā)光散射檢測器），液質(zhì)聯(lián)用（LC-MS）等檢測方法［4-6］，采用離子色譜-脈沖安培法測定研究少有報(bào)道。本方法采用離子色譜-脈沖安培法來測定酸奶中的大豆低聚糖含量，以保留時(shí)間定性，外標(biāo)法定量，簡單快捷，定量準(zhǔn)確。

1材料與方法

1.1材料與儀器

酸奶（光明乳業(yè)股份有限公司）；糖標(biāo)準(zhǔn)品：棉子糖，純度99.0%（Merck公司）；蔗糖、水蘇糖，純度均為99.0%（均為Sigma公司）；醋酸鈉固體試劑（Fisher Scientific公司）；Dionex ICS-5000離子色譜儀（美國）；Milli-Q Element超純水機(jī)（美國）；JP-C400超聲波清洗機(jī)；所有用水均為電阻率≥18.2 MΩ·cm的超純水；0.22 μm水性濾膜針頭過濾器；RP柱（上海安譜）。

1.2色譜條件

色譜柱：CarboPac PA1 4 mm×250 mm（帶CarboPacTM PA1 4 mm×50 mm guard）；柱溫：30℃；流速：1 mL/min；檢測器：脈沖安培檢測器；進(jìn)樣量：25 μL；淋洗液：200 mmol/L醋酸鈉溶液；等度洗脫。

1.3標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的制備

準(zhǔn)確稱取大豆低聚糖（蔗糖、棉子糖、水蘇糖標(biāo)準(zhǔn)品）各100 mg標(biāo)準(zhǔn)品于小燒杯中，用超純水溶解并定容于100 mL容量瓶中，搖勻，得到濃度為1 000 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。

1.4樣品溶液的制備

準(zhǔn)確稱量0.5 g（精確至0.1 mg）樣品（稱樣量根據(jù)大豆低聚糖的含量適當(dāng)增減），加入約50 mL 80℃蒸餾水，80℃水浴振搖20 min，冷卻至室溫，加入20 mL 3 g/100 mL磺基水楊酸溶液，用蒸餾水定容至100 mL，混勻，靜置15 min，過濾，濾液依次過0.22 μm水相濾膜，RP柱，0.22 μm水相濾膜，待上機(jī)。

2結(jié)果與分析

分別取標(biāo)準(zhǔn)品溶液（濃度為5 μg/mL）、樣品溶液、加標(biāo)樣品溶液（加標(biāo)濃度為1μg/mL）按照本方法的色譜條件進(jìn)行上機(jī)操作，最終的色譜圖依次見圖1、圖2、圖3。

由圖1中的色譜圖可以看出，色譜圖中目標(biāo)物峰形尖銳、對稱性好，樣品色譜圖中蔗糖、棉子糖、水蘇糖與雜質(zhì)分離效果好。

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將蔗糖標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用超純水溶解稀釋成0.0、0.1、0.2、1.0、5.0、20.0、100.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，將棉子糖標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用超純水溶解稀釋成0.0、1.0、2.0、10.0、50.0、200.0、1 000.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，將水蘇糖標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用超純水溶解稀釋成0.0、1.0、2.0、10.0、50.0、200.0、1 000.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。以峰面積為橫坐標(biāo)，以蔗糖、棉子糖、水蘇糖標(biāo)準(zhǔn)品濃度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，同時(shí)以3倍儀器響應(yīng)值來計(jì)算儀器的檢測限，線性關(guān)系見表1。

圖1　標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖Fig.1Chromatogram of a mixture of sucrose，raffinose and stachyose standards

圖2　樣品色譜圖Fig.2Chromatogram of Yogurt samples

圖3　加標(biāo)樣品色譜圖Fig.3Chromatogram of samples with mixed standards

表1　線性關(guān)系及檢測限Table 1Linear relations and detection limit

由表1中數(shù)據(jù)可知，該方法測定蔗糖在0.1 mg/L～100 mg/L線性范圍內(nèi)線性較好，相關(guān)系數(shù)為0.999 9，最低檢出限在0.05 mg/L；棉子糖在1 mg/L～1 000 mg/L線性范圍內(nèi)線性較好，相關(guān)系數(shù)為0.999 2，最低檢出限在0.5 mg/L；水蘇糖在1 mg/L～1 000 mg/L線性范圍內(nèi)線性較好，相關(guān)系數(shù)為0.999 0，最低檢出限在0.5 mg/L。

2.2回收率

取6份平行樣品隨機(jī)分成3份，其中第1份樣品添加的標(biāo)樣濃度為10 mg/L，第2份平行樣品添加的標(biāo)樣濃度為50 mg/L。然后按1.4法處理樣品進(jìn)行上機(jī)測定，其結(jié)果見表2。

表2　樣品測定相對標(biāo)準(zhǔn)偏差和加標(biāo)回收率試驗(yàn)Table 2The relative standard deviations and recoveries of sample determination

由表2可知，蔗糖、棉子糖、水蘇糖3種物質(zhì)回收率都在90%～110%之間，通過計(jì)算得出3種物質(zhì)的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.36%、0.93%、0.81%，表明此方法具有較好的回收率。

2.2重現(xiàn)性

取酸奶按1.4法進(jìn)行前處理，做8次平行試驗(yàn)，其結(jié)果見表3。

表3　樣品測定重現(xiàn)性試驗(yàn)Table 3Reproducibility test of sample

測得蔗糖、棉子糖、水蘇糖三種物質(zhì)RSD分別為0.22%、0.41%、0.34%，表明此方法具有較好的重現(xiàn)性。

3討論與分析

3.1沉淀劑的選擇

一般蛋白沉淀劑選用鹽、酸、乙醇、乙腈，本試驗(yàn)從樣品類型、淋洗液、色譜柱等方面考察了沉淀劑的選擇。由于離子色譜使用的色譜柱是離子交換柱，在樣品處理過程中要避免離子的帶入，所以選用鹽做沉淀劑是不可行的。另外，該方法使用了CarboPac PA1色譜柱，該色譜柱有機(jī)溶劑的兼容性最大為2%，因此，乙腈也不是合適的沉淀劑。乙醇的沉淀能力不太強(qiáng)，因此選用酸做沉淀劑，但是強(qiáng)酸會(huì)分解部分低聚糖，通過試驗(yàn)，確定以濃度為3 g/100 mL的磺基水楊酸作為沉淀劑。

3.2淋洗液的確定

淋洗液中采用了200 mmol/L NaAc溶液，增強(qiáng)了蔗糖、棉子糖、水蘇糖這3種較大分子量目標(biāo)物的洗脫能力，減少分析時(shí)間，得到的樣品色譜圖有較好的分離效果，背景干擾也較少。

4結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，蔗糖、棉子糖、水蘇糖濃度在范圍內(nèi)與色譜峰面積呈良好線性關(guān)系（R=0.999），平均回收率分別為98.67%、100.9%、98.91%，精密度測試結(jié)果的RSD為分別為0.22%、0.41%、0.34%，說明本研究所用方法準(zhǔn)確可靠，可應(yīng)用于酸奶中大豆低聚糖的檢測，而且采用的前處理方法簡便、快捷，色譜條件中使用了200 mmol/L NaAc溶液，減少分析時(shí)間，得到很好的分離效果。本方法為酸奶中大豆低聚糖含量檢測提供了一種新的簡便而又準(zhǔn)確的方法，為進(jìn)一步完善大豆低聚糖的質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)提供了參考。

［1］楊秀芳，陳梅，馬養(yǎng)民.大豆低聚糖功能及其應(yīng)用［J］.糧食與油脂，2010（5）:8-11

［2］楊繼遠(yuǎn)，袁仲.大豆低聚糖保健功能及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用［J］.食品工業(yè)科技，2008，29（10）:291-293

［3］郭順堂.大豆低聚糖的生理特性及利用價(jià)值［J］.食品科學(xué)，1992（8）:1-3

［4］張志國，生慶海，盧彥君，等.HPLC法檢測低聚果糖的研究［J］.食品科學(xué)，2002，23（8）:221-223

［5］王曉巖，郝再彬，邱麗娟.HPLC法快速檢測大豆籽粒中大豆低聚糖的含量［J］.食品科技，2010，35（7）:287-290

［6］吳朝陽，馬玲云，魏鋒，等.RP-HPLC-RID法測定保健食品中大豆低聚糖的含量［J］.藥物分析雜志，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，F(xiàn)oshan 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

黃秋研（1984—），女（漢），工程師，本科，主要從事食品檢驗(yàn)技術(shù)研究及開發(fā)。