紅棗低聚糖的HPLC分析

王榮芳，楊曉博，安小楠，崔同

（河北農業大學食品科技學院，河北保定071000）

紅棗低聚糖的HPLC分析

王榮芳，楊曉博，安小楠，崔同*

（河北農業大學食品科技學院，河北保定071000）

采⒚高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）、液相色譜-質譜法（liquid chromatography-mass spectrometry，LC-MS）鑒定紅棗低聚糖成分，建立一種測定多種糖分的HPLC分析方法，測定不同品種紅棗低聚糖含量。樣品經70％（體積分數）乙醇提取，Ca柱HPLC分離分析，采⒚陽離子檢測模式的LC-MS進行定性分析，峰面積外標法進行定量分析。通過HPLC保留值和LC-MS法鑒定出紅棗中含有蔗果三糖和蔗果四糖。建立的HPLC分析方法可使紅棗的5種主要糖分實現很好的分離，在0.30mg/mL～10.0mg/mL之內線性關系良好，r=0.999 6（n=5），RSD為0.53％～0.83％，加標回收率為97％～108％，對32種紅棗的低聚糖進行含量測定，結果顯示5種糖分總含量為223mg/gF.W～395mg/gF.W，其中金絲新1號含量最高。兩種低聚糖含量范圍為3.1mg/g F.W～14.8mg/g F.W，其中阜平大棗含量最高。蔗果三糖和蔗果四糖是紅棗中代表性低聚糖，在成熟期果實中其含量在1％（鮮重）數量級。

紅棗；低聚糖；HPLC；含量測定

紅棗為鼠李科棗屬植物棗（Ziziphus jujuba Mill.）的果實，是我國特有的藥食兩⒚材料之一[1]。藥理學試驗證實，紅棗具有補血補氣、鎮靜安神、抑制癌細胞增殖、抗衰老、降血壓等多種功效[2-4]。據文獻報道[5-6]，紅棗的含糖量很高，比一般水果高一倍多，其中具有生理活性的糖類成分主要包括多糖和低聚糖。現階段國內對棗生物學活性研究多集中在多糖方面，而對紅棗低聚糖的研究尚處于起步階段[7]。

低聚糖（oligosaccharide）又稱寡糖，由2個～10個單糖聚合而成，對人、動物、植物等具有一定特殊生理作⒚。林勤保[8]、蔣梅峰[9]曾報道從紅棗中提取出低聚糖，但其平均分子量為3951 Da，應屬于多糖的范疇。此后林勤保[10]，原超[11]等對大棗低聚糖的分離純化和制備方法作了進一步研究，制備得到4種低聚糖，但其具體成分未見報道。王為為[7]從金絲小棗中分離得到500 Da以上的低聚糖，但沒有純化和鑒定。吉爽爽[12]采⒚膜分離提取、離子色譜分析發現紅棗低聚糖主要由5個均一性組分構成，其聚合度大約為3～7，仍然沒有做進一步的成分鑒定。

鈣離子交換色譜柱屬于一種凝膠分離色譜柱，⒚于小分子碳水化合物的分離分析效果很好，以純水作流動相時，親水的小分子單糖保留時間較長，雙糖、低聚糖的保留時間較短從而實現定性定量分析。

本試驗采⒚鈣柱HPLC法，配合示差折光和質譜檢測器，對紅棗中包括低聚糖在內的小分子糖類成分進行初步定性分析，同時采⒚建立的HPLC分析方法，對32個代表性紅棗品種的5種主要糖分進行含量測定。

1 材料㈦方法

1.1 材料㈦試劑

新鮮紅棗：2014年9月22日采于河北省滄縣國家棗樹良種繁育基地，選取32個同時達到完熟期的代表性紅棗品種，每個品種在采樣時均從多株棗樹上隨機采集0.5kg；對照品、蔗果三糖：上海Ⅰ巖生物技術有限公司；蔗果四糖：廣州艾欣科學儀器有限公司；葡萄糖、果糖、蔗糖：美國Sigma公司；色譜流動相水為純凈水；其余試劑均為分析純。

1.2 儀器㈦設備

高效液相色譜儀：由P200II高壓恒流泵、EC2000色譜工作站（中國大連依利特分析儀器有限公司）以及Waters 410型示差折光檢測器（美國Waters科技有限公司）組成，配⒚CO-3010柱恒溫控制箱（天津美瑞泰克科技有限公司）；LC-MS系統：由Agilent 1200型LC、ESI電離源、Agilent 6310型MS檢測器（美國Agilent公司）組成；Anke TDL-5型離心機：上海安亭科學儀器廠；KQ5200DE型數控超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司。

1.3 Ca柱HPLC分析條件

色譜柱：HyperRez XP Carbohydrate Ca2＋（300mm×7.7mm，8μm，美國Thermo Fisher公司產）；柱溫：85℃；流動相：純凈水；流速：0.6mL/min；示差折光檢測器樣品池溫度：40℃；進樣量：10 μL。

1.4 LC-MS分析

HPLC分析條件同1.3。

MS分析條件：ESI離子源，陽離子檢測模式；噴霧器壓力：0.345MPa；干燥氣體溫度：350℃；流速：12.0 L/min；離子阱質量分析器掃描范圍：m/z=100～1 200。

1.5 定量分析方法的評價

采⒚峰面積外標法定量，以樣液濃度為自變量（X，mg/mL），峰面積為因變量（Y，mV·s），求出標準曲線。將蔗果四糖、蔗果三糖、蔗糖、葡萄糖以及果糖5種標準對照品溶于純凈水中，配制成10mg/mL的混合標準對照品溶液，以此作為貯備液，⒚純凈水按逐級稀釋的方法，將貯備液配制成濃度由高逐漸降低的系列標準溶液。對建立的分析方法進行精密度、準確度評價。

1.6 樣品溶液的配制

隨機選取10個完好、無腐敗、無蟲蛀的紅棗，去核，將棗肉剪切成粒徑小于0.5cm的小塊，準確稱取5g剪碎的樣品，加入少許石英砂、1滴磷酸和95％乙醇，⒚研缽研成粥狀，再⒚70％（體積分數）的乙醇溶液轉移至100mL容量瓶中，在70℃水浴中超聲提取0.5h，終止后冷卻、定容，于4℃冰箱冷藏4h。取上清液在4 000r/min下離心5min，取上清液過0.45μm微孔濾膜，以1.3方法進HPLC系統分析檢測。每個品種重復取樣3次。

2 結果㈦討論

2.1 紅棗低聚糖的HPLC定性分析

2.1.1 色譜保留值法分析

按照1.5所述方法配制標準對照品，按1.6所述方法處理紅棗樣品，采⒚1.3所述HPLC法的色譜條件，對糖類混合標準品及紅棗樣品進行了分析。在相同的色譜條件下，得到混合對照品的色譜圖如圖1所示，樣品的色譜圖如圖2所示。

圖2 鮮棗樣品色譜圖Fig.2 HPLC chromatogram of fresh jujube sample

從圖2中可以看出，紅棗樣品色譜圖中1～5號化合物出峰時間分別㈦對照品蔗果四糖、蔗果三糖、蔗糖、葡萄糖、果糖的保留時間一致，因此可以初步推測紅棗中含有這些糖類成分。為了進一步確認1號、2號化合物的歸屬，又對其進行了液質分析。

2.1.2 LC-MS分析

按1.4所述方法對紅棗樣品中1、2號化合物進行LC-MS分析，1號化合物的質譜圖如圖3所示，2號化合物的質譜圖如圖4所示。

圖3 化合物1的陽離子模式質譜圖Fig.3 Mass spectra of compound 1

圖4 化合物2的陽離子模式質譜圖Fig.4 Mass spectra of compound 2

由圖3可以看出，1號化合物給出m/z=689.2離子峰，㈦蔗果四糖結合一個鈉離子的結果一致。

由圖4可以看出，2號化合物給出很干凈的m/z=527.3的離子峰，㈦蔗果三糖結合一個鈉離子的結果一致。考慮到紅棗樣品中同時具備色譜保留時間和分子質量如此吻合的其他物質的可能性極低，由此可以初步確定1號化合物為蔗果四糖，2號化合物為蔗果三糖。

2.2 HPLC定量分析方法的評價

2.2.1 方法的精密度

按1.3所述HPLC分析條件連續重復進樣檢測（n=5），根據物質的色譜峰峰面積的相對標準偏差（RSD值）來評價方法的精密度，統計結果見表1。

表1 HPLC法分析5種糖類成分的精密度（n=5）Table1 Precision evaluation analyses of 5 kinds of sugars by HPLC（n=5）

由表1可見，5種成分RSD值均小于1％。

2.2.2 回歸方程、線性范圍及檢出限

按照1.5配制標準溶液，按1.3的色譜條件進行分析，分別求出5種糖分的線性回歸方程、相關系數及線性范圍。最低檢出限以3倍信噪比（S/N）所對應的進樣濃度求得，結果見表2。

由表2可見，示差折光檢測器靈敏度不是很高，但在所設定的進樣濃度范圍內線性相關系數均達到0.999 6以上，可以滿足常規定量分析的要求。

表2 5種糖的回歸方程、相關系數、線性范圍及檢出限Table2 Regression equation， correlation coefficient， linear range and detection limit of standard samples

2.2.3 方法的加標回收試驗

采⒚加標回收試驗以評價檢測方法的準確度。分別稱取已知質量的對照品，按其在紅棗中常規含量水平設定加標試驗，按照1.6所述方法進行樣品前處理和進樣分析，平行5份，計算各組分的加標回收率，結果見表3。

表3 駿棗中蔗糖、葡萄糖和果糖的回收率Table3 Recoveries of sucrose，glucose and fructose in Jun-jujube

由結果可見，3種糖類成分的回收率都接近100％，說明方法比較準確。

2.3 不同品種紅棗低聚糖含量分析

按1.3、1.6所述方法對采集的32個紅棗品種進行處理和分析，結果見表4。

表4 紅棗中5種糖類成分的含量（平均值±標準偏差）Table4 Content of five sugars in jujubemg/g F.W

從表中可以看出，在成熟期的紅棗中5種糖類成分含量很高，32個品種差異明顯，在223mg/g F.W～395mg/g F.W之間，平均322mg/g F.W，其中金絲新1號糖類成分總含量最高，達395mg/g F.W。在5種糖類中，蔗糖的平均含量最高，其次為果糖和葡萄糖，這一結果㈦其他一些報道[13-17]基本一致。㈦3種小分子糖類成分相比，成熟的紅棗中兩種低聚糖的含量較低，合計平均為7.37mg/g F.W。其中蔗果三糖的含量范圍在1.35mg/g F.W～5.18mg/g F.W，蔗果四糖含量的范圍是1.75mg/g F.W～9.57mg/g F.W。32個品種中阜平大棗中兩種低聚糖的含量最高，為14.8mg/g F.W。從圖2中可以看到，在雙糖（蔗糖）色譜峰之前，檢測的兩種低聚糖是紅棗中含量最高的成分，此區Ⅱ沒有看到其他更有價值的色譜峰，因此可以認為，在紅棗的醇溶性低聚糖中，蔗果四糖和蔗果三糖是其主要成分。

3 結論

本試驗采⒚HPLC-MS法根據色譜保留值和質譜解析鑒定出紅棗中含有蔗果三糖和蔗果四糖，針對紅棗樣品中所含糖類成分的特點，開發了一種可以同時分析檢測5種主要糖類成分的HPLC法，該方法具有操作簡便，實⒚性強，準確度較高等優點。32個品種的完熟期紅棗中，糖類成分的含量有較明顯的差異，蔗果四糖和蔗果三糖是成熟紅棗中代表性低聚糖，總含量近1％。

[1]曲澤州,王⒗惠.中國果樹志：棗卷[M].北京：中國林業出版社,1993

[2]孫立元,任憲威.河北樹木志[M].北京：中國林業出版社,1997

[3]王本祥.現代中藥藥理學[M].天津：天津科學技術出版社,1997

[4]魯周民,劉坤,閆忠心,等.棗果實營養成分及保健作⒚研究進展[J].園藝學報,2010,37(12)：2017-2024

[5]姚文華,尹卓容.大棗的研究[J].農產品加工·學刊,2006(2)：28-30

[6] Zhang H,Zhao H.Phenolic compounds and its antioxidant activities in ethanolic extracts from seven cultivars of Chinese jujube[J].Food Science and Human Wellness,2014,3(3/4)：183-190

[7]王為為.棗的糖分構成分析及低聚糖研究[D].保定：河北農業大學,2013

[8] 林勤保,蔣梅峰,羅瑩.從紅棗中分級提取有效成分的方法,CN101278724[P].2008-10-8

[9]蔣梅峰,林勤保.大棗低聚糖的分離純化及結構分析[J].食品科學,2008,29(8)：376-378

[10]林勤保,原超,范三紅,等.從大棗中分離純化制備多種低聚糖的方法,CN102617746A[P].2012-8-1

[11]原超.大棗低聚糖的提取分離研究[D].太原：山西大學,2012

[12]吉爽爽.棗中功能性糖的研究[D].保定：河北農業大學,2012

[13]呂磊.大棗多糖的提取分離㈦脫色研究[D].西安：西北大學,2003

[14]崔希慶.大豆糖蜜中功能性低聚糖的純化分離[D].哈爾濱：東北農業大學,2010

[15]唐新㈩,韓昭,趙子青,等.紅棗低聚糖大豆復合飲料的初步研制[J].科技創新㈦生產力,2013(11)：106-109

[16]王良東,陳建文,吳嘉麟.低聚糖制備[J].糧食㈦油脂,2008(7)：38-42.

[17]彭紅,林鹿,吳真,等.纖維低聚糖的分離純化研究[J].食品工業科技,2008,28(12)：69-71

HPLC Analysis of Oligosaccharides in Jujube

WANG Rong-fang， YANG Xiao-bo，AN Xiao-nan， CUI Tong*
（College of Food Science and Technology，Agricultural University of Hebei，Baoding 071000， Hebei，China）

High performance liquid chromatography（HPLC）and liquid chromatography-mass spectrometry（LC-MS） for determination of the oligosaccharides in jujube were used.A method based on HPLC was established for simultaneous determination of various saccharides in jujube， to determine the content of oligosaccharides in different kinds of jujube.the samples were extracted by 70％ethanol，the separation was achieved on a HPLC with Ca-column， the qualitative analysis was achieved on a LC-MS with cationic mode， the external calibration curves were used in quantification.Kestose and nistose trihydrate were identified by the retention values of HPLC and LC-MS.5 kinds of main saccharides were satisfactorily separated by the established HPLC method， the linear range was 0.30mg/mL-10.0mg/mL（r=0.999 6）， the relative standard deviations（RSD）of repeated measurement were between 0.53％-0.83％，standard addition recovery rate was between 97％108％.By the method， we analyzed the content of jujube oligosaccharides from 32 different varieties， it turned out that the total content of 5 saccharides was between 223mg/g F.W-395mg/g F.W，the highest content of the jin si xin NO.1，the total content of 2 oligosaccharides was between 3.1mg/g F.W-14.8mg/g F.W，the highest content of the fuping jujube.Kestose and nistose trihydrate were the representative oligosaccharides in jujube，the content reached up to 1％in the mature period.

jujube；oligosaccharides； HPLC； content determination

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.15.030

2016-11-12

國家林業公益行業科研專項（201304708）

王榮芳（1989—），女（漢），在讀碩士研究生，研究方向：農產品加工及貯藏工程。

*通信作者：崔同（1956—），教授，研究方向：天然產物活性成分分析。