基于高效液相色譜法測定水產品中甘氨酸甜菜堿

丁 源,邢家溧,,*,承 海,鄭睿行,徐曉蓉,丁超瓊,毛玲燕,沈 堅,嚴小軍,李和生,*

(1.寧波大學食品與藥學學院,浙江寧波 315211;2.寧波市食品檢驗檢測研究院,浙江寧波 315048;3.寧波大學海洋學院,浙江寧波 315211)

甘氨酸甜菜堿(Glycine betaine),即N,N,N-三甲基甘氨酸,屬季銨鹽類生物堿,是甜菜堿類物質的主要組成之一[1,2],在水生無脊椎動物的肌肉及腺體等組織中廣泛存在,因可以呈現清快的甜味,可增強味覺的豐度和后味,是水產品主要的呈味物質之一[3]。受物種[4]、生長環境及食物鏈[5-6]、季節[7]等因素的綜合影響,甘氨酸甜菜堿等呈味物質在各類水產品中含量也不盡相同,這也是水產品具有不同鮮美風味的重要原因之一。對蟹類加工過程的研究還發現,甘氨酸甜菜堿是水煮液滋味的主要來源之一[8],這也表明在水產品加工制品中,甜菜堿類物質對于水產品最終風味的形成同樣具有重要意義。

目前,食品中甘氨酸甜菜堿檢測以雷氏鹽比色法為主[9-11],該方法雖操作簡單,但靈敏度較低,且易受樣品基質組成的影響,無法滿足在不同基質的食品中的檢測需求。比如蝦、蟹、貝類等水產品,基質組成復雜,膽堿、氧化三甲胺等季銨鹽類化合物含量較高,對檢測結果準確性易造成干擾,該方法應用于水產品檢測存在一定局限性[12]。而對水產品中該類物質的檢測也無標準方法可供參考。本文根據甘氨酸甜菜堿親水特性,基于高效液相色譜技術,優化建立一種水產品甜菜堿定量檢測方法,旨在進一步提升該類物質在水產品中檢測效能,并為深入開展水產品風味品質評價及新產品研發提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮活花蛤、長毛對蝦和梭子蟹 購于寧波市路林水產批發市場;95%甲醇溶液(分析純) 國藥集團化學試劑有限公司;乙腈(色譜純) 國藥集團化學試劑有限公司;甘氨酸甜菜堿標準品(純度≥98%) 北京索萊寶科技有限公司。

Waters e2695高效液相色譜儀 美國沃特世公司;BEH HILIC色譜柱(4.6 mm×150 mm,2.5 μm)美國沃特世公司;Milli-Q Reference超純水儀 美國MILLIPORE公司;ME204E電子天平 瑞士METTLER TOLEDO公司;ST16高速離心機 賽默飛世爾科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 甘氨酸甜菜堿標準溶液的配制 準確稱取10 mg甘氨酸甜菜堿標準品(精確至0.01 mg),90%乙腈溶液溶解并準確定容至50 mL,制成甘氨酸甜菜堿(200 μg/mL)標準儲備溶液。取適量甘氨酸甜菜堿標準儲備溶液,90%乙腈溶液梯度稀釋,制成質量濃度分別為15、20、30、60、100、200 μg/mL的標準曲線系列工作溶液,4 ℃保存備用。

1.2.2 樣品前處理 分別取花蛤、長毛對蝦、梭子蟹鮮活樣品,冰純水清洗,去殼及內臟,取可食肌肉組織,研砵研磨后,12000 r/min超聲均質2 min,制成樣品勻漿,-20 ℃保存。

準確稱取待檢勻漿樣品0.5 g于50 mL離心管中,加入10 mL 95%甲醇溶液,渦旋震蕩30 min,4000 r/min離心5 min,上清液經雙層濾紙過濾并收集。沉淀加入10 mL 95%甲醇溶液重懸混勻,重復上述操作2次,合并濾液,并用95%甲醇溶液定容至30 mL。取5 mL濾液,氮吹濃縮至近干后,乙腈溶解并定容至2 mL,經0.22 μm濾膜過濾,濾液待上機測定。

1.2.3 高效液相色譜條件 高效液相色譜柱:BEH HILIC(4.6 mm×150 mm,2.5 μm);柱溫:25 ℃;流動相:水∶乙腈(V∶V)=20∶80,等度洗脫;流動相流速:0.7 mL/min;進樣體積:10 μL;檢測波長:195 nm。

1.3 標準工作曲線繪制

將甘氨酸甜菜堿標準曲線工作液按色譜優化條件依次上機測定,記錄色譜峰面積,以峰面積為縱坐標,以標準工作液質量濃度為橫坐標,采用線性方程擬合和繪制標準曲線,并根據標樣檢測結果及設備信噪比,考察方法檢出限和定量限。

1.4 準確度及精密度實驗

取梭子蟹均質樣品測定目標物本底值。以此本底值為參考,取相同樣品按照半量水平、等量水平及單倍量水平添加甘氨酸甜菜堿標準品,采用1.2.3優化色譜條件上機檢測,每個加標水平重復檢測6次,分別計算回收率及相對標準偏差(RSD)。

1.5 數據處理

色譜結果分析采用Waters-Empower軟件,數據處理和分析采用Origin Lab Origin V 8.0分析軟件。

2 結果與討論

2.1 色譜條件的優化

根據甘氨酸甜菜堿極性與親水性的特征,借鑒既往研究經驗[13],選用HILIC親水作用色譜柱,應用紫外法檢測樣本中目標物甘氨酸甜菜堿含量。親水作用色譜多以甲醇或乙腈作為流動相。對比實驗表明以甲醇為流動相,會造成HILIC柱保留能力下降,因此本方法中使用乙腈作為流動相。對流動相構成比例進行優化篩選,結果表明,隨著流動相中水相比例降低,甘氨酸甜菜堿出峰時間延遲,基線不穩定且峰型較差,當乙腈∶水達到90∶10時,目標物未出色譜峰(圖1),由此本方法選用的優化流動相組成為乙腈∶水為80∶20。

圖1 不同流動相比例下甘氨酸甜菜堿色譜圖

2.2 線性關系與檢出限

在優化的色譜條件下,取甘氨酸甜菜堿標準工作溶液依次進樣檢測,所得色譜圖如圖2所示。以標準工作溶液質量濃度為橫坐標,以峰面積為縱坐標,繪制標準曲線(見圖3),可見在15～200 μg/mL濃度范圍兩者之間具有良好的線性關系,獲得線性方程Y=2.45×103X-2.19×102(R2=0.9999)。

圖2 甘氨酸甜菜堿標準溶液色譜圖

圖3 甘氨酸甜菜堿的標準曲線

采用GB/T27417-2017中信噪比評估法,對本方法檢出限進行考察。以噪信比S/N為3計,甘氨酸甜菜堿檢出限為5.12 μg/mL,以噪信比S/N為10計,定量限為12.00 μg/mL。

2.3 準確度及精密度分析

以梭子蟹樣品甘氨酸甜菜堿本底值為參考,制備三水平(半量、等量、加倍)加標樣,采用本方法進行回收實驗,檢測及分析結果見表1,三水平平均加標回收率在96.5%～97.7%之間,RSD分別為1.3%、2.2%和1.0%,符合GB/T 27404-2008的要求,表明本方法具有較高的準確度和可重復性。

表1 梭子蟹中甘氨酸甜菜堿回收率分析(n=6)Table 1 The recovery rate of glycine betaine in swimming crab(n=6)

2.4 水產品實樣檢測

采用本文所建立方法,對花蛤、對蝦、梭子蟹三種水產品肌肉組織匯總甘氨酸甜菜堿定量檢測。樣品色譜圖見圖4～圖6,甘氨酸甜菜堿在8.5 min左右出峰穩定,受雜峰干擾小,保留時間RSD<0.2%。定量結果如表2所示,三類水產品檢測結果相對標準偏差在0.5%～1.8%,具有較高的穩定性。

圖4 梭子蟹樣品中甘氨酸甜菜堿色譜圖

圖5 對蝦樣品中甘氨酸甜菜堿色譜圖

圖6 花蛤樣品中甘氨酸甜菜堿色譜圖

表2 樣品中甘氨酸甜菜堿含量測定Table 2 Content of glycine betaine in

3 結論

本文建立了基于HPLC的水產品中甘氨酸甜菜堿檢測方法,在15～200 μg/mL濃度范圍內,線性關系良好,方法檢出限為5.12 μg/mL,定量限為12.00 μg/mL,平均回收率在96.5%～97.7%,相對標準偏差(RSD)為1.0%～2.2%。在三類水產品實樣測定中,梭子蟹、對蝦、花蛤所含甘氨酸甜菜堿分別為0.435、1.685和4.384 mg/g,相對標準偏差分別為0.5%、0.5%及1.8%。該方法操作簡單,靈敏度高,線性范圍寬,可作為水產品中甘氨酸甜菜堿含量檢測的可靠技術手段,對進一步研究水產品風味品質特征及工藝技術研發具有實用價值。