示差折光高效液相色譜法測定無糖食品中的異麥芽酮糖醇

(上海市質量監督檢驗技術研究院，上海 200233)

隨著食品工業的快速發展，以及人們對低熱量和無糖食品的青睞。功能糖醇在食品領域的應用得到了迅猛的發展，目前市場上非常流行的含有功能糖醇無糖飲料、無糖糖果以及無糖糕點等，深受廣大消費者喜愛。異麥芽酮糖醇是近年來國際上新型的功能糖醇，它作為蔗糖的替代品，由于其良好的理化性質、功能特點及口感，在無糖食品領域得到廣泛的應用[1,2]。

異麥芽酮糖醇(Isomalt)又名帕拉金糖醇(Palatinitol)，亦稱為益壽糖，由蔗糖用酶法轉化為異麥芽酮糖后，經催化加氫而得的α-D-呋喃葡糖基-1，6-D-山梨糖醇和α-D-呋喃葡糖基-1，1-D-甘露糖醇混合物[3]。異麥芽酮糖醇化學性質極其穩定，不易吸濕，也不會發粘，在長時間高溫時，其結構也不會改變[4,5]。如果將其晶體加熱到熔點或將其水溶液加熱到沸點以上，也觀察不到其分子結構有所變化。具有分散性好，不粘結，易于包裝、運輸等特點。異麥芽酮糖醇味道溫和，是一種新興的食品添加劑，可為食品增加甜味和晶體結構。科學家和營養學家們發現，人體以及體內微生物對異麥芽酮糖醇的應答有許多方式，例如飽腹感、低胰島素血反應、低消化性、低血糖反應、產生斷鏈脂肪酸和益生菌等等[6-8]。食用異麥芽酮糖醇具有飽腹感，代謝沒有負擔，可減少高熱量食物的攝入等優點，還具有降低能量值和維持血糖穩定的作用，作為糖的替代品，適量的攝入不但能夠很好的控制體重遠離肥胖，而且還可以降低一些疾病的發生，例如冠心病、糖尿病、高血糖等等[9,10]。異麥芽酮糖醇具有和其他食用糖醇(山梨醇、麥芽糖醇、木糖醇等)相類似的性質，如純正的甜味、低熱值、防齲齒糖尿病人可食用等[11,12]。異麥芽酮糖醇也具有很好的食品安全性，通過對其急性和亞慢性毒性研究，結果表明沒有毒性和致癌性，也未見有致突變性及致畸性[13]。因此作為一種糖的代替品，異麥芽酮糖醇有著廣闊的應用前景[14]。

目前針對異麥芽酮糖醇的研究，更多的是對其理化性質、制備工藝、產品用途以及食用是否健康安全方面做了大量的探索[15-21]。國內對于無糖食品中異麥芽酮糖醇的檢測方法鮮有報道。因此，本實驗建立了高效液相色譜通過示差折光檢測器測定無糖食品中的異麥芽酮糖醇含量的方法，本方法可實現對無糖飲料、無糖糖果以及無糖糕點中異麥芽酮糖醇含量的分析測定。此方法靈敏度高、穩定性好，測定結果準確。

1 實驗方法

1.1 儀器和試劑

Waters高效液相色譜儀(配備示差檢測器)；萬分位電子天平；超聲波清洗器；渦旋混合器；離心機。

異麥芽酮糖醇標準品(純度99%)；赤蘚糖醇、木糖醇、山梨糖醇、麥芽糖醇標準品(純度>98%，)；亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、三氯乙酸(優級純)；乙腈(色譜純)；三乙胺。

本實驗所檢測的樣品均從超市購買。

1.2 溶液的配制

乙酸鋅溶液：準確稱取21.9g乙酸鋅，加入冰乙酸3 mL，加水定容至100mL，溶解并混勻。

亞鐵氰化鉀溶液：準確稱取10.9g亞鐵氰化鉀，加水定容至100mL，溶解并混勻。

三氯乙酸溶液：準確稱取10 g三氯乙酸，加水定容至100 mL，溶解并混勻。

異麥芽酮糖醇標準儲備液(50 mg/mL)：稱取5.000 g(精確到0.001 g)異麥芽酮糖醇于100 mL容量瓶中，用水溶解并定容到刻度，4℃冰箱中可以保存2周。異麥芽酮糖醇標準工作液：分別吸取0.02 mL、0.04 mL、0.10 mL、0.20 mL、0.40 mL、1.0 mL、2 mL、4 mL異麥芽酮糖醇標準中間液于10 mL容量瓶中，用水定容至刻度，相當于0.1 mg/mL、0.2 mg/mL、0.5 mg/mL、1.0 mg/mL、2.0 mg/mL、5.0 mg/mL、10 mg/mL、20 mg/mL濃度標準溶液。

1.3 樣品前處理

(1)無糖飲料

稱取混合均勻的樣品2.5g(精確到0.001 g)于50 mL具塞離心管中，加入30 mL水，渦旋1 min，下超聲30 min，用水定容到50 mL，渦旋1 min，過0.22 μm(PTFE)微孔濾膜至樣品瓶，供測定。

(2)無糖糖果

稱取混合均勻的樣品2.5 g(精確到0.001 g)于50 mL離心管中，加入30 mL水，渦旋1 min，室溫下超聲30 min，用水定容到50 mL，渦旋1 min，以9000 r/min離心2 min，過0.22 μm(PTFE)微孔濾膜至樣品瓶，供測定。

(3)無糖糕點

稱取混合均勻的樣品2.5 g(精確到0.001 g)于50 mL離心管中，加入30 mL水，渦旋1 min，室溫下超聲30 min，緩慢加入亞鐵氰化鉀溶液和乙酸鋅溶液各1 mL，加水定容至50 mL，渦旋1 min，以9000 r/min離心2 min，過0.22 μm(PTFE)微孔濾膜至樣品瓶，供測定。

2.2.3液相色譜分析條件

色譜柱為XBridge?BEH Amide 5 μm(4.6×250 mm)色譜柱，流動相A為乙腈-水-三乙胺(3∶1∶0.002,V/V/V)溶液，等度洗脫，流速為1.0 mL/min；進樣量為20 μL；柱溫為40℃；檢測器為示差折光檢測器。

2 結果與討論

2.1 色譜條件的優化

糖醇類易溶于水，因此前處理選擇用水提取異麥芽酮糖醇。本實驗采用XBridge?BEH Amide色譜柱對目標物進行分析，流動相中乙腈比例的多少直接影響分離效果，經多次試驗，確定選擇乙腈-水-三乙胺(3∶1∶0.002,v/v/v)溶液作為流動相，進行等度洗脫。在此條件下，異麥芽酮糖醇在14min左右出峰，其峰形較窄且具有很好的分離度，如圖1，不會受到其他無糖食品中常見糖醇的干擾(例：赤蘚糖醇、木糖醇、山梨糖醇、麥芽糖醇)，如圖2所示，該方法對異麥芽酮糖醇的選擇性很好。同時選擇基質比較復雜的無糖糕點進行加標試驗，如圖3所示。從圖譜中發現異麥芽酮糖醇具有很好的回收，該基質對異麥芽酮糖醇的分析檢測幾乎無影響，說明用該方法檢測無糖食品中的異麥芽酮糖醇是可行的。因此，本實驗以乙腈-水-三乙胺(3∶1∶0.002,v/v/v)溶液作為流動相。

圖1 異麥芽酮糖醇標準溶液色譜圖

圖2 其他常見糖醇混合標準溶液色譜圖

圖3 空白樣品和加標樣品的色譜圖

2.2 超聲時間的優化

考察了不同超聲時間對樣品中異麥芽酮糖醇提取效率的影響，選擇了相對復雜的無糖糕點作為基質，加入相同質量濃度的異麥芽酮糖醇標準溶液，分別選取了10 min、20 min和30 min作為低、中、高3個時間點。在相同條件下對異麥芽酮糖醇進行測定，結果如圖4所示，不同超聲時間異麥芽酮糖醇的提取率未發生明顯的變化，故選擇超聲時間20 min作為提取時間。

另外，本實驗還考察了超聲溫度對提取效率的影響。分別選取20℃、30℃、40℃這3個溫度點，在同樣的條件下對目標物進行測定，結果表明在這3種超聲溫度下，提取效率無明顯差異，均能滿足測定需求。因此，本實驗對超聲溫度不做特別要求。

2.3 沉淀方式的優化

對于基質復雜的無糖食品，由于樣品中含有難溶脂肪或者蛋白質等難以溶解的雜質，不能直接進樣分析，需要除去雜質后再進行后續分析檢測。基于此，實驗分別考察了乙酸鋅溶液和亞鐵氰化鉀溶液(1∶1；v：v)、乙腈、三氯乙酸這3種沉淀方式對于樣品中目標物提取效率的影響。稱取3份無糖糕點，分別加入相同濃度的異麥芽酮糖醇標準溶液，按照上述方法進行處理，分別用乙酸鋅溶液和亞鐵氰化鉀溶液、乙腈、三氯乙酸溶液作為沉淀劑，結果如圖5所示，表明采用乙酸鋅溶液和亞鐵氰化鉀溶液作為沉淀劑，異麥芽酮糖醇具有很好的回收率。因此，本實驗使用乙酸鋅溶液和亞鐵氰化鉀溶液作為無糖糕點中沉淀雜質的方式。

圖5 不同沉淀方式對異麥芽酮糖醇提取效率的影響

2.4 標準曲線與檢出限

用去離子水將異麥芽酮糖醇的標準中間液配制成質量濃度分別為0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0 mg/mL的系列標準工作液，按色譜條件對上述標準溶液進行測定，以峰面積對質量濃度作標準曲線，其中以對應的色譜峰面積為縱坐標Y，待測組分的質量濃度為橫坐標X，繪制標準工作曲線，經線性回歸后求得相關系數。根據檢出限的定義，以信噪比S/N=3為樣品的檢出限(LODS)，S/N=10為樣品的定量限(LOQS)，結果如表1所示。

表1 異麥芽酮糖醇的線性方程

2.5 方法回收和精密度試驗

選取3種有代表性的陰性空白樣品基質(無糖飲料、無糖糖果、無糖糕點)，分別按低、中、高3個加標水平(10 g/kg、20 g/kg、50 g/kg)進行添加，每個添加水平做6個平行試驗。然后在相同的處理和檢測條件下測定回收率，檢測結果如表2所示，加標回收率在93.0%～105.7%之間，相對標準偏差(RSD)小于3%。由此可見，本方法具有較高的準確性。

表2 異麥芽酮糖醇回收率和精密度實驗結果(n=6)

2.6 實際樣品的測定

利用本方法對國內市場上銷售的12份無糖食品進行檢測，測定結果中有1份無糖糖果樣品中異麥芽酮糖醇的含量為 93.2g/100g，其余樣品均未檢測到目標物。

3 結論

建立了高效液相色譜法通過示差折光檢測器檢測無糖食品中異麥芽酮糖醇含量的方法，該方法操作便捷，易于掌握，選擇性好，穩定性高，可以滿足食品生產企業質量控制和質檢部門進行市場監管的需求。