固态食品中6种稀有糖的同时测定

王中泰

      

高效液相色谱

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蒸发光散射检测法同时测定固态食品中

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种稀有糖

      

前言

糖(sugar)主要由C、H、O 3种元素组成,是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称,被广泛应用于食品甜味剂来提升甜度和风味。目前,市场上常见的甜味剂为蔗糖、葡萄糖和人工甜味剂等。然而过量摄入甜味剂会引发多种健康问题,例如2型糖尿病、肥胖症和心血管疾病。而且人工甜味剂的安全性目前存在一定争议。因此,为了减少糖和人工甜味剂的消耗,稀有糖得到越来越多的关注。

      

稀有糖被定义为自然界中少量存在的单糖及其衍生物。大量研究报道了稀有糖的有益功能,例如不引起龋齿、减轻体重、控制血糖等。近年来,赤藓糖醇和甘露糖醇在全球范围内代糖销售市场火热,阿洛酮糖和塔格糖作为新型糖类成为最有前途的蔗糖替代品,异麦芽酮糖和海藻糖是广泛研究的稀有二糖,国外相关机构已将这6种稀有糖视为功能性甜味剂,允许加入食品中。然而,以下原因造成了稀有糖的食品安全问题:

      

(1)食品添加剂联合专家委员会、美国食品药品监督管理局、欧盟和澳新食品标准局都未指定这6种稀有糖每日可接受摄入量(ADI)。

      

(2)需要大量添加或复合添加稀有糖才能达到一定的甜度,这可能会引发过量食用稀有糖导致胃肠道反应(如腹泻、饱胀)并扰乱血糖水平。部分食品厂商用廉价或无营养价值的非糖类物质(玉米淀粉、麦芽糊精等)或含有杂质的低质量工业糖来掺假添加,夸大宣传其功效来误导消费者购买。

      

(3)这6种稀有糖同时检测的方法尚未成熟。因此,为了安全合理地使用稀有糖,亟须开发一种高效、灵敏,且可以同时检测分析食品中6种稀有糖的检测方法。

      

常见的糖类分析检测方法有气相色谱法(GC)、气相色谱-质谱法(GC-MS)、毛细管电泳法(CE)、高效阴离子交换色谱-脉冲安培检测法(HPAEC-PAD)和高效液相色谱(HPLC)联用不同检测器的方法,如质谱(MS)、紫外检测器(UV)、示差折光检测器(RI)、蒸发光散射检测器(ELSD)。GC和GC-MS需要衍生化,步骤复杂、耗时。CE可以快速分析塔格糖,然而没有关于其他稀有糖的检测报道。HPAEC-PAD使用氢氧化物水溶液作为流动相会引起稳定性问题。此外,基于HPLC分离系统,MS仪器昂贵,前处理涉及复杂的衍生化过程。由于糖类无发色团,UV分析受到限制。相比之下,RI和ELSD已被广泛应用于分析食品中的糖,无需衍生化即可进行快速分析。然而,RI检测器不兼容梯度洗脱,灵敏度易受温度影响。ELSD不存在上述这些情况,要求流动相必须有良好的挥发性。目前,尚无采用HPLC-ELSD对6种稀有糖进行同时检测的相关报道。

      

因此,在这项研究中,开发了一种新颖的HPLC-ELSD方法,经过方法优化可以在25 min内快速同时准确定性定量分离固态食品中6种稀有糖,也为我国食品中制定稀有糖检测方法标准和限量标准提供技术支持。

      

1 溶液配制

标准储备液:分别准确称取各种稀有糖标准品各0.1 g(精确至0.0001 g)于10 mL容量瓶中,用超纯水定容至刻度,配合超声加速溶解,配制成各质量浓度为10 mg/mL的标准储备液;分别吸取阿洛酮糖、塔格糖、赤藓糖醇200 μL,甘露糖醇300 μL,异麦芽酮糖、海藻糖600 μL于10 mL容量瓶中,用超纯水定容至刻度,转移至10 mL棕色进样瓶中,得到含有不同浓度的混合标准储备液,密封后置于4 ℃冰箱中保存备用。

      

标准工作液:用超纯水将混合标准储备液逐级稀释配制成质量浓度分别为0.03、0.06、0.08、0.10、0.12、0.15、0.20 mg/mL的6种稀有糖的混合标准工作液。

乙酸锌溶液(0.219 g/mL):称取乙酸锌21.9 g,加冰醋酸3 mL,加水溶解并稀释至100 mL。

      

亚铁氰化钾溶液(0.106 g/mL):称取亚铁氰化钾10.6 g,加水溶解并稀释至100 mL。

      

2 样品前处理

称取0.5 g样品至50 mL螺口尖底离心管中,加入25 mL水(样品处理用水为一级水),振荡涡旋10 min,分别加入200 μL的乙酸锌溶液和200 μL的亚铁氰化钾溶液,用水定容至刻度,充分摇匀,4500 r/min离心10 min,移取上清液1 mL,过0.22 μm水相滤膜,待HPLC-ELSD分析。

      

3 分析条件

色谱条件:Zorbax Original NH2色谱柱(250 mm×4.6 mm, 5 μm,美国Agilent公司);柱温为35 ℃;流动相:乙腈-水(80∶20, v/v);进样体积20 μL;流速梯度洗脱程序:0~15 min, 1.0 mL/min; 15~18 min, 1.0~2.0 mL/min;18~25 min, 2.0 mL/min; 15~25 min, 2.0 mL/min。

      

ELSD条件:漂移管温度为50 ℃,雾化器流速为1.0 mL/min(载气为高纯氮),载气压力为275.79 kPa,增益值为3。

      

4、数据处理

采用SPSS 25统计软件进行相关性分析和数据处理,采用Origin 2022b和Microsoft Excel进行图表绘制。

      

结论

本研究成功建立了一种能够在25 min内完全分离6种稀有糖的HPLC-ELSD方法。通过对实际样品的检测分析,发现固态食品标签中声明的稀有糖与实际成分基本一致。然而,部分固态食品中的稀有糖含量超过10%,食用后可能导致胃肠道反应。因此,我们建议在商品标签中明确标示稀有糖的含量及可能出现的健康问题,从而向消费者提供准确的信息去选择合适的商品。该方法为固态食品中稀有糖的准确分析提供了可靠的手段,也为糖类食品的质量控制和安全评价提供了科学依据。

1.宁波大学食品与药学学院, 浙江宁波 315211

2.宁波市产品食品质量检验研究院(宁波市纤维检验所), 浙江 宁波 315048

文章信息

色谱, 2023, 41(9): 781-788

DOI:10.3724/SP.J.1123.2023.02014