果葡糖浆中干物质含量检测方法研究

王 娣，毛 琏，王 红，田丽娜，张兰天

（河北省食品检验研究院，河北省食品安全重点实验室，河北石家庄050091）

果葡糖浆中干物质含量检测方法研究

王 娣，毛 琏，王 红，田丽娜，张兰天*

（河北省食品检验研究院，河北省食品安全重点实验室，河北石家庄050091）

采用四种方法（折光法、直接干燥法、减压干燥法、卡尔·费休法）检测了果葡糖浆样品中干物质的含量，讨论了上述方法的适用性、准确性和回收率。结果表明：折光法的回收率为95.95%，卡尔·费休法的回收率为98.83%，直接干燥法（105℃、16h、添加海砂）的回收率为99.41%。卡尔·费休法和直接干燥法（105℃、16h、添加海砂）的线性拟合曲线分别为y=0.991x+1.073、y=0.947x+3.932，相关系数分别为0.9998、0.9999。卡尔·费休法和直接干燥法（105℃、16h、添加海砂）测定果葡糖浆中干物质的含量准确可行，能够有效替代折光法；减压干燥法（80℃，真空）不适合检测果葡糖浆中干物质含量。

检测方法，干物质含量，果葡糖浆，折光法，直接干燥法，减压干燥法，卡尔·费休法

果葡糖浆（high fructose syrup，HFCS）是由植物淀粉水解和异构化制成的淀粉糖，在食品中作为甜味剂、保湿剂。果葡糖浆具有协同增效、冷甜爽口、抗结晶性、保湿性、抗龋齿性等特性，在饮料、糖果、烘焙、酿造、乳制品、冷冻饮品等食品行业中广泛应用［1-4］。折光法是测定果葡糖浆中干物质含量的国家标准方法［5］，原理是利用折光仪测定试样的折射率，通过查表得到干物质含量。该方法对试样温度要求苛刻，为20℃或45℃，而国内大部分数显的阿贝折射仪无法连接恒温水浴，恒温无法保证；查表时须已知试样中果糖和葡萄糖的比例，即试样的类型（F42、F55），对于未知比例的果葡糖浆、或非上述比例的果葡糖浆则无法利用折光法测定干物质的含量。

卡尔·费休法测定果葡糖浆中的水分［6］相关文献中采用的溶剂为甲醇和甲酰胺1∶1溶液，用100%减去所得水分含量即为干物质的含量。该方法无需已知试样中果糖和葡萄糖的比例，室温检测。该方法需要稳定的卡尔·费休试剂及密封性强的卡尔·费休测定仪。

同样是甜味剂和保湿剂的山梨糖醇液、麦芽糖醇液的干物质检测方法在国家标准中采用卡尔·费休法和重量法［7-8］，卡尔·费休法中溶剂为甲醇，重量法中山梨糖醇液的条件为（130±2）℃，干燥4h；麦芽糖醇和麦芽糖醇液的条件为（105±2）℃，干燥5h。食品检验应用最为广泛的水分检测方法国家标准GB 5009.3-2010《食品安全国家标准食品中水分的测定》［9］中，有三种方法适用于果葡糖浆中水分的测定：直接干燥法［（101～105）℃，加海砂，至恒重］、减压干燥法［（60±5）℃，抽真空，至恒重］和卡尔·费休法；主要成分为淀粉糖的糖果水分的检测采用的是减压干燥法［（80±2）℃，真空度达0.09MPa，至恒重］。

果葡糖浆的干物质含量是评价果葡糖浆品质优劣的重要理化指标，其数据的准确与否会影响到果葡糖浆其他指标色度、透射比的检测。本文利用四种方法对干物质≥63.0%和干物质≥71.0%的两个果葡糖浆样品进行检测，采用直接干燥法、减压干燥法，并添加海砂加热和不添加海砂加热进行比对实验，并且对干燥法的条件进行对比和优化：设定加热时间分别为4、6、16h，加热温度为80、105、130℃，从而确定干燥法的最适温度、时间以及海砂的添加与否；将直接干燥法、减压干燥法、折光法三种方法所得数据与折光法进行对比，确定各个方法的适用性。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

果葡糖浆样品（F42，干物质≥63%）、果葡糖浆样品（F42，干物质≥71%） 河北邢台平安糖业有限公司；卡尔·费休试剂 SIGMA；色谱纯无水甲醇 赛默飞世科技（中国）有限公司；5m L注射器 江西洪达医疗器械集体有限公司；25μL微量进样器 上海安亭微量进样器厂；海砂 国药集团化学试剂有限公司；蒸馏水 屈臣氏。

890型卡尔·费休水分自动测定仪 瑞士万通；AL204型电子天平 METTLER；101－3AB型电热恒温干燥箱、DZ-2BC型真空干燥箱（配有真空泵） 天津市泰斯特仪器有限公司；2WAJ型阿贝折射仪 上海光学仪器五厂；HH-601超级恒温水浴 江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 折光法 将阿贝折射仪与恒温水浴锅连接，调整恒温水浴锅、试样至20℃，用蒸馏水校正阿贝折射仪的折光指数为1.3330，将试样滴在干净的棱镜面上，闭合棱镜。调节棱镜的螺旋即补偿器旋钮，使视野中明暗分界线清晰，读取试样的折光率［10］，查GB/T 20882-2007标准中的附录A表得到干物质的含量。每个试样测量6次。

1.2.2 卡尔·费休法 将卡尔·费休水分自动测定仪设置为标定模式，达到漂移平衡状态（漂移值小于20μL/m in）后，用微量注射器差量法称取10μL蒸馏水注射于滴定杯中，测得滴定度。标定5次后，仪器自动选取平均值为滴定度。将卡尔·费休水分自动测定仪设置为测量试样模式，到漂移平衡状态（漂移值为小于20μL/m in）后，用注射器差量法称取约0.15g试样质量，注射于滴定杯中，测得水分含量，干物质含量为100%减去水分含量。每个试样测量6次。

1.2.3 直接干燥法（105℃） 取12只洁净的称量瓶（其中的6只加入10g左右海砂及一根小玻璃棒），置于105℃干燥箱中干燥3h后取出，放于干燥器内冷却1h后称量，记作m1。精确称取12份干物质≥63%的果葡糖浆1g，分别放于上述12只称量瓶中，称量，记作m2。用玻璃棒将试样和海砂搅拌均匀后，置于105℃电热恒温干燥箱中4h取出，放入干燥器内冷却1h后称量，记作m3。然后继续加热2h后取出，冷却后称量。再加热10h后取出，冷却后称量。干物质≥71%的果葡糖浆试样同步进行以上操作。果葡糖浆干物质含量（X）的计算公式如下：

1.2.4 直接干燥法 实验过程及结果计算同1.2.3，其中电热恒温干燥箱的温度调为130℃。

1.2.5 减压干燥法 实验过程及结果计算同1.2.3，其中仪器设备为真空干燥箱，加热温度80℃，抽真空。

1.2.6 加标回收率 将以上实验数据进行统计分析后，选取合适的实验方法检测试样中水分的加标回收率。

做加标回收率的试样为干物质≥63%的果葡糖浆，精确称取样品50.2771g，加入蒸馏水后称重为54.2435g，水分添加量为3.9664g。实验过程及加标后样品中水分含量结果计算同1.2.1～1.2.5，其中，水分含量为1－干物质含量。

回收率计算公式：

式中：X′n为做加标回收率的试样所测水分含量，g/100g；Xn为原试样用相同的实验条件所测水分含量，g/100g。

2 结果与分析

2.1 四种方法的实验数据

本实验对两个果葡糖浆试样用折光法和卡尔·费休法分别进行检测，用直接干燥法（包括105℃和130℃两种干燥温度）和减压干燥法进行干物质含量的检测，以上实验重复6次。

分析表1数据，参照GB 28307-2012《食品安全国家标准食品添加剂麦芽糖醇和麦芽糖醇液》标准对水分实验结果精密度的评定依据：测定结果的绝对差值与算术平均值的比值不大于1%，可见表1中与折光法绝对偏差范围符合以上规定的实验方法分别是卡尔·费休法、直接干燥法（105℃、16h）、直接干燥法（105℃、16h添加海砂）和直接干燥法（130℃、4h）。这五种检验方法的变异系数远远小于《实验室质量控制规范食品理化检测》［11］对重复性实验精密度的要求。

2.2 直接干燥法中添加海砂条件的分析

分析干燥法中添加海砂和不添加海砂两种条件的差异，样1为干物质≥63%的试样，样2为干物质≥71%的试样，将两个试样所测干物质含量数据统计如图1。

由图1可知，样1和样2随着条件的改变干物质含量变化趋势相同，干燥法所测数据不受干物质含量高低影响；随着加热时间的增长，干物质含量越来越低，并且130℃加热条件下干物质降低幅度高于105℃加热条件；添加海砂测得干物质含量比不添加海砂低，加热时间为4h时差距最为明显，随着加热时间的增长，添加海砂与不添加海砂的影响趋于缓慢，直至所测干物质数据相同。

表1 四种方法测定果葡糖浆干物质含量Table 1 Dry matter content of high fructose syrup detected by four methods

图1 干燥法添加海砂与不添加海砂干物质含量对比Fig.1 Comparison the drymatter contentbetween adding sea sand drying and notadding sea sand

2.3 回收率实验

对折光法、卡尔·费休法、直接干燥法（105℃、16h）、直接干燥法（105℃、16h、添加海砂）和直接干燥法（130℃、4h）五种实验方法进行水分加标回收率的检测，重复6次，计算测定结果如表2所示。

表2 五种方法的加标回收率Table 2 Standard addition recovery rate of five methods

分析表2数据，五种实验方法的变异系数满足重复性实验精密度的要求；折光法、卡尔·费休法和直接干燥法（105℃、16h、添加海砂）三种检验方法的水分加标回收率满足《实验室质量控制规范食品理化检测》对回收率的95%～105%的要求。

2.4 方法差异性及拟合曲线分析

收集三个样品（干物质≥63.0%、干物质≥71.0%及加标的果葡糖浆试样）。用以上五种方法所测干物质数据，将卡尔·费休法、直接干燥法（105℃、16h）、直接干燥法（105℃、16h、添加海砂）和直接干燥法（130℃、4h）与折光法所测数据进行统计学分析如表3所示。

表3 与折光法比较并线性关系拟合Table 3 Compared with the refraction method and lines fitting of a relationship

由表3可知，卡尔·费休法、直接干燥法（105℃、16h添加海砂）方法与折光法差异不显著，拟合曲线分别为y=0.991x+1.073、y=0.947x+3.932，拟合相关系数分别为0.9998、0.9999；直接干燥法（130℃、4h）与折光法的差异极显著；直接干燥法（105℃、16h）与折光法虽然差异不显著，结合表2回收率的评定，直接干燥法（105℃、16h）不能代替折光法检测果葡糖浆中干物质（固形物）含量。

3 结论与讨论

3.1 卡尔·费休法测定两个果葡糖浆试样中的干物质的含量与折光法的绝对偏差分别为0.65%、0.66%，卡尔·费休法测得加标回收率为98.83%，折光法测得加标回收率为95.95%，卡尔·费休法与折光法测定干物质的含量的线性拟合关系公式为y=0.991x+1.073。卡尔·费休法实验操作简单，无需查表、无需恒温、无需提供样品的类型（F42、F55），可测果糖和葡萄糖任意比例的果葡糖浆，该方法测定果葡糖浆中的干物质的含量准确可行，是有效的替代折光法的检测方法。

3.2 直接干燥法（105℃、16h、添加海砂）测定两个果葡糖浆试样中的干物质的含量与折光法的绝对偏差分别为0.91%、0.17%，直接干燥法（105℃、16h添加海砂）测得加标回收率为99.41%，与折光法测定干物质的含量的线性拟合关系公式为y=0.947x+3.932。直接干燥法（105℃、16h、添加海砂）可替代折光法。该方法的不足之处表现在以下两个方面：实验时间较长，样品加热需要16h，不利于企业生产过程中的现场质量控制；因果葡糖浆样品的特殊性，实验过程中加热温度及加热时间必须严格控制。

3.3 果葡糖浆无法在减压的条件下膨化，减压干燥法尽管避免了试样在加热过程中焦糊，却不能将试样中水分全部烘出，减压干燥法不适合检测果葡糖浆中干物质含量，至于减压温度大于80℃并抽至真空，是否满足测定果葡糖浆试样中的干物质的含量的要求，需进一步进行实验验证。

综上所述，通过直接干燥法、减压干燥法、卡尔·费休法和折光法四种方法对果葡糖浆中干物质含量进行测定，并将直接干燥法、减压干燥法、卡尔·费休法三种方法所测数据与折光法进行对比，最终得到最佳替代折光法的方法为卡尔·费休法。卡尔·费休法在卡尔·费休水分自动测定仪及稳定的SIGMA卡尔·费休试剂的条件下，是优于折光法测定果葡糖浆中干物质含量的检验方法。直接干燥法（105℃、16h、添加海砂）也可用于测定果葡糖浆中的干物质的含量。

［1］包志华.果葡糖浆贮存期间各项指标变化的研究［J］.食品工业，2011（7）：58-60.

［2］刘鸿楠.果葡糖浆市场分析及发展策略［J］.粮食与食品工业，2009，16（1）：32-38.

［3］杨海军.果葡糖浆的特性及应用［J］.食品科学，2002，23（2）：154-156.

［4］Lakshminarayan SM，Rathinam V，KrishnaRau L.Effect of maltodextrin and emulsifiers on the viscosity of cake batter and on the quality of cakes［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，2006，86（5）：706-712.

［5］国家质量监督检验检疫总局.GB/T 20882-2007果葡糖浆［S］.北京：中国标准出版社，2007.

［6］陈秀明.卡尔费休法测定葡萄糖浆中的水分［J］.现代测量与实验室管理，2012，20（4）：13-14.

［7］国家质量监督检验检疫总局.GB 7658-2005食品添加剂山梨糖醇液［S］.2005.

［8］中华人民共和国卫生部.GB 28307-2012食品安全国家标准食品添加剂麦芽糖醇和麦芽糖醇液［S］.2012.

［9］中华人民共和国卫生部.GB 5009.3-2010食品安全国家标准食品中水分的测定［S］.2010.

［10］国家质量监督检验检疫总局.GB/T 20885-2007葡萄糖浆［S］.北京：中国标准出版社，2007.

［11］国家质量监督检验检疫总局.GB/T 27404-2008实验室质量控制规范食品理化检测［S］.北京：中国标准出版社，2008.

Study on the detection methods of the content of dry matter in high fructose syrup

WANG Di，MAO Lian，WANG Hong，TIAN Li-na，ZHANG Lan-tian*
（Hebei Food Inspection and Research Institute，Hebei Food Safety Key Laboratory，Shijiazhuang 050091，China）

Four methods，including refractive method，direct drying method，decompression drying method and Karl fischer method，were used for detecting the content of dry matter in high fructose syrup，and the suitability，accuracy and recovery were discussed.The results showed that the recovery rate of d ry matter content for direct drying method（105℃，16h，add ing the sand）was best，the data was 99.41%.Karl Fischer method and refractive method were 98.83%，95.95%，respectively.The linear equations for Karl Fischer method and direct drying method were y=0.991x+1.073 and y=0.947x+3.932，and the correlation coefficients were 0.9998 and 0.9999 respectively.In conclusion，Karl Fischer method and direct drying method could be effective and alternative for refraction，and decompression drying method（80℃，racuum）was unsuitable for detection dry matter content in high fructose syrup.

detection method；d ry matter content；high fructose syrup；refractive method；direct drying method；decompression drying method；Karl Fischer method

TS247

A

1002-0306（2015）08-0078-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.08.007

2014－06－18

王娣（1979-），女，在读硕士研究生，工程师，主要从事食品理化检测及科研方面的工作。

*通讯作者：张兰天（1977-），女，博士，高级工程师，主要从事食品安全风险评估及研判方面的工作。

河北省科技计划项目（12275535，14455507D）。