基于不同检测器高效液相色谱法测定食品中糖醇的研究

向 俊 王芳斌 荆辉华 唐万里 刘 赛

(湖南省食品质量监督检验研究院，湖南 长沙 410000)

糖醇具有甜度低、热值低以及可改善食品质构与口感的特点。山梨醇、木糖醇、麦芽糖醇分别是葡萄糖、木糖、麦芽糖的还原产物，3种糖醇对酸、热均有较高稳定性，不容易发生美拉德反应，成为了低热值食品甜味剂的理想选择，已广泛应用于食品工业中[1]。木糖醇作为一种天然植物甜味剂，具有一定的营养价值，也是人体糖类代谢的正常中间体，但摄入过多却容易伤肠胃，在欧美国家，含有木糖醇的食品，都会在标签上注明“过量摄取可能会导致腹泻”这样的消费提示。

目前报道的糖醇含量检测方法主要有离子色谱积分脉冲安培法[2-3]、气相色谱法[4-6]、气质联用法[7]和液相色谱法[8-11]等。高效液相色谱法因具有前处理方法简便、分析速度快、分离效能高、检测灵敏度高等优点，已广泛应用于糖醇类化合物的检测。其中，检测器是高效液相色谱的关键组成部分，检测器不同，检测原理不同，对检测同种物质的选择性和灵敏度就存在差异性。选择一种具有高选择性和高灵敏度的检测方法，检测食品中糖醇类化合物，对食品安全风险分析及监测提供精确数据有重要意义。

本研究拟采用水作溶剂直接提取样品中的糖醇，在相同的样品前处理条件下，分别用高效液相色谱法—示差折光检测法、高效液相色谱法—蒸发光散射检测法，同时测定口香糖和饮料中的木糖醇、山梨醇和麦芽糖醇。比较2种方法的灵敏度、线性相关性、回收率、精密度，旨在为满足日益严格的食品中糖醇类化合物检测要求，寻找和选择具有高选择性及高灵敏度的检测方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

口香糖、饮料：购于当地超市；

三氯乙酸：分析纯，天津市科密欧化学试剂公司；

碳酸钠：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

乙腈：色谱纯，安普实验科技上海有限公司；

木糖醇、山梨醇、麦芽糖醇标准品：安普实验科技上海有限公司；

试验中所用纯水均取自ZOOMAC纯水系统。

1.2 仪器与设备

高效液相色谱仪：安捷伦1260型，配示差折光检测器，美国安捷伦公司；

高效液相色谱仪：岛津LC-20AT型，配蒸发光散射检测器，日本岛津公司；

电子天平：AL204型，瑞士梅特勒-托利多公司；

电热恒温水浴锅：HH-S6型，北京科伟永兴仪器有限公司；

高速冷冻离心机：Neofuge 1600R型，上海力申科学仪器有限公司。

1.3 样品的提取和净化

(1) 口香糖：准确称取2 g搅拌均匀的口香糖样品，置于100 mL离心管中，加入50 mL水，混匀后置于80 ℃水浴锅中加热30 min，每隔10 min振荡混匀1次，取出冷却至室温，以9 000 r/min离心5 min，取8 mL上清液置于10 mL容量瓶中，以水定容，摇匀后用0.22 μm滤膜过滤。

(2) 饮料：准确称取10 g混匀后的饮料样品于50 mL容量瓶中，加水定容至50 mL，摇匀后用0.22 μm滤膜过滤。

1.4 仪器条件

(1) 高效液相色谱法—示差折光检测分离条件：检测器：示差折光检测器；检测色谱柱：氨基柱 (250 mm×4.6 mm×5 μm)；柱温：35 ℃；流速：1.0 mL/min；检测用流动相：乙腈+水(80∶20，体积比)等度洗脱；进样量：10 μL。

(2) 高效液相色谱法—蒸发光散射检测分离条件：检测器：蒸发光散射检测器；检测色谱柱：氨基柱 (250 mm×4.6 mm×5 μm)；柱温：35 ℃；流速：1.0 mL/min；漂移管温度：70 ℃；氮气压力：300 kPa；检测用流动相：乙腈+水(80∶20，体积比)等度洗脱；进样量：10 μL。

2 结果与分析

2.1 2种方法的标准曲线与定量参数

木糖醇、山梨醇和麦芽糖醇的高效液相色谱法—示差折光检测色谱图见图1，高效液相色谱法—蒸发光散射检测色谱图见图2。示差折光检测器中的仪器噪音较高，平稳性较差，基线波动较大，不利于低含量样品检测。而蒸发光散射检测器基线较平稳，目标物响应信号强度高于高效液相色谱法—示差折光检测法，采用高效液相色谱法—蒸发光散射检测木糖醇、山梨醇和麦芽糖醇3种糖醇的灵敏度、分离度优于高效液相色谱法—示差折光检测法。

图1 木糖醇、山梨醇和麦芽糖醇的高效液 相色谱法—示差折光检测色谱图

Figure 1 HPLC-DRID chromatogram of a mixed standard solution containing xylitol, sorbitol and maltitol

图2 木糖醇、山梨醇和麦芽糖醇的高效液 相色谱法—蒸发光散射检测色谱图

Figure 2 HPLC-ELSD chromatogram of a mixed standard solution containing xylitol, sorbitol and maltitol

高效液相色谱法—示差折光检测(HPLC-DRID)和高效液相色谱法—蒸发光散射检测(HPLC-ELSD)均采用外标法定量，HPLC-ELSD中响应值(峰面积)的对数与浓度的对数呈线性关系，具体参数见表1。用高效液相色谱法—示差折光检测法测定的木糖醇、山梨醇和麦芽糖醇的检出限(RSN=3)均为0.037 5 g/100 g；线性范围为1.6～24.0 mg/mL；相关系数为0.999 21～0.999 29。高效液相色谱法—蒸发光散射检测法测定的木糖醇、山梨醇和麦芽糖醇的检出限(RSN=3)分别为0.009 5，0.019 0，0.027 5 g/100 g；线性范围分别为0.1～10.5 mg/mL；相关系数为0.999 3～0.999 6。由数据可以看出在测定3种糖醇时，高效液相色谱法—蒸发光散射检测法的灵敏度明显优于高效液相色谱法—示差折光检测法，2种方法线性相关性均能满足检测要求。

2.2 2种方法的回收率比较

在口香糖、饮料样品中分别添加3个水平的糖醇标准品(木糖醇、山梨醇、麦芽糖醇)。HPLC-DRID和HPLC-ELSD 2种方法回收率测定结果见表2。HPLC-DRID测定口香糖中3种糖醇的加标回收率为91.5%～95.1%，饮料中3种糖醇的加标回收率为94.6%～97.3%；HPLC-ELSD测定口香糖中3种糖醇的加标回收率为91.2%～96.3%，饮料中3种糖醇的加标回收率为92.4%～95.9%。HPLC-DRID测定的结果显示，饮料中加标回收结果较稳定，口香糖中加标回收结果波动较大，口香糖的基质相比饮料更复杂，表明复杂的样品基质对糖醇测定影响更明显。3种糖醇相比而言，木糖醇的加标回收结果稳定性更差，也就是说同一种基质对木糖醇的影响更大。相同添加水平条件下，HPLC-ELSD测定饮料中3种糖醇的加标回收率要低于HPLC-DRID，说明饮料基质对3种糖醇检测的检测器的影响：HPLC-ELSD要大于HPLC-DRID。

表1 3种糖醇的HPLC-DRID和HPLC-ELSD标准曲线参数Table 1 Calibration curve parameters of 3 sugar alcohols

表2 3种糖醇的加标回收率结果Table 2 Recovery rates of 3 sugar alcohols

2.3 2种方法的精密度比较

如表3所示，当加标水平为2.00 g/100 g时，HPLC-DRID测定的木糖醇、山梨醇和麦芽糖醇的相对标准偏差分别为2.5%，1.9%，2.9%，HPLC-ELSD测定的木糖醇、山梨醇和麦芽糖醇的相对标准偏差分别为2.1%，1.3%，2.5%。结果表明2种方法测定的3种糖醇的相对标准偏差在5%以下，能满足检测要求，但HPLC-DRID的结果标准偏差相对较大，可能与HPLC-DRID的检测器受环境温度影响较大，稳定性不如HPLC-ELSD有关[12]。

2.4 测定实际样品比较

从表4可知，HPLC-DRID 检测结果显示只在饮料中检出山梨醇，而HPLC-ELSD检测结果显示口香糖中检出木糖醇、饮料中检出山梨醇。对于目标化合物含量较高的样品，2种检测器结果无明显差异，当检测目标化合物糖醇含量较低的样品时，使用灵敏度较低的HPLC-DRID方法则难以检测出来。实际检测中，对基质干扰较大的样品，HPLC-ELSD中可采用梯度洗脱，将目标物与杂质分离，提高检测结果的准确定，但HPLC-DRID受检测器限制，不适用梯度洗脱，糖醇含量较低及基质复杂样品检测受限。

表3 方法精密度†Table 3 Precision of the developed method

† 加标水平为2.00 g/100 g。

3 结论

高效液相色谱法—蒸发光散射检测法灵敏度和分离度优于高效液相色谱法—示差折光检测法，且可进行梯度洗脱，适合对糖醇含量低且基质复杂的样品进行检测，如常见的有饼干、糕点等样品；高效液相色谱法—示差折光检测法的回收率高于高效液相色谱法—蒸发光散射检测法，适用于糖醇含量较高及样品基质较简单的样品检测，如木糖醇口香糖、配方简单的饮料、成分较简单的保健品等产品检测，实际工作中可根据具体情况选用相应的方法以提高检测结果的准确性。

表4 实际样品中糖醇Table 4 Determination results of sugar alcohols in test samples g/100 g