基于色谱-质谱联用技术的食品中糖类物质同时检测技术研究

陈庆 张继勇 台文 王嵩 梅祺

摘 要：糖类是食品中的重要功能组分，它能够对食品的甜味、风味、稳定性以及质构等造成较大影响。人类需要补充各种糖分，但需要结合实际情况适量摄取，摄取过多或者过少都不利于身体健康，因此糖类的种类以及含量会对食品的价值与质量造成决定性影响。为了保证食品中的糖类适宜，做好食品中糖类物质的检测十分重要。本文对基于色谱-质谱联用技术的食品中糖类物质的同时检测技术进行研究与分析。

关键词：色谱-质谱联用技术;糖类;食品;检测

Abstract：Sugar is an important functional component in foods， which can affect the sweetness， flavor， stability and texture of foods to a large extent. Humans need to supplement a variety of sugars， but need to take appropriate amount of intake in combination with the actual situation， too much or too little sugar intake is not conducive to good health. Therefore， in foods， the type and amount of sugar will have a decisive influence on the value and quality of the video. In order to ensure the proper sugar content in food， it is very important to do a good job in the detection of sugar substances in food. This paper studied and analyzed the simultaneous detection technology of carbohydrates in foods based on chromatography-mass spectrometry.

Key words：Chromatography-mass spectrometry; Carbohydrate; Food; Detection

中图分类号：O657.63

1 检测方法

就目前而言，食品中糖类的检测主要有3种方法，分别为化学法、高效液相色谱法以及质谱法。其中，高效液相色谱是色谱法的一个重要分支，它主要是以液体为流动相，并采用高压输液系统，将不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，利用其对食品进行分离检测与分析[1]。相比于传统糖分检测的菲林滴定法，高效液相色谱在灵敏度、适用性以及检测速度方面发挥了重要优势，然而这一方法也存在一定的缺陷，主要表现为方法检出限低以及抗干扰能力相对较差等。基于这一方面的考虑，本文将高效液相色谱法以及质谱法有机结合，发挥各自方法的优势，并相互补短，以提高食品中糖类物质检测的有效性与准确性。当前我国执行的GB/T 2222.1-2008标准规定，食品中葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖及乳糖等的检出限为0.4%，本文以此为标准开展食品中糖类物质的检测与分析。

2 检测实验

2.1 仪器与试剂

在本次实验中，所运用到的实验仪器主要包含6410型串联三重四极杆质谱、GL-88b型涡旋混合器、1200型液相色谱仪、KQ-5200型超声波清洗仪、Mili-Q去离子水发生器以及GL-16M型高速台式冷冻离心机。同时，试剂有：乙腈（色谱纯），浓度在98%～99%的各种糖类，主要有葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖和乳糖等。

2.2 分析条件

本次实验的色谱条件如下：色谱柱300 mm×

3.9 mm，10 μm;預柱12.5 mm×3.6 mm，10 μm;柱温30 ℃;流速1.0 mL·min-1;进样量10 μL。本次实验的质谱条件如下：离子源选用大气压化学电离离子源;检测方式为多反映检测，采用负离子扫描方式;干燥气选择氮气，且温度控制在325 ℃，流速为9 L·min-1;雾化气压力为344.8 KPa;汽化温度为350 ℃。各类糖的质谱参数主要如下。果糖：定量离子为179/59.2、定性离子为179/59.2与179/71.0、破裂电压为70 V。葡萄糖：定量离子为179/89.0、定性离子为179/89.0与179/71.0、破裂电压为80 V。蔗糖：定量离子为341.1/89.0、定性离子为341.1/89.0与341.1/179.1、破裂电压为135 V。麦芽糖：定量离子为341.1/101.1、定性离子为341.1/101.1与341.1/161.1、破裂电压为60 V。乳糖：定量离子为341.1/101.1、定性离子为341.1/101.1与341.1/161.1、破裂电压为60 V。

2.3 样品处理

为了提升实验的准确性与有效性，分别选取固体食品与液体食品为样品。①液态食品。吸取25 mL溶液，并置于50 mL容量瓶中，用水定容，并混匀;吸取混匀之后的溶液5 mL放置于10 mL的容量瓶中，并用乙腈定容至刻度，涡旋混匀;上述操作完成之后，用快速定性滤纸对溶液进行自然过滤;最后将滤液过0.2 μm滤膜。②固态食品。选取样品2.5 g（精确到0.01 g）置于容量为50 mL的容量瓶中;然后用水定容，随后涡旋混匀，并超声提取30 min;提取5 mL溶液置于10 mL的容量瓶中，并用乙腈定容，与液态样品一样，漩涡混匀，然后运用快速定性滤纸进行过滤。

3 实验结果与分析

3.1 样品处理方法的优化

NH2色谱柱主要是通过正相模式对糖类物质进行分离。在正相操作的条件下，相比于乙腈，水具有更强的极性。基于这一方面的考虑，要保障色谱峰峰形的尖锐性，必须对溶液中的乙腈含量进行有效控制，一般情况下需要保证溶液中的乙腈含量在50%以上;除此之外，样品提取液与乙腈比例在1∶1时，可以有效去除提取液中的蛋白质。因此，按照上文的样品处理方法进行处理，可以保证色谱峰的完好性，又可以有效去除蛋白质。

3.2 色谱条件的优化

在一定程度上增加流动相中的乙腈含量，对果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖以及乳糖的分离能够起到有效的促进作用[2];试验结果表明，当流速为1.0 mL·min-1

时，果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖及乳糖的出峰时间相对合适，且有着相对较好的峰形。需要注意的是，加大进样量的方法可以在一定程度上提高测定的灵敏度，但也可能对色谱柱造成污染，实验结果表明，当进样量在10 μL时，可以达到一个相对平衡的状态，既满足灵敏度要求，又不对色谱柱产生较大影响[3]。

3.3 质谱条件优化

采用全扫描的二级质谱图，可以获取有效的碎片离子信息，在此基础上对每一种糖的二级质谱参数进行优化，例如通过破碎电压、碰撞能量等，使每种糖的定性离子与定量离子所产生的离子对强度比例达到最大，进而获得不同种糖的最佳质谱参数。

4 样品检测效果

本次实验对国内市场上热销的50款糖类食品进行检测，所检测出的五种糖类的含量分别如下。果糖：0～9.04 g·kg-1;葡萄糖：0～51.01 g·kg-1;蔗糖：

0～110.15 g·kg-1;麥芽糖：0～228.74 g·kg-1;乳糖：0～45.72 g·kg-1。

结果表明，此检测方法具有较高的灵敏度，且操作相对便捷，能够对食品中的各类糖分进行快速测定，有效提高了糖分检测效率。

参考文献：

[1]熊建飞.高效液相色谱法、离子色谱法在环境分析和食品分析中的应用研究[D].重庆：西南大学，2013.

[2]王 浩，刘艳琴，杨红梅，等.液相色谱-质谱联用技术测定无糖食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和乳糖[J].分析化学，2010，38（6）：873-876.

[3]刘 婷.多糖类物质的离子色谱检测技术研究[D].重庆：西南大学，2009.