文/房啟波 于春艷
(黑龍江搖籃乳業(yè)股份有限公司)
低聚果糖又稱蔗果低聚糖或果寡糖,主要由蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖組成。它是以蔗糖為原料,通過果糖基轉移酶的作用而生成的一類低聚合度糖,是一種重要的功能性食品基料。
低聚果糖是益生元的代表,也是目前研究最徹底的功能性低聚糖,具有調(diào)節(jié)腸道菌群,促進雙歧桿菌增殖,防治便秘和腹瀉,促進鈣吸收,調(diào)節(jié)血脂和免疫功能等生理功能。由于其具有良好的保健作用和優(yōu)越的生理功能,被廣泛地應用于乳制品、各種飲料、糖果、餅干、糕點、冷飲、保健食品等多個行業(yè)領域,應用前景十分廣闊。
低聚果糖于2006年獲批為新資源食品,2007年被確認可在嬰幼兒配方食品中使用。相關研究資料顯示,為使無法母乳喂養(yǎng)的嬰兒接近母乳喂養(yǎng)嬰兒同樣生長發(fā)育潛能的最佳表現(xiàn),對生后無法進行母乳喂養(yǎng)的嬰兒,在配方乳粉中添加低聚果糖和低聚半乳糖進行人工喂養(yǎng)是最佳的選擇。嬰兒補充這些益生元可顯著促進腸道雙歧桿菌、乳酸菌的增殖和腸道菌群的健康發(fā)育,改善腸道習慣,防治便秘和腹瀉,增強免疫功能和抗感染能力,促進生長發(fā)育,對嬰兒健康十分有益。
隨著低聚果糖在嬰幼兒配方乳粉中使用得越來越廣泛,人們也愈來愈重視其含量的測定。低聚果糖含量的常規(guī)分析方法有紙色譜法、薄層色譜法、氣相色譜發(fā)、超高效液相色譜、高效液相色譜法(示差或蒸發(fā)光散射檢測器)、離子色譜法(電化學檢測器)等。其中高效液相色譜法和離子色譜法因使用快速、簡單、準確,應用較多。
2.1.1原理
試樣中的低聚果糖經(jīng)提取后,利用高效液相色譜柱分離,用蒸發(fā)光散射檢測器檢測,外標法進行定量。
2.1.2標準溶液配制
標準儲備液:蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖各稱取0.1g(精確至0.1mg),分別置于10mL容量瓶中,用流動相溶解定容。
混合標準系列測定液:蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖標準儲備液分別吸取 0.25、0.5、0.75、1.00、1.25mL,至10mL容量瓶中,用流動相定容。
2.1.3儀器和設備
高效液相色譜儀:ELSD6000型,配蒸發(fā)光散射檢測器,美國奧泰公司生產(chǎn)。
空氣發(fā)生器:XWK-III型,天津市津分分析儀器公司生產(chǎn)。
色譜柱:氨基柱。
2.1.4分析步驟
稱取3.5g嬰幼兒配方乳粉(精確至0.1mg)于50mL容量瓶中,加15mL 50~60℃水溶解,于超聲波振蕩器中振蕩20min,用無水乙醇定容至刻度,靜置2h以上,上層清液經(jīng)0.45μm濾膜過濾,濾液供色譜分析。
2.1.5色譜條件
流速為1.0mL/min,氣體流量為2.0L/min,檢測溫度為90℃,柱溫為35℃,進樣量為10μL,流動相為乙腈:水=70:30。出冷卻至室溫,轉移到100mL容量瓶中定容。溶液經(jīng)濾紙過濾,取200μL濾液于10mL玻璃管中,加入300μL的硼氫化鈉溶液,置于40℃水浴搖床中,振蕩30min后取出,冷卻至室溫,加入750μL乙酸溶液,靜置10min,加入100μL果聚糖酶溶液,置于40℃水浴搖床中30min后取出,轉移至100mL容量瓶中。
2.2.5色譜條件
流量0.8mL/min,柱溫35℃,進樣體積10μL。
量,通過換算系數(shù)折算得到果聚糖的含量。各果聚糖(蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖)含量之和即為低聚果糖含量。
2.2.2儀器和設備
離子色譜儀:CIC-D120型,配SHE-2型的安培檢測器,青島盛瀚公司生產(chǎn)。
高壓恒流泵:P3100型,依利特公司生產(chǎn)。
四元低壓梯度混合器:依利特公司生產(chǎn)。
水浴恒溫振蕩器:SHA-B型,北京科偉永興公司生產(chǎn)。
果糖標準品:純度99.5%,德國生產(chǎn)。
色譜柱:糖柱。
2.2.3標準溶液配制
標準儲備液:稱取0.05g(精確至0.1mg)果糖標準品,用水稀釋至25mL容量瓶中。
標準中間液:吸取1mL儲備液,用水稀釋定容至25mL。
標準工作液:吸取中間液0.1、0.2、0.5、1.0、2.0mL,用水稀釋定容至10mL。
2.2.4分析步驟
樣品處理:稱取樣品1.0g(精確至0.1mg)于150mL錐形瓶中,加入50mL 80℃水溶解,于80℃水浴鍋中振搖15min,取
2.2.1原理
試樣經(jīng)熱水浸提,樣液中的蔗糖經(jīng)蔗糖酶水解成葡萄糖和果糖,葡萄糖和果糖經(jīng)硼氫化鈉還原成相應的糖醇,多余的硼氫化鈉用乙酸中和。樣液中的果聚糖經(jīng)過果聚糖酶水解成果糖和葡萄糖,經(jīng)離子色譜-脈沖安培檢測器測定果糖含
3.1.1標準曲線
將標準系列工作液分別注入高效液相色譜儀中,測定相應的峰面積,以峰面積為縱坐標,標準工作液的濃度為橫坐標繪制標準曲線。標準系列工作液濃度及峰面積如表1所示。蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖系列工作液標準曲線如圖1、2、3所示。在0.25~1.25mg/mL范圍內(nèi),蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖線性范圍良好,相關系數(shù)為0.9982、0.9947、0.9956。測試溶液中被測組分濃度在標準曲線的線性范圍內(nèi)。
表 12006~2017年農(nóng)業(yè)部乳品檢測技術能力驗證考核項目
圖1 蔗果三糖系列工作液標準曲線
圖2 蔗果四糖系列工作液標準曲線
圖3 蔗果五糖系列工作液標準曲線
圖4 低聚果糖系列工作液標準曲線
3.1.2樣品測定及含量計算
將試樣溶液注入高效液相色譜儀中,測定峰面積,從標準曲線中查得試樣溶液中蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖的質(zhì)量濃度。蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖的含量之和為低聚果糖總含量。
將標準系列工作液分別注入離子色譜儀中,測定相應的峰面積,以峰面積為縱坐標,標準工作液濃度為橫坐標繪制標準曲線(圖4)。線性方程為y=5420x-1703.3,相關系數(shù)為0.9985。
將試樣溶液注入離子色譜儀中,測定峰面積,從標準曲線中查得試樣溶液中低聚果糖的質(zhì)量濃度。結果發(fā)現(xiàn),測試溶液中被測組分濃度在標準曲線的線性范圍內(nèi)。隨機對6個標示添加低聚果糖的樣品進行分析,檢測結果分別為2 061mg/100g、2122mg/100g、2203mg/100g、2114mg/100g、2312mg/100g、2245mg/100g,符合產(chǎn)品外包裝標示值要求。
高效液相色譜法和離子色譜法均能很好地檢測產(chǎn)品中低聚果糖的含量,而且操作簡單,結果準確可靠,在企業(yè)生產(chǎn)過程中,可根據(jù)實際情況選用適當?shù)姆椒?。C
[1] 韋燕鵬. 低聚果糖的應用[A]. 見:全國第三屆功能性生物制品生產(chǎn)與應用技術交流會論文集[C]. 烏魯木齊:中國發(fā)酵工業(yè)協(xié)會,2008.
[2] 謝擁葵,伍劍鋒. 低聚果糖-產(chǎn)品開發(fā)新動力[A]. 見:2007年益生元國際論壇[C]. 北京:公眾營養(yǎng)與發(fā)展中心,2007.
[3] 姚評佳,魏遠安,李永民,等. 低聚果糖和低聚半乳糖在嬰兒食品中的應用[A]. 中國營養(yǎng)產(chǎn)業(yè)高層論壇[C]. 北京:公眾營養(yǎng)與發(fā)展中心,2007.
[4] 中華人民共和國衛(wèi)生部. G B 5413.5-2010食品安全國家標準 嬰幼兒食品和乳品中乳糖、蔗糖的測定[S]. 北京:中國標準出版社,2010.
[5] 中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會.GB 5009.255-2016食品安全國家標準 食品中果聚糖的測定[S]. 北京:中國標準出版社,2016.
[6] 許彬,張仕華,鄭華. 奶粉中低聚果糖質(zhì)量濃度的測定[J]. 中國乳品工業(yè),2013,41(3):55-56,64.
[7] 甘賓賓. 高效液相色譜法測定低聚果糖的組分[J]. 色譜,1999,17(1):87-89.
[8] 孫久玉,陶大利. U P L C-E L S D法測定配方奶粉中的低聚果糖[J]. 生命科學儀器,2015,13(Z 1):59-61.