浓缩果汁指采用物理方法从原果汁中除去一定比例的天然水分,把原果汁浓缩,糖含量较高的具有果汁应有特征的制品。可溶性糖主要指能溶于水及乙醇的单糖和寡聚糖。浓缩果汁含有的可溶性糖主要包括果搪、葡萄糖和蔗糖等单糖和双糖,糖的种类和数量决定浓缩果汁的品质,糖也是果汁重要的风味成分和营养成分。不同种类的浓缩果汁所含的糖不同,果糖、葡萄糖等作为水果原汁的表征指标,是衡量果汁饮品中原果汁含量、鉴别果汁饮品真伪的重要参数,因此准确测定浓缩果汁中糖的含量,对于研究果汁品质、果汁贮藏加工特性、判断果汁是否掺假具有指导意义。
可溶性糖的分析多采用高效液相色谱法,色谱柱主要选用氨基柱,检测器多采用示差折光检测器,也有部分采用蒸发光散射检测器(ELSD)。示差折光检测器受环境因素影响较大,如对温度变化敏感,且不适于梯度洗脱;ELSD 稳定性好,灵敏度高,无溶剂峰干扰,可弥补示差折光检测器的不足,在水果、中药材、蜂蜜中糖含量的测定中已有应用。笔者建立了同时测定木糖、果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖的高效液相色谱 – 蒸发光散射检测方法 (HPLC–ELSD),选取浓缩苹果汁、石榴汁、桃汁、菠萝汁和葡萄汁样品进行试验,可在 10 min 内完成上述 5 种可溶性糖的分离,测定快速,结果准确。
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
高 效 液 相 色 谱 仪:[**]gilent 1260 型,配 备[**]gilent-380–ELSD 型蒸发光检测器,美国安捷伦科技有限公司;
涡 旋 混 合 器:IK[**]®VORTEX GENIUS 3 型,德国 IK[**] 公司;
超纯水器:Milli-Q 型,美国 Milllipore 公司;
电子天平:XPE 204 型,感量为 0.1 mg,瑞士梅特勒 – 托利多公司;
木糖、果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖标准品:纯度均不小于 95.0 %,德国 Dr. Ehrenstorfer 公司;
木糖、果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖标准溶液:20 mg/mL,分别准确称取 0.2 g(精确至 0.1 mg)木糖、果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖标准品,用水溶解并定容至 10 mL ;
乙腈:色谱纯,德国默克公司;
三乙胺:分析纯,天津市红岩化学试剂厂;
浓缩果汁样品:包括浓缩苹果汁、浓缩葡萄汁、
浓缩石榴汁、浓缩桃汁、浓缩菠萝汁,市售;
实验用水为超纯水。
1.2 仪器工作条件
1.2.1 色谱仪
色 谱 柱:BEH [**]mide 型 柱 (100 mm×2.1 mm,1.7 μm,美国沃特世公司 ) ;
流动相:乙腈(含 0.2%三 乙 胺)– 水(75∶25,体 积 比,下 同),流 量 为 0.15 mL/min ;柱温:35℃;进样体积:1 μL。
1.2.2 检测器
载气:氮气,流量为 1.6 L/min ;
雾化器温度:35 ℃;
漂 移 管 温 度:85 ℃;
LED 强 度:100% ;
PMT增益:1。
1.3 样品前处理
准确称取 1.25 g(精确至 0.01 g)浓缩果汁样品,用水溶解定容至 50 mL,混匀,备用。准确移取1 mL 溶解定容后的浓缩苹果汁、石榴汁,葡萄汁,用乙腈 – 水混合液(50∶50)定容至 10 mL ;准确移取2 mL 上述定容后的浓缩桃汁、菠萝汁及乙腈 – 水混合液,用乙腈 – 水混合液(50∶50)定容至 10 mL。过 0.22 μm 微孔滤膜,进样。
2 结果与讨论
2.1 样品处理方式的选择
检测目标物为可溶性糖,在溶剂中增加水的比例有利于糖的溶解。以浓缩苹果汁为例,分别用水、乙腈 – 水混合液(25∶75)、乙腈 – 水混合液(50∶50)作溶剂稀释样品,考察不同溶剂对色谱峰的影响,结果表明,溶剂中乙腈比例增加时,色谱峰变尖锐,响应值提高。为保证糖溶解完全,选择乙腈 – 水混合液(50∶50)作为溶剂稀释样品。
2.2 色谱柱和流动相的选择
可溶性糖具有强极性,能在氨基键合相柱中保留,但氨基键合相柱容易发生化学降解而导致其耐用性差、保留能力降低、色谱峰形差等;酰胺键合相比氨基键合相的稳定性更高(柱流失减少)且寿命更长(不与还原糖发生键合相反应)。故选择酰胺键合色谱柱 BEH [**]mide 对糖进行分离。
使用 BEH [**]mide 型色谱柱,考察流动相对测定结果的影响。以乙腈 – 水混合液为流动相进行试验,发现提高流动相中水的比例及流量可以加快分离过程,利于形成尖锐、对称的色谱峰,同时会使果糖和葡萄糖的色谱峰形成部分重叠。兼顾分离速度和分离效果,试验确定乙腈 – 水混合液两组分的比例为 75∶25,流量为 0.15 mL/min。还原糖变旋导致色谱峰形变差和不必要的 α 与 β 端基异构体分离,使木糖、葡萄糖、麦芽糖色谱峰出现分叉。高温或高 pH 流动相可使还原糖产生的端基异构体缩成单峰。向流动相中分别加入乙腈 – 水(含 0.1% 氨水)混合液、乙腈(含 0.1% 氨水)– 水混合液、乙腈(0.2%三乙胺)– 水混合液 3 种改性剂进行比较,其中乙腈与水的体积比均为 75∶25。结果表明,水相中加入0.1% 氨水后,木糖、葡萄糖、麦芽糖色谱峰仍分叉;乙腈中加入 0.1% 氨水后,木糖和葡萄糖色谱峰变为单峰,麦芽糖峰仍分叉;调整流动相比例和流量 ,色谱峰无明显变化。向乙腈中加入 0.2% 三乙胺后,木糖、葡萄糖、麦芽糖色谱峰均无分叉现象,峰形尖锐,响应值提高。故选择向乙腈中添加 0.2% 三乙胺,确定流动相为乙腈(0.2% 三乙胺)– 水混合液(75∶25),流量为 0.15 mL/min。
2.3 检测器参数的选择
不挥发性样品颗粒对光的散射程度与其质量成正比,ELSD 是基于此原理而进行的检测,对没有紫外吸收、荧光或电活性的物质以及产生末端紫外吸收的物质均能产生响应。糖无紫外吸收也无荧光,故可以采用 ELSD 进行检测。
雾 化 器 温 度、漂 移 管 温 度 和 载 气 流 量 是 影响 ELSD 的 主 要 参 数[20]。 雾 化 温 度 设 置 范 围 为25~90℃,漂移管的温度设置范围为 25~120℃,载气流量设置范围为 0.9~3.25 L/min。分别设置雾化温度为 30,35,40℃,漂移管温度为 75,85,95℃进行试验,结果表明响应值均无明显变化,最终选择雾化器温度为 35℃,漂移管温度为 85℃。分别设置载气流量为 1.0,1.6,2.0 L/min 进行试验,结果显示载气流量对响应值影响明显:载气流量升高,则大液滴数量减少,响应值降低;载气流量降低,则流动相成分蒸发不完全,噪声增大。兼顾较高的灵敏度和较小的噪声,选择载气流量为 1.6 L/min。另外,LED 强度、PMT 增益对灵敏度也有影响。LED强度调节范围为 0~100%,为获得较高灵敏度,选择LED 强度为 100%。PMT 增益范围为 1~10,PMT增益升高,噪声和目标物响应同倍数放大。PMT 增益为 1 时,噪声低,基线检出信号为 10 左右,目标物响应值高,满足测定要求,故选择 PMT 增益为 1。
2.4 线性范围、相关系数与检出限
分别移取木糖、果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖标准溶液,用乙腈 – 水混合液(50∶50)稀释,配制成质 量 浓 度 分 别 为 0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.0 mg/mL的 5 种糖的系列混合标准溶液,在 1.2 仪器工作条件下进行测定。以溶液的质量浓度(x,mg/mL) 为自变量、色谱峰面积(y)为因变量进行线性回归,计算 5 种糖的线性方程。
以 3 倍信噪比计算检出限。
按以上方法所得 5 种糖的线性范围、线性方程、相关系数及检出限见表 1。由表 1 可知,5 种糖的质量浓度在 0.1~2.0 mg/mL 范围内与色谱峰面积线性良好,线性相关系数为 0.991 0~0.993 1。检出限为 0.23%~0.98%。
2.5 加标回收试验
向 浓 缩 苹 果 汁、葡 萄 汁、石 榴 汁、桃 汁、菠 萝汁 样 品 中 添 加 100 mg/g 的 糖 混 合 标 准 溶 液,按照 1.3 方法处理样品,每种基质做 6 个平行试验,计算 5 种糖的回收率及测定平均值的相对标准偏差,结 果 见 表 2。 由 表 2 可 知,6 种 糖 的 加 标 回 收率为 88.6%~104.3%,测定结果的相对标准偏差为2.2%~6.3%(n=6),表明本法测量精密度、准确度均较高。
2.6 样品测定
5 类浓缩果汁样品中每类各选取 3 批,按照所建立方法进行试验。表 3 为样品中糖含量测定结果,图 1 为混合标准品及不同样品的色谱图。由表 3 可知,浓缩果汁中主要含有果糖、葡萄糖和蔗糖,其中浓缩苹果汁、桃汁、菠萝汁含有果糖、葡萄糖和蔗糖,总糖含量在 46%~59%,浓缩苹果汁中果糖含量最高(约为 38%),浓缩桃汁和浓缩菠萝汁中蔗糖含量最高(分别约为 23%,33%);浓缩石榴汁和脱色脱酸葡萄汁中仅含果糖和葡萄糖,不含蔗糖,总糖含量均在 65% 以上,且果糖含量均高于 35%。
3 结语
建立了同时测定浓缩果汁中木糖、果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖的高效液相色谱 – 蒸发光散射检测方法。5种糖的质量浓度在 0.1~2.0 mg/mL 范围 内 与 色 谱 峰 面 积 线 性 相 关,相 关 系 数 为0.991 0~0.993 1,样品加标回收率为 90.6%~104.3%,测定结果的相对标准偏差为 2.2%~6.3%(n=6)。该方法可为浓缩果汁的质量控制提供科学依据。
上一主题: 微波消解 – 原子吸收光谱法测定口红中的铅、汞
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