高效液相色谱法测定浓缩果汁中5种可溶性糖

CHEMICAL ANALYSIS AND METERAGE

化学分析计量

Vol. 28，No. 1

Jan. 2019

91

doi：10.3969／j.issn.1008–6145.2019.01.022

高效液相色谱法测定浓缩果汁中5种可溶性糖

师源，何强，李莹，孔祥虹

［西安海关（原陕西出入境检验检疫局），西安　710068］

摘要　建立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(HPLC–ELSD)。样品采用乙腈–水（50∶50）稀释，用酰胺键合色谱柱BEH Amide分离，蒸发光散射检测器检测，在10 min内完成木糖、果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖的分离。浓缩果汁中5种可溶性糖的质量浓度在0.1～2.0 mg／mL与色谱峰面积均呈线性关系，相关系数为0.991 0～0.993 1，检出限为0.23%~0.98%，样品加标回收率为88.6%～104.3%，测。该方法快速、准确，可作为浓缩果汁中糖含量的质量控制方法。定结果的相对标准偏差为2.2%～6.3%（n=6）

浓缩果汁；可溶性糖关键词　高效液相色谱法；

中图分类号：O657.7 文献标识码：A 文章编号：1008–6145(2019)01–0091–04

Determination of 5 kinds of soluble sugars in concentrated juice by HPLC

SHI Yuan, HE Qiang, LI Ying, KONG Xianghong

［Xi’an Customs (Shaanxi Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau)， Xi’an　710068, China］

Abstract　A HPLC–ELSD method was developed for the simultaneous determination of xylose, fructose, glucose, sucrose and maltose in concentrated juice. The sample was diluted with acetonitrile–water (50∶50), separated on the amide bond chromatographic column BEH Amide and determined by ELSD. Xylose, fructose, glucose, sucrose and maltose were separated in 10 min. Under the optimal conditions, the calibration curves of 5 kinds of soluble sugars were linear in the range of 0.1–2.0 mg／mL with the correlation coefficients of 0.991 0–0.993 1. The detection limits were 0.23%–0.98%. The recoveries for all the analytes were 88.6%–104.3%, and the relative standard deviations were 2.2%–6.3% (n=6). With the advantages of high speed and accuracy, the method is suitable for the quality control of sugars in concentrated juice.

Keywords　HPLC; concentrated juice; soluble sugars

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［1–3］。可溶性糖主要指能溶

。浓缩果汁含有的可于水及乙醇的单糖和寡聚糖［4］

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［5］，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。

［6–8］

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［9–11］，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［12］；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［13］，在水果、中药材、蜂蜜中糖含量的测定中已有

［14–16］

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：Agilent 1260型，配备Agilent-380–ELSD型蒸发光检测器，美捷伦科

通讯作者　师源，大学本科，工程师，从事食品检验工作，E-mail: Shiyuan0423@163.com；收稿日期　2018–11–23引用格式　师源，何强，李莹，等.高效液相色谱法测定浓缩果汁中5种可溶性糖［J］.化学分析计量，2019，28(1): 91–94.

SHI Y，HE Q，LI Y，et al. Determination of 5 kinds of soluble sugars in concentrated juice by HPLC［J］. Chemical analysis and meterage，2019，28(1): 91–94.

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化学分析计量 2019年，第28卷，第1期

技有限公司；涡旋混合器：IKA®VORTEX GENIUS 3型，德国IKA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 Amide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 Amide对糖进行分离。

使用BEH Amide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［17–19］

，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（

师源，等：高效液相色谱法测定浓缩果汁中5种可溶性糖

93

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%。

表1　5种糖的线性范围、线性方程、相关系数及检出限糖线性范围／（mg·mL–1）线性方程相关检出限／%系数11)22)木糖0.1～2.0y=3 655.1x–471.00.991 00.0.32果糖0.1～2.0y=4 168.0x–505.50.992 40.500.25葡萄糖0.1～2.0y=4 816.1x–573.40.992 20.460.23蔗糖0.1～2.0y=4 769.7x–558.90.993 10.520.26麦芽糖

0.1～2.0

y=3 945.3x–507.1

0.991 2

0.98

0.49

注：1）浓缩苹果汁、石榴汁，葡萄汁； 2）浓缩桃汁、菠萝汁。

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。

表2　加标回收试验结果（n=6）

样品

项目

本底值／加标量／测得值／

平均RSD／(mg·g–1)(mg·g–1)(mg·g–1)回收率／%%木糖ND

100100.5100.52.6浓缩

果糖

386.8100485.198.36.3苹果汁

葡萄糖

115.5100219.8104.33.4蔗糖76.9100170.994.03.3麦芽糖ND10098.698.62.4木糖ND10095.395.32.2浓缩

果糖

393.2100490.597.35.6葡萄汁

葡萄糖

285.1100380.295.14.9蔗糖ND100.7.74.3麦芽糖ND10095.195.13.2木糖ND10096.496.43.9浓缩

果糖

441.1100538.697.56.1石榴汁

葡萄糖

158.4100254.996.55.5蔗糖ND10095.795.72.6麦芽糖ND10088.688.63.7木糖ND10092.2.82.8浓缩

果糖

123.3100219.596.24.7桃汁

葡萄糖116.2100215.599.33.8蔗糖236.5100334.798.25.3麦芽糖ND10095.595.54.3木糖ND10090.690..8浓缩

果糖

109.1100207.598.45.6菠萝汁

葡萄糖

100.7100198.8.14.6蔗糖335.0100432.197.16.3麦芽糖

ND

100

92.7

92.7

3.2

注：表中“ND”为未检出。

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%。

表3　浓缩果汁样品中糖含量测定结果　　　　%　

果汁样品木糖果糖葡萄糖蔗糖麦芽糖苹果汁ND35.40～41.1610.～12.567.08～8.40ND葡萄汁ND36.92～41.8826.08～30.96NDND石榴汁ND40.96～45.1614.96～17.36NDND桃汁ND11.46～13.4010.84～12.0622.62～25.10ND菠萝汁ND10.06～11.449.38～10.6631.88～35.82ND注：表中“ND”为未检出。

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

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12

3

4

5024t喒min

6810（a）5种糖的混合标准溶液

4

23024t喒min

6810(b)浓缩菠萝汁

4

23

024

t喒min6810(c)浓缩桃汁

2

3

024t喒min6810(d)浓缩石榴汁\\

23

024

t喒min6810(e)浓缩葡萄汁

2

3

4

0

2

4

t喒min

6

8

10(f)浓缩苹果汁

1—木糖； 2—果糖； 3—葡萄糖； 4—蔗糖； 5—麦芽糖

图1　5种糖标准品和浓缩果汁样品的色谱图

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。

参 考 文 献

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