牛立沙， 張連富， 孫清瑞， 李 婧

（江南大學 食品學院，江蘇 無錫 214122）

關鍵字：糖醇；HPLC-ELSD；定量檢測；熱穩(wěn)定性

近年來隨著流行性肥胖和糖尿病發(fā)病率的增加，人們開始關注攝入高熱量甜味劑帶來的健康問題，對低熱食品的需求量不斷增加。糖醇作為甜味劑替代物加入食品中，可以減少熱量的攝入。食品工業(yè)為迎合消費者的需求，開始生產以糖醇作為甜味劑替代物的低熱食品［1-2］。

目前常見的糖醇有赤蘚糖醇、木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇、甘露醇等［3］。無糖食品是指用糖替代物代替蔗糖和淀粉糖的一類食品，其中，糖醇（木糖醇、山梨糖醇、麥芽糖醇、甘露糖醇等）就是一種糖替代物［4］。糖醇作為低熱甜味劑可用于焙烤食品（無糖餅干、無糖糕點、無糖面包、無糖月餅等）中。因此，糖醇的定量測定及熱穩(wěn)定性研究，對無糖食品行業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。

目前，檢測食品中糖醇的方法有高效液相色譜-示差折光檢測器法［5-16］、高效液相-脈沖檢測器法［17］、毛細管電泳法［18-19］、氣相色譜法［20-22］、氣質聯用法［23］、液質聯用法［24-26］、高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測器法［27-36］等。示差折光檢測器是通用型檢測器但對外部環(huán)境要求較高，且不能用于梯度洗脫；脈沖檢測器法檢測糖醇雖然靈敏、快速，但糖醇會在電極表面發(fā)生氧化還原反應，影響測定準確性；毛細管電泳法成本低、操作較為簡便，但重現性差；氣相色譜法檢測前需對糖醇進行衍生化，樣品處理復雜；質譜檢測器檢測糖醇，雖然靈敏度高，但樣品前處理過程復雜；而蒸發(fā)光散射檢測器法具有樣品處理簡單、基線穩(wěn)定、檢出限低、可用于梯度洗脫等優(yōu)點。采用高效液相-蒸發(fā)光散射檢測器同時測定4種糖醇（赤蘚糖醇、木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇）及對其進行熱穩(wěn)定性研究，尚未見文獻報道。

1 儀器及試劑

1.1 試劑

赤蘚糖醇、木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇（純度99%）：美國Sigma公司產品；乙腈 （ACN）：美國Tedia公司產品；三氟乙酸：國藥集團化學試劑有限公司產品；超純水：實驗室自制。

1.2 儀器

Waters 600E高效液相色譜、Waters 2424蒸發(fā)光散射檢測器：美國Waters公司產品；Tskgel Amide80（2.0 mm×150 mm，3 μm）：東曹公司產品；ME204E電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司產品；KQ-500DE超聲振蕩器：昆山市超聲儀有限公司產品；Smart-S30超純水機：上海和泰儀器有限公司產品；臺式干燥箱：上海躍進醫(yī)療器械有限公司產品。

2 方 法

2.1 色譜條件

色譜柱：Amide 80（2.0 mm ×150 mm，3 μm）；流量：0.2 mL/min；柱溫：33 ℃；進樣量：20 μL。 流動相梯度條件如表1所示。

表1 梯度洗脫程序Table 1 Gradient elution program

2.2 檢測器ELSD條件

漂移管溫度：50℃；載氣流量：2.5 L/min。

2.3 標準溶液的配制

精確稱取赤蘚糖醇、木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇各0.250 0 g于小燒杯中，加超純水溶解，轉移至1 000 mL容量瓶中，定容，用0.22 μm微孔濾膜過濾用作糖醇的單標。

精確稱取赤蘚糖醇、木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇各0.500 0 g于同一小燒杯中，加超純水溶解，轉移至1 000 mL容量瓶中，定容，制成1.0 mg/mL的混合糖醇儲備液。

2.4 樣品熱處理

精確稱取20組赤蘚糖醇、木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇各0.100 0 g的混合樣品，置于玻璃管中。在180、190、200、210 ℃ 4 種溫度下，分別加熱 10、20、30、40、50 min；將加熱后的樣品用乙腈-水（V（乙醇）∶V（水）=75∶25）溶劑溶解，轉移至 10 mL 的容量瓶中定容，用0.22 μm微孔濾膜過濾，濾液待液相分析。

3 結果與討論

3.1 色譜條件的選擇

選擇乙腈和水作流動相。試驗發(fā)現，流動相中乙腈比例上升時，峰形、分離度比較好，但保留時間變大后組分峰寬加大。在保證峰形、分離度較好的情況下，適當減少乙腈比例，可以縮短分離時間，達到高效分析的目的［33］。當采用表1所示的流動梯度進行洗脫時，4種糖醇的分離效果較好，如圖1所示。

圖1 糖醇分離色譜圖Fig.1 Separation chromatogram of sugar alcohols

3.2 檢測器條件的選擇

漂移管溫度和載氣流速的選擇會影響檢測器（ELSD）的信噪比。漂移管溫度升高時，流動相蒸發(fā)比例增加，信噪比上升；但溫度過高，會引起部分糖醇發(fā)生汽化，導致信號響應值變?。?3］。當漂移管溫度為50℃，載氣流速為2.5 L/min時，信噪比較佳。

3.3 柱溫的選擇

柱溫越高，出峰時間越早，分離度越高，峰形越好，如圖2所示，但溫度越高，柱子的壽命越短。綜合考慮，當柱子的溫度為33℃時較好。

圖2 柱溫優(yōu)化圖Fig.2 Optimization of column temperature

3.4 溶劑體系的選擇

當溶劑體系為水、乙腈體積分數50%、60%、75%，它們對峰形的影響較大，如圖3所示。從峰形上考慮，當乙腈體積分數為75%時較佳。

圖3 溶劑體系優(yōu)化圖Fig.3 Optimization of solvent system

3.5 線性回歸方程、相關系數、檢出限和精密度

將混合糖醇標準儲備液質量濃度依次稀釋為0.5、0.25、0.125、0.06、0.03 mg/mL，按照優(yōu)化的色譜條件進樣測定，根據測得的峰面積的對數與對應的糖醇質量的對數進行線性回歸和相關性系數的計算；以進樣量20 μL基線噪音的10倍為最低定量限計算；以糖醇混合標準液0.25 mg/mL為測定樣品，重復測定6次，用峰面積的大小計算精密度，用相對標準偏差RSD表示（見表2）。由表2知，赤蘚糖醇、木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇的線性范圍為25～1000 μg/mL， 檢 測 限 分 別 為 14.1、33.0、19.5、15.3 μg/mL，相關系數都在0.999以上，標準偏差都在3%以內，因此采用本方法測定的結果準確可靠。

3.6 糖醇的熱穩(wěn)定性

將熱處理后的糖醇進行定量測定，熱穩(wěn)定性結果如圖4所示。由圖4可知，隨著溫度的升高和加熱時間的增加，赤蘚糖醇、木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇的熱穩(wěn)定性均下降，這是因為糖醇在高溫下發(fā)生了熱分解。

在180℃下加熱50 min后，赤蘚糖醇、木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇的殘留率分別為80.3%、81.1%、79.5%、75.4%；在190℃下加熱50 min后，赤蘚糖醇、木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇的殘留率分別為75.3%、76.8%、70.8%、68.8%；在 200℃下加熱 50 min后，赤蘚糖醇、木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇的殘留率分別為71.0%、72.3%、64.8%、62.9%；在 210℃下加熱50 min后，赤蘚糖醇、木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇的殘留率分別為64.4%、66.3%、59.9%、57.3%。

在 180、190、200、210 ℃下，木糖醇和赤蘚糖醇的穩(wěn)定性較好，山梨醇次之，麥芽糖醇最差.因此，根據熱穩(wěn)定性的大小可優(yōu)先選擇赤蘚糖醇和木糖醇作為糖替代物。

表2 糖醇的線性回歸方程，相關系數，線性范圍，定量檢測限及相對標準偏差Table 2 Linear regression equation，correlation coefficient，linear range，quantitative detection limit and relative standard deviation of sugar alcohols

圖4 糖醇的熱穩(wěn)定性Fig.4 Thermal stability of sugar alcohols

4 結語

采用高效液相-蒸發(fā)光散射檢測器法同時測定了赤蘚糖醇、木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇。較佳的分析條件為：流動相梯度為0～10 min，流動相中乙腈體積分數90%～38%，10～20 min，乙腈體積分數保持38%，20～21 min， 乙腈體積分數 38%～90%，21～36 min，乙腈體積分數保持90%，柱溫33℃，溶劑體系為V（水）∶V（乙腈）=25∶75，漂移管溫度為 50 ℃，載氣流速為2.5 L/min。此方法基線穩(wěn)定、分離效果良好、結果準確、樣品處理簡單。

同時，對赤蘚糖醇、木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇進行了熱穩(wěn)定性研究。在180、190、200、210℃溫度條件下，隨著溫度的升高和加熱時間的增加，赤蘚糖醇、木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇的熱穩(wěn)定性均下降。木糖醇和赤蘚糖醇的熱穩(wěn)定性較好，山梨醇次之，麥芽糖醇最差。這為糖醇在食品熱加工中的應用提供一定的理論依據。

作者僅測定了單一糖醇的熱穩(wěn)定性，對其在食品體系中的熱穩(wěn)定性，有待深入研究。