乳制品中乳果糖检测方案(液相色谱仪)

「应用纪要]WatersTHE SCIENCE OF WHAT'S POSSIBLE. [应用纪要1 使用UPC²-QDa法快速检测乳制品中的乳果糖 李建辉、黄德凤、秦雨虹 应用优势 ACQUITYUPC?可以高效分离乳果糖及其同分异构体蔗糖和乳糖，避免了乳果糖分析中蔗糖和乳糖对分析结果的影响。 ACQUITY QDa质谱检测器提供更好的选择性和灵敏度，更适合分析复杂样品中的乳果糖。本方法使用了非常简单的样品处理方法。 UPC²主要以CO，以及少量的醇类溶剂为流动相，显著降低了分析成本、减少了对环境的污染。 沃特世解决方案 配备QDa检测器的ACQUITYUPC2系统 Empower3FR3软件 ACQUITY UPC Torus DEA色谱柱 关键词乳果糖，乳，酸奶， UPC2， QDa 简介 牛乳中的糖类主要为乳糖(Lactose)，但是不同的加工工艺会导致乳糖的转化。如生产高温瞬时灭菌乳(UHT)时，部分乳糖会转化为乳果糖(Lactulose)。因此对于食品监管来说，乳果糖浓度是指征超高温瞬时灭菌乳和灌装高压灭菌乳等的重要指标之一。国际乳品联合会和欧盟建议将超高温瞬时灭菌乳中乳果糖的浓度上限设为600 mgL.此外，为了满足口感需求，乳制品企业会向加工的食品中添加一些其他糖类，如酸奶中加入蔗糖(Sucrose)。由于这些糖类互为异构体(乳果糖、蔗糖和乳糖的分子式均为C，，H，，O，三者的结构如图1所示)，并且在样品中的浓度差异极大。所以，对于乳果糖的分析极具挑战性。 ACQUITY UPC?系统兼容了反相液相色谱(Liquid Chromatography， LC)的易用性与正相LC的强大功能1，其应用领域越来越广泛，非常适合于糖类分析。以往，通常采用RI或ELS分析糖类。RI检测要求对流动相进行谨慎控制，避免在分析中发生剧烈变化，因此需要等度洗脱。并且平衡时间较长。在流动相组分发生变化的情况下， ELS检测相对而言更加可靠，但是ELS又无法实现在复杂基质中检测糖类所需的选择性和灵敏度。另一种能够发挥作用的方法是电喷雾电离(ESI)质谱检测。 Waters ACQUITY QDa质谱检测器能够获取样品中各组分的质谱信息，提供了更好的灵敏度，能够有效降低检测限，同时，色谱保留时间和质量信息的组合可提高糖类和糖醇类分析的选择性2。ACQUITYQDa质谱检测器是一款专为与LC系统结合使用而设计的质谱检测器。它可配置在LC仪器组合之中，所需空间与PDA检测器相同。已经熟悉液相色谱的用户无需过多的培训，就能快速地利用QDa质谱检测器建立选择性和灵敏度更佳的分析方法。 在本应用纪要中，将介绍ACQUITY UPC?系统与ACQUITYQDa质谱检测器相结合的方法，用于分析液态乳和发酵乳等乳制品中的乳果糖含量。 图1.乳果糖(a)、蔗糖(b)和乳糖(c)的结构。 实验方法 超高效合相色谱分离条件 色谱系统： ACQUITY UPC²QDa 色谱柱 Torus DEA Column， 130A， 1.7 um， 3 mmx100mm 流速： 1.2 mL/min 柱温： 40℃ 进样体积： 1pL 补偿泵溶剂： 甲醇(0.4%甲酸) 补偿泵流速： 0.2 mL/min 背压： 2000 psi 表1.流动相梯度 Time (min) Co， 甲醇：水(97：3， 0.1%NH) Curve Initial 78.0 22.0 Initial 4.00 74.0 26.0 6 6.30 73.0 27.0 6 6.70 50.0 50.0 6 7.50 50.0 50.0 6 8.00 78.0 22.0 6 10.00 78.0 22.0 6 质谱条件 质谱系统： ACQUITY QDa检测器 离子源： ESI+ 离子源温度： 600℃ 毛细管电压： 0.8 kV 锥孔电压： 20V 采集模式： SIR 质荷比m/z： 365.5([M+Nal+) 采样速率： ：5点/少 样品制备 乳果糖含量低于250 mg/L的样品：取0.2mL样品，加入0.8mL水和4mL甲醇/乙腈(1/3，v/v)，涡旋混匀， 14000 rpm离心10 min， 取上清液上机。 乳果糖含量高于250 mg/L的样品：取0.2mL样品，加入0.8mL水和4mL甲醇/乙腈(1/3，v/v)，涡旋混匀， 14000 rpm离心10 min。取适量上清液，用甲醇/乙腈/水(1/3/1，v/v/v)溶液稀释并定容至曲范范围内，涡旋混匀，上机。 实验结果 分离度和重复性测试 在本方法的色谱条件下，乳糖、乳果糖和蔗糖之间达到很好的色谱分离，两两间分离度均大于1.5，见图2。对浓度为10mg/L的标准溶液连续6针进样以测试重复性，乳果糖保留时间的RSD均小于0.5%，峰面积和峰高的响应值RSD均小于1.5%。 图2.乳果糖、蔗糖和乳糖标准品(5mg/L)色谱图。 线性 分别准确吸取适量乳果糖标准中间液，用甲醇/乙腈/水(1/3/1，v/v/v)溶液定容至10mL，配制浓度均为0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0mg/L的系列标准溶液(n=6)，使用外标法，按峰面积计算，校准曲线为Y=2.43e+004X²+2.91e+005X-2.88e+003，加权为1/X，线性相关系数r?均大于0.99，标准曲线各点%Dev<20%，符合定量要求，见图3。 实际样品测定 基于空白基质加标溶液的色谱峰信噪比计算检测限(LOD， S/N≥3)和定量限(LOQ， S/N210)，结果表明，LOD和LOQ分别为0.03和0.1mg/L。考虑到样品预处理的稀释倍数，牛奶和酸奶样品中的LOD和LOQ为0.75和2.5 mg/L。乳果糖作为乳制品经高温处理的标志物，在检测过程中，通常会受到同分异构体(糖和乳糖)的干扰。如图4所示，本方法能够使三种化合物达到色谱分离，分析了不同类型的市售样品中乳果糖含量，包括奶饮料、酸奶、巴氏杀菌乳和复原乳等。测试的9个样品中除一个阴性样品外均有检出乳果糖，检出含量在2.0~242.3mg/L. 图4.乳饮料(a)、酸奶(b)、巴氏杀菌乳(c)和复原乳(d)中乳果糖的色谱图。 结论 运用ACQUITY UPC2-QDa系统，结合ACQUITYUPC? Torus DEA色谱柱的分离，成功建立了乳果糖的测定方法，方法定量限能达到2.5 mg/L， 满足低浓度检测要求。 本检测方法能够使样品中的蔗糖和乳糖与乳果糖达到基线分离，从而有效地去除干扰，方法稳定可靠，可用于乳和酸奶中乳果糖的检测。 ( 参考文献 ) ( 1.ACQUITY UPC?系统产品手册。720004225ZH ) ( 2.使用ACQUITY UPLC H-Class系统和ACQUITYQDa检测器分析牛奶和婴儿配方奶粉中的单糖和双糖。720005035ZH ) Waters THE SCIENCE OF WHAT'S POSSIBLE. 北京：010-52093866 上海：021-6156 2666 广州：020-28296555 扫一扫，关注沃特世微信 沃特斯中国有限公司 沃特世科技(上海)有限公司 香港：852-29641800 免费售后服务热线：800(400) 820 2676www.waters.com 使用UPC²-QDa法快速检测乳制品中的乳果糖 使用UPC²-QDa法快速检测乳制品中的乳果糖 应用优势ACQUITY UPC²可以高效分离乳果糖及其同分异构体蔗糖和乳糖，避免了乳果糖分析中蔗糖和乳糖对分析结果的影响。 1）ACQUITY QDa质谱检测器提供更好的选择性和灵敏度，更适合分析复杂样品中的乳果糖。本方法使用了非常简单的样品处理方法。 2）UPC2主要以CO2以及少量的醇类溶剂为流动相，显著降低了分析成本、减少了对环境的污染。简介 牛乳中的糖类主要为乳糖（Lactose），但是不同的加工工艺会导致乳糖的转化。 如生产高温瞬时灭菌乳（UHT）时，部分乳糖会转化为乳果糖（Lactulose）。因此对于食品监管来说，乳果糖浓度是指征超高温瞬时灭菌乳和灌装高压灭菌乳等的重要指标之一。国际乳品联合会和欧盟建议将超高温瞬时灭菌乳中乳果糖 的浓度上限设为600mg L-1。此外，为了满足口感需求，乳制品企业会向加工的食品中添加一些其他糖类，如酸奶中加入蔗糖（Sucrose）。由于这些糖类互为异构体（乳果糖、蔗糖和乳糖的分子式均为C12H22O11，三者的结构如图1所示），并且在样品中的浓度差异极大。所以，对于乳果糖的分析极具挑战性。ACQUITY UPC²系统兼容了反相液相色谱（Liquid Chromatography，LC）的易用性与正相LC的强大功能，其应用领域越来越广泛，非常适合于糖类分析。以往，通常采用RI或ELS分析糖类。RI检测要求对流动相进行谨慎控制，避免在分析中发生剧烈变化，因此需要等度洗脱。并且平衡时间较长。在流动相组分发生变化的情况下，ELS检测相对而言更加可靠，但是ELS又无法实现在复杂基质中检测糖类所需的选择性和灵敏度。另一种能够发挥作用的方法是电喷雾电离(ESI) 质谱检测。Waters ACQUITY QDa质谱检测器能够获取样品中各组分的质谱信息，提供了更好的灵敏度，能够有效降低检测限，同时，色谱保留时间和质量信息的组合可提高糖类和糖醇类分析的选择性。ACQUITY QDa质谱检测器是一款专为与LC系统结合使用而设计的质谱检测器。它可配置在LC仪器组合之中，所需空间与PDA检测器相同。已经熟悉液相色谱的用户无需过多的培训，就能快速地利用QDa质谱检测器建立选择性和灵敏度更佳的分析方法。在本应用纪要中，将介绍ACQUITY UPC2系统与ACQUITY QDa质谱检测器相结合的方法，用于分析液态乳和发酵乳等乳制品中的乳果糖含量。结论1）运用ACQUITY UPC²-QDa系统，结合 ACQUITY UPC² Torus DEA色谱柱的分离，成功建立了乳果糖的测定方法，方法定量限能达到2.5mg/L，满足低浓度检测要求。2）本检测方法能够使样品中的蔗糖和乳糖与乳果糖达到基线分离，从而有效地去除干扰，方法稳定可靠，可用于乳和酸奶中乳果糖的检测。