CN105548436A - 婴幼儿食品中低聚半乳糖含量的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种婴幼儿食品中低聚半乳糖含量的检测方法，采用与样品中添加的低聚半乳糖的品牌号相同的低聚半乳糖作为标准物，配制成不同浓度的标准工作液；称取两份相同质量的样品，一份加入标准物，加水溶解后配成加标液，另一份直接加水配成相同体积的样品液，将加标液和样品液经预处理后连同工作液依次加至离子色谱仪中进行梯度洗脱，分别得到色谱图；将加标液和样品液的色谱图进行对比后筛选出用于定量的特异峰，根据特异峰进行定量计算，得到婴幼儿食品中低聚半乳糖含量。该检测方法步骤简单，无需复杂操作，最大程度减少了不确定因素带来的误差。

Description

婴幼儿食品中低聚半乳糖含量的检测方法

技术领域

本发明涉及乳制品检测领域，具体而言，涉及婴幼儿食品中低聚半乳糖含量的检测方法。

背景技术

低聚半乳糖不能被人体上消化道消化吸收，可以直接进入大肠，具有低能量、促进肠道双歧杆菌的增殖、改善矿物质元素的吸收、防止骨质减少、改善脂质代谢、预防和治疗便秘、低致龋齿性、生成营养物质、改善营养状况、提高免疫力、增强抗肿瘤和抗衰老的功能。我国卫生部已经批准低聚半乳糖为新资源食品，并且允许添加在婴幼儿食品、乳制品、饮料、焙烤食品和糖果中，食用量每天不超过15克。

由于低聚半乳糖是人体肠道中双歧杆菌、嗜酸乳酸杆菌等有益菌极好的营养源和有效的增殖因子，可以改善人体肠道的消化吸收功能，所以，婴幼儿食品中常常添加低聚半乳糖这一营养成分。

生产厂家在生产婴幼儿食品的过程中，将低聚半乳糖原料按照一定的比例添加至原料中制得婴幼儿食品成品。在出厂检验时，为了确保成品中低聚半乳糖的含量符合添加要求，需要对其含量进行检测，符合低聚半乳糖添加标准的方可作为成品进行销售。因此，婴幼儿食品中低聚半乳糖含量的检测结果是否准确至关重要。

公布号为CN104655771A的专利公开了一种测定配方奶粉中低聚半乳糖含量的检测方法，用热的磷酸盐缓冲液从待测样品中提取低聚半乳糖和乳糖，用β-半乳糖苷酶将提取液中的低聚半乳糖水解，离心，取上清液过微孔滤膜，氮气吹干或低温真空干燥后，BSTFA衍生，用丙酮定容。采用气相-质谱联用法分别测定提取原液中游离的半乳糖和乳糖，和酶解分解液中低聚半乳糖和乳糖释放出的半乳糖总量，用酶解分解液后的半乳糖含量减去提取原液的半乳糖含量和乳糖酶解产生的半乳糖含量，计算出样品中低聚半乳糖的含量。

上述检测方法的步骤复杂容易产生较大误差，且β-半乳糖苷酶自带少量乳糖，在酶解时被水解，在检测体系中引入外来乳糖，影响检测准确度。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于生产厂家在出厂前对婴幼儿食品中添加的低聚半乳糖含量进行检测方法。该检测方法针对现有检测方法中因采用酶解而在检测体系中引入外来乳糖，导致检测结果的准确度无法保证且步骤复易产生较大误差的缺陷，选择与婴幼儿食品中添加的低聚半乳糖的品牌号相同的低聚半乳糖作为标准物添加至样品中配成加标液，与样品液经过相同的处理后得到色谱峰，将两者的色谱峰进行对比，筛选出用于定量的特异峰，以此计算得到婴幼儿食品中低聚半乳糖的含量。由于本发明提供的检测方法是直接通过确定低聚半乳糖的色谱峰而进行定量计算，不通过检测乳糖的含量来推算出低聚半乳糖的含量，从而无需使用酶对检测样品进行酶解，也就不存在因酶水解而在检测体系中引入外来乳糖的问题，保证了检测结构的准确性。而且，本发明提供的检测方法步骤简单，无需复杂的操作，最大程度地减少了检测过程中的不确定因素带来的误差。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种婴幼儿食品中低聚半乳糖含量的检测方法，包括如下步骤：

(1)采用与样品中添加的低聚半乳糖的品牌号相同的低聚半乳糖作为标准物，配制成不同浓度的标准工作液；

(2)称取两份相同质量的样品，一份加入所述标准物，加水溶解后配成加标液，另一份直接加水配成相同体积的样品液，将所述加标液和所述样品液经预处理后连同所述工作液依次加至离子色谱仪中进行梯度洗脱，并分别得到色谱图；

(3)将所述加标液和所述样品液的色谱图进行对比后筛选出用于定量的特异峰，拟合得到所述工作液的标准曲线，再根据样品液色谱图中特异峰的峰面积找出所述标准曲线上对应的浓度，得到婴幼儿食品中低聚半乳糖含量。

本发明提供的检测方法的检测原理如下：

选择与婴幼儿食品中添加的低聚半乳糖的品牌号相同的低聚半乳糖作为标准物，配制成不同浓度的工作液。由于所用的标准物与婴幼儿食品中的低聚半乳糖出自同一生产厂家，确保标准物在色谱检测过程中和婴幼儿食品中的低聚半乳糖具有相同的色谱行为和响应特性。

其次，在样品液中添加一定量的标准物作为加标液，将加标液和样品液经过相同的处理后进样至离子色谱仪中进行检测。由于加标液中的样品质量和样品液中的样品质量相同，且加标液和样品液均经过相同的处理，从而使得两者的色谱图在相同保留时间处具有峰形相同的色谱峰，这一色谱峰既包含低聚半乳糖的色谱峰也包含食品中其它组分的色谱峰，但由于加标液中低聚半乳糖的含量大于样品液，而其他组分的含量均相同，因此，加标液中低聚半乳糖生成的色谱峰虽然和样品液中的低聚半乳糖生成的色谱峰具有相同的保留时间和峰形，但前者的峰高一定大于后者，即前者的峰面积一定大于后者。因此，可通过对比筛选出食品中低聚半乳糖生成的特异峰，将其用作定量计算。根据不同浓度工作液的特异峰的峰面积得到标准曲线，后根据所述样品液中特异峰的峰面积，找出所述标准曲线上对应的浓度，得到所述样品液中低聚半乳糖的浓度，计算得到婴幼儿食品中低聚半乳糖含量。

由上述内容可以看出，本发明提供的检测方法是直接通过确定低聚半乳糖的色谱峰而进行定量计算的，由于不通过检测乳糖的含量来推算出低聚半乳糖的含量，从而无需使用酶对检测样品进行酶解，也就不存在因酶水解而在检测体系中引入外来乳糖的问题，保证了检测结构的准确性。

本发明提供的检测方法步骤简单，无需复杂的操作，最大程度地减少了检测过程中的不确定因素带来的误差。

而且，本发明的检测方法中利用的离子色谱仪直接得到峰面积、拟合出标准曲线，得到样品液中低聚半乳糖的浓度，不但方便快捷，而且计算机操作也进一步保证了结果的准确性。

利用离子色谱仪进行检测过程中，多种因素均会对色谱图产生影响。为了保证加标液和样品液中的低聚半乳糖产生的色谱峰峰形好，不拖尾，优选地，步骤(2)中，所述梯度洗脱的步骤中，所用的流动相包括超纯水、240-250mmol/LNaOH溶液、0.9-1.0mol/LCH₃COONa溶液加100-110mmol/LNaOH溶液组成的混合溶液和90-100mmol/LCH₃COONa溶液。

进一步优选地，步骤(2)中，所述梯度洗脱的步骤中，洗脱时间为60～65min，流动相的流速为0.40～0.45mL/min，且所述超纯水的体积分数为0-58％，所述NaOH溶液的体积分数为0-100％，所述混合溶液的体积分数为0-100％，所述CH₃COONa溶液的体积分数为0-45％。

其梯度洗脱的具体条件如下表所示，在离子色谱检测过程中，可根据下表设置离子色谱仪流动相的各个参数。

表1离子色谱仪流动相的参数设置表

基于同样的考虑，优选地，步骤(2)中，所述离子色谱仪的分析柱为3mm×150mmDionexCarboPacPA20，保护柱为3mm×30mmDionexCarboPacPA20。

进一步优选地，所述分析柱的柱温为30-35℃。

优选地，步骤(2)中，所述预处理的步骤具体包括：

将所述加标液和所述样品液在50-70℃下水浴，完成水浴后冷却至室温，再加入相同体积的乙腈，混匀后经高速离心获得上清液，依次取相同体积的所述加标液和所述样品液的上清液，加入等量水稀释后再过滤，收集滤液。

上述预处理步骤中，通过水浴使得加标液和样品液充分溶解，再通过加入乙腈去除加标液和样品液中的蛋白质和脂肪等大分子物质，避免对色谱图的峰形和峰位置产生影响；通过高速离心和过滤进一步将大分子物质沉淀。

为了保证离心效果，优选地，所述高速离心的步骤中，离心温度为20-25℃，转速为12000-13000rpm，且离心时间为15-20分钟。

为了保证过滤效果，优选地，所述过滤的步骤具体包括：

将稀释后的上清液依次通过0.22μm的PES滤膜。

优选地，步骤(3)中，当存在1个以上的特异峰时，分别测得所述工作液在每个特异峰处的标准曲线，后根据所述样品待测液中相应特异峰的峰面积，一一找出相应标准曲线上对应的浓度，取所有浓度的平均值作为所述样品液中低聚半乳糖的浓度。

优选地，步骤(3)中，所述将所述加标液和所述样品液的色谱图进行对比后筛选出用于定量的特异峰的步骤具体包括：

所述加标液和所述样品液的色谱图进行对比，选择保留时间和峰形相同且所述加标液的峰面积大于所述样品液的峰面积的色谱峰作为定量的特异峰。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的检测方法针对现有检测方法中因采用酶解而在检测体系中引入外来乳糖，导致检测结果的准确度无法保证且步骤复易产生较大误差的缺陷，选择与婴幼儿食品中添加的低聚半乳糖的品牌号相同的低聚半乳糖作为标准物添加至样品中配成定标液，与样品液经过相同的处理后得到色谱峰，将两者的色谱峰进行对比，选择保留时间和峰形相同且加标液峰面积大于样品液峰面积的色谱峰为特异峰进行相应的计算。由于本发明提供的检测方法是直接通过确定低聚半乳糖的色谱峰而进行定量计算，不通过检测乳糖的含量来推算出低聚半乳糖的含量，从而无需使用酶对检测样品进行酶解，也就不存在因酶水解而在检测体系中引入外来乳糖的问题，保证了检测结构的准确性。而且，本发明提供的检测方法步骤简单，无需复杂的操作，最大程度地减少了检测过程中的不确定因素带来的误差。

(2)本发明提供的检测方法中通过对离子色谱检测过程中的梯度洗脱条件、色谱柱条件进行优选，保证加标液和样品液中的低聚半乳糖产生的色谱峰峰形好，不拖尾。

(3)本发明提供的检测方法中在预处理过程中，通过水浴使得加标液和样品液充分溶解，再通过加入乙腈去除加标液和样品液中的蛋白质和脂肪等大分子物质，避免对色谱图的峰形和峰位置产生影响；通过高速离心和过滤进一步将大分子物质沉淀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为某品牌婴幼儿奶粉的样品液和加标液的色谱图；

图2为不同浓度的标准工作液的色谱图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本实施例中所用到的试剂和仪器的详细情况如下：

超纯水：电阻率达到18.2Ω；氢氧化钠：色谱纯，购于ACRORGANICS；醋酸钠：色谱纯，购于SIGMA；乙腈：色谱纯，购于SIGMA；氦气：设备级，纯度：99.996％。

离子色谱仪：ICS5000+，配备四元梯度泵，脱气装置，微量进样泵，脉冲电子检测器(1.0mm直径的金工作电极和DionexpH-Ag/AgCl参考电极，电池体作为返电极)以脉冲电流测定模式工作(PAD)。

检测器程序：波形选择标准糖四电位波形。

进样量：10μL。

称量天平：感量为1mg，恒温振荡水浴箱，高速冷冻离心机。

洗脱液的制备：

A为超纯水

准备3000mL超纯水，使用溶剂过滤器配合0.22μmNylon滤纸抽滤二次，转移1500mL已抽滤的超纯水至淋洗瓶A中备用。完成后连接色谱仪，通入氦气后轻柔摇匀。

B为250mmol/L氢氧化钠溶液

转移1400mL已抽滤的超纯水至淋洗瓶B中，吸取19.5mL50％氢氧化钠溶液到1400mL已抽滤的超纯水中，再使用已抽滤的超纯水定容到1500mL。完成后连接色谱仪，通入氦气后轻柔摇匀。

C为1.0mol/L醋酸钠溶液+100mmol/L氢氧化钠溶液组成的混合溶液

准备500mL超纯水至淋洗瓶C中，称取49.2±0.01g醋酸钠到500mL超纯水中定容到600mL，超声10min使醋酸钠完全溶解，使用溶剂过滤器配合0.22μmNYLON滤纸抽滤二次。抽滤完成后吸取3.12mL50％氢氧化钠溶液到该淋洗瓶中，完成后连接色谱仪，通入氦气后轻柔摇匀。

D为100mmol/L醋酸钠溶液

准备500mL超纯水至淋洗瓶D中，称取4.92±0.01g醋酸钠到500mL超纯水中定容到600mL，超声10min使醋酸钠完全溶解，使用溶剂过滤器配合0.22μmNYLON滤纸抽滤二次。完成后连接色谱仪，通入氦气后轻柔摇匀。

低聚半乳糖标准工作液的制备：

对某品牌婴幼儿奶粉中的低聚半乳糖含量进行检测，已知其低聚半乳糖含量的标识值为1.93％。

选择与待测样品中添加的低聚半乳糖的品牌号相同的低聚半乳糖原料作为标准物质。精密称取含有0.5g有效低聚半乳糖成分的低聚半乳糖原料，加水溶解至500mL容量瓶，定容至刻度，此为含低聚半乳糖1000mg/L的储备液。

精密量取储备液1.25mL、2.5mL、3.75mL、5.0mL、7.5mL，分别移至25mL容量瓶，加水定容至刻度，分别配成低聚半乳糖浓度为50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、300mg/L的标准工作液。

精密称取两份样品，每份样品的质量均为0.5g(精确至0.0001g)，分别置于10mL容量瓶中，一份加水4mL，振摇使溶解，作为样品液，标记为A，另一份再加入低聚半乳糖有效质量为0.01g的低聚半乳糖原料，加水使其体积达到4mL，作为加标液，标记为B。

将A和B均置于60℃的水浴条件下水浴60分钟，使样品充分溶解。为了保证溶解效果，也可在前20分钟内同时进行水浴和超声，后40分钟只进行水浴。

完成水浴后，将A和B冷却至室温，加乙腈定容至10mL，振摇使均匀。

完成定容后，A和B移至离心管，进行高速离心。离心机条件：温度为20摄氏度，转速为13000rpm，持续时间为20分钟。

完成离心后，取A和B上清液1mL，加水稀释至10mL，摇匀，过0.22μmPES滤膜，取滤液备用。

将收集到的A和B的滤液分别进样至离子色谱仪中，后再按高至低浓度将低聚半乳糖标准工作液进样至离子色谱仪中进行梯度洗脱，得到样品液、加标液和标准曲线工作液的色谱图。

将样品液和加标液的色谱图进行对比，保留时间和峰形相同且所述加标液的峰面积大于所述样品液的峰面积的色谱峰为特异峰。

测得不同浓度的工作液在特异峰处的峰面积，以峰面积为纵坐标，以工作液的浓度为横坐标，拟合得到标准曲线。

测得样品液中特异峰的峰面积，找出在标准曲线上对应的浓度，得到样品液中低聚半乳糖的浓度，换算即得婴幼儿食品中低聚半乳糖含量。

所述换算具体为：

式中，n为样品液到进样时稀释的倍数；C为样品液中低聚半乳糖的浓度，单位为mg/mL；V为样品液的体积，单位为mL；m为所述样品的的质量，单位为g。

当存在1个以上的特异峰时，分别测得工作液在每个特异峰处的标准曲线，后根据样品液中相应特异峰的峰面积，一一找出相应标准曲线上对应的浓度，取所有浓度的平均值作为样品液中低聚半乳糖的浓度。

在梯度洗脱的步骤中，其梯度洗脱的具体条件为：

所用离子色谱仪的分析柱为3mm×150mmDionexCarboPacPA20，保护柱为3mm×30mmDionexCarboPacPA20。

柱温控制在30℃。

检测结果：

如图1所示，线1为样品液的色谱图，线2为加标液的色谱图，两者对比后，选择1-1，2-2，3-3，4-4，5-5这5组峰为特异峰组，将其用作定量计算。

如图2所示，不同浓度的标准曲线工作液在选出的5个峰位处具有相应的色谱峰，且峰面积随着浓度的升高而增大。利用软件，以工作液浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，分别拟合得到5组峰处工作液的标准曲线，如表1所示。

表15组峰处分别拟合得到的标准曲线

根据得到的不同峰处的标准曲线以及图1中样品液的色谱图在相应特异峰处的峰面积，得到样品液中低聚半乳糖的浓度。如表2所示。再根据换算公式得到食品中低聚半乳糖的含量。

表2样品液中低聚半乳糖的浓度

此外，本发明还验证了该方法的准确性和精确性，对某品牌婴幼儿奶粉中低聚半乳糖含量进行重复性检测。其检测结果如表3所示。

表3重复性检测的对比结果

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种婴幼儿食品中低聚半乳糖含量的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采用与样品中添加的低聚半乳糖的品牌号相同的低聚半乳糖作为标准物，配制成不同浓度的标准工作液；

(2)称取两份相同质量的样品，一份加入所述标准物，加水溶解后配成加标液，另一份直接加水配成相同体积的样品液，将所述加标液和所述样品液经预处理后连同所述工作液依次加至离子色谱仪中进行梯度洗脱，并分别得到色谱图；

(3)将所述加标液和所述样品液的色谱图进行对比后筛选出用于定量的特异峰，拟合得到所述工作液的标准曲线，再根据样品液色谱图中特异峰的峰面积找出所述标准曲线上对应的浓度，得到婴幼儿食品中低聚半乳糖含量。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤(2)中，所述梯度洗脱的步骤中，所用的流动相包括超纯水、240-250mmol/LNaOH溶液、0.9-1.0mol/LCH₃COONa溶液加100-110mmol/LNaOH溶液组成的混合溶液和90-100mmol/LCH₃COONa溶液。

3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，步骤(2)中，所述梯度洗脱的步骤中，洗脱时间为60～65min，流动相的流速为0.40～0.45mL/min，且所述超纯水的体积分数为0-58％，所述NaOH溶液的体积分数为0-100％，所述混合溶液的体积分数为0-100％，所述CH₃COONa溶液的体积分数为0-45％。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤(2)中，所述离子色谱仪的分析柱为3mm×150mmDionexCarboPacPA20，保护柱为3mm×30mmDionexCarboPacPA20。

5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述分析柱的柱温为30-35℃。

6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤(2)中，所述预处理的步骤具体包括：

将所述加标液和所述样品液在50-70℃下水浴，完成水浴后冷却至室温，再加入相同体积的乙腈，混匀后经高速离心获得上清液，依次取相同体积的所述加标液和所述样品液的上清液，加入等量水稀释后再过滤，收集滤液。

7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述高速离心的步骤中，离心温度为20-25℃，转速为12000-13000rpm，且离心时间为15-20分钟。

8.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述过滤的步骤具体包括：

将稀释后的上清液依次通过0.22μm的PES滤膜。

9.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤(3)中，当存在1个以上的特异峰时，分别测得所述工作液在每个特异峰处的标准曲线，后根据所述样品液中相应特异峰的峰面积，一一找出相应标准曲线上对应的浓度，取所有浓度的平均值作为样品液中低聚半乳糖的浓度。

10.根据权利要求1～9任一项所述的检测方法，其特征在于，步骤(3)中，所述将所述加标液和所述样品液的色谱图进行对比后筛选出用于定量的特异峰的步骤具体包括：

所述加标液和所述样品液的色谱图进行对比，选择保留时间和峰形相同且所述加标液的峰面积大于所述样品液的峰面积的色谱峰作为定量的特异峰。