CN110927282A - 一种木糖母液中多种单糖组分的快速定量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种木糖母液中多种单糖组分的快速定量方法，利用色谱分析方法对木糖母液待测样品中葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖共五种组分同时进行含量测定和分析，实现一次性完成木糖母液中的各组分分析，各组分物质峰型尖锐，分离效果显著；在25min内完成分析，分析时间短；所使用的设备较常见，流动相配制简单，方法容易实现，检测成本相对较低。通过标准溶液外标法进行计算，得到木糖母液中各组分的含量。该方法得出的标准曲线的线性关系良好，精密度和准确度高，测定结果可靠，检测效率高，可批量操作。

Description

一种木糖母液中多种单糖组分的快速定量方法
技术领域
本发明属于木糖母液组分测定技术领域，特别涉及一种木糖母液中多种单糖组分的快速定量方法。
背景技术
结晶木糖是由稻草、玉米芯、木屑等富含半纤维素的植物经水解精制而成。木糖母液是木糖结晶离心后剩下的糖液，主要成分为葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖等单糖。其中，木糖、阿拉伯糖等成分浓度高，经济价值大，所以近年来，如何提高木糖母液的利用率，越来越受到生产厂家的重视。为了更好的综合利用木糖母液，需要及时地对其组分进行分析确认。
目前常用于糖类物质分析的方法为色谱法，如国家标准《GB/T 23532-2009木糖》和行业标准《QB/T 4321-2012阿拉伯糖》中给出木糖和阿拉伯糖的测定是采用钙型色谱柱，通过配有示差检测器的液相色谱仪分析得到；国家标准《GB/T 20880-2018食用葡萄糖》中给出葡萄糖测定是采用氢型色谱柱，通过配有示差检测器的液相色谱仪分析得到；国家标准《GB 5009.8-2016食品安全国家标准食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》中给出采用氨基色谱柱，通过配有示差检测器的液相色谱仪分析测定食品中糖类组成成分；行业标准《NY/T 2279-2012食用菌中岩藻糖、阿糖醇、海藻糖、甘露醇、甘露糖、葡萄糖、半乳糖、核糖的测定离子色谱法》中给出通过配有电化学检测器的离子色谱仪测定食用菌中的糖类和糖醇类物质成分。
综上可知，目前各糖类物质的检测色谱条件并不相同，暂不能实现同时进行葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖以及甘露糖的检测分析。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有的检测方法无法实现同时对木糖母液中葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖组分的检测分析，本发明建立了一种木糖母液中多种单糖组分的定量分析方法，该方法简单易行、快速、方便、稳定，达到了在25min内进行各组分间的分离与浓度检测的目的。
本发明是这样实现的，提供一种木糖母液中多种单糖组分的快速定量方法，包括如下步骤：
步骤一、选取玉米芯来源或木质来源的木糖母液待测样品用滤膜过滤后装入待测瓶中；
步骤二、对待测瓶中的木糖母液待测样品进行色谱分析，得到待测样品的色谱图，其中，色谱分析时的条件是：SHODEX SUGAR SP0810色谱柱，柱温75℃～80℃；超纯水作为流动相，进样量20μL，流速0.6mL/min；示差折光检测器，检测器温度40℃～45℃；
步骤三、对步骤二的色谱图进行分析，分别得到待测样品中葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖共五种组分的峰面积，再根据事先得到的该五种组分的标准样品的峰面积与其浓度的标准曲线，从而计算出木糖母液待测样品中该五种组分的浓度，其中，该五种组分的标准样品的峰面积与其浓度的标准曲线也是分别采用与步骤二相同的色谱分析条件测定的。与现有技术相比，本发明的木糖母液中多种单糖组分的快速定量方法具有以下特点：
1、利用SUGAR SP0810柱，柱温75℃～80℃；示差检测器，检测器温度40℃～45℃；流动相为超纯水，进样量为20μL；流速为0.6mL/min，实现一次性完成木糖母液中的组分分析，各物质峰型尖锐，分离效果显著；在25min内完成分析，分析时间较短；所使用的设备较常见，流动相配制简单，方法容易实现，检测成本相对较低。
2、通过五种组分的标准曲线的绘制可知，各组分标准样品均具有良好的线性关系，相关系数达到0.999以上。
3、由精密度实验结果可知，各组分保留时间与峰面积的相对标准偏差(RSD％)均小于等于0.4，精密度高。
4、由准确度实验结果可知，各组分的回收率(RSD％)在96％～102％之间，准确率高。
附图说明
图1为采用本发明的快速定量方法测定的混合单糖包含葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖标准样品的检测色谱图；
图2为采用本发明的快速定量方法测定的玉米芯来源的木糖母液检测样品的色谱图；
图3为采用本发明的快速定量方法测定的木质来源的木糖母液检测样品的色谱图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明一种木糖母液中多种单糖组分的快速定量方法的较佳实施例，包括如下步骤：
步骤一、选取玉米芯来源或木质来源的木糖母液待测样品用滤膜过滤后装入待测瓶中。
步骤二、对待测瓶中的木糖母液待测样品进行色谱分析，得到待测样品的色谱图，其中，色谱分析时的条件是：Shodex SUGAR SP0810色谱柱(300mm x 8.0mm)，柱温75℃～80℃；超纯水作为流动相，进样量20μL，流速0.6mL/min；示差折光检测器，检测器温度40℃～45℃。
步骤三、对步骤二的色谱图进行分析，分别得到待测样品中葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖共五种组分的峰面积，再根据事先得到的该葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖共五种组分的标准样品的峰面积与其浓度的标准曲线，从而计算出木糖母液待测样品中该五种组分的浓度，其中，该五种组分的标准样品的峰面积与其浓度的标准曲线也是分别采用与步骤二相同的色谱分析条件测定的。
本发明方法实现一次性完成木糖母液待测样品中的组分分析，各组分峰型尖锐，分离效果显著；在25min内完成分析，分析时间短；所使用的设备较常见，流动相配制简单，方法容易实现，检测成本相对较低。通过标准溶液外标法进行计算，得到木糖母液中各组分的含量。该方法得出的标准曲线的线性关系良好，精密度和准确度高，测定结果可靠，检测效率高，可批量操作。
首先对本发明方法的测试结果的精密度和准确度进行说明。
(1)标准样配制
用分析天平分别准确称取葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖标准样品各1.0g，精确至0.0001g，用水稀释定容至50mL容量瓶中。再经精密稀释，分别配制成含葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖0.5mg/mL、1.0mg/mL、2.5mg/mL、5.0mg/mL、10.0mg/mL、20.0mg/mL的系列混合标准溶液。
将上述五种标准样品溶液各分别用0.22μm微孔滤膜过滤后，依次装入2.0mL进样瓶中，准备待测。
(2)分析检测
分析条件：Shodex SUGAR SP0810色谱柱(300mm x 8.0mm)，柱温60℃；超纯水作为流动相，进样量20μL，流速0.6mL/min；示差折光检测器，检测器温度40℃。分别得到葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖共五种组分标准样品的色谱图，见图1所示。
①标准曲线：将得到的色谱图进行处理，以各组分标准样品溶液浓度(g/L)为横坐标，色谱图中各组分的峰面积为纵坐标，分别绘制出葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖的标准曲线，见下表1。
表1各组分标准样品的标准曲线
Figure BDA0002313673730000031
Figure BDA0002313673730000041
从上表1的标准曲线的相关系数可知，相关系数的数据均大于0.999，因此，在各标品标准曲线中，标准溶液浓度与其对应的组分的峰面积呈显著的正相关性，而且线性度很好。
②精密度试验：根据每次实验记录的各标准样品的保留时间与峰面积，记录各单糖组分的保留时间RSD％与峰面积的RSD％，结果见表2。
表2各标准样品的精密度实验数据
标准样品 保留时间RSD％ 峰面积RSD％
葡萄糖 0.12 0.18
木糖 0.11 0.17
半乳糖 0.10 0.40
阿拉伯糖 0.09 0.18
甘露糖 0.09 0.14
从上表2可以看出，各标准样品组分保留时间与峰面积相对标准偏差(RSD％)均小于等于0.40，因此，各个组分的出峰保留时间和峰面积稳定，重复性好，可以实现五种单糖的分离与检测，本发明方法的测定结果精密度高。
③准确度试验：为检测本发明分析方法的准确性，向实际木糖母液样品中加入一定量的标准样品，并用上述方法进行液相色谱分析，测定峰面积，计算回收率。
具体步骤是：取1g木糖母液样品分为A、B两组，A组加入100mL超纯水，采用与步骤二相同的色谱条件进行分析，根据各标准曲线图计算样品中各组分含量。B组加入10mL浓度为20mg/mL的葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖标准溶液，用超纯水稀释定容，充分混合后，采用与步骤二相同的色谱条件进行分析，根据各标准曲线图计算样品中各组分含量。根据上述实验数据计算回收率，结果见表3。
表3各标准样品的准确度实验数据
Figure BDA0002313673730000042
Figure BDA0002313673730000051
从上表3可以看出，各组分的回收率(RSD％)在96％～102％之间，各个组分在待测样品体系中稳定性好，可以准确测定出样品溶液中的组分浓度。
其次通过以下实施例进一步说明本发明的方法。
实施例1
采用本发明的木糖母液中多种单糖组分的快速定量方法对不同来源的木糖母液待测样品进行五种(葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖)单糖组分对比测定，包括如下步骤：
(11)木糖母液样品溶液的制备
共有两种来源的木糖母液，一种是玉米芯来源的木糖母液，另一种是木质来源的木糖母液；两种母液的制备过程相同，如下：
首先测定木糖母液中的固形物含量，再精密称取1.00g(干质量)木糖母液用水稀释定容至100mL容量瓶中，然后用0.22μm微孔滤膜过滤后，依次装入2.0mL进样瓶中，准备待测。
(12)两种木糖母液组分的分析检测
分析条件：Shodex SUGAR SP0810色谱柱(300mm x 8mm)，柱温80℃；超纯水为流动相，进样量20μL，流速0.6mL/min；示差折光检测器，检测器温度40℃；对两种来源的木糖母液中各组分的浓度进行分析。
玉米芯来源的木糖母液组分的分析色谱图见附图2所示，木质来源的木糖母液组分的分析色谱图见附图3所示，分析检测结果间如下表4。
表4两种不同来源的木糖母液样品各组分分析检测结果
Figure BDA0002313673730000052
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种木糖母液中多种单糖组分的快速定量方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、选取玉米芯来源或木质来源的木糖母液待测样品用滤膜过滤后装入待测瓶中；
步骤二、对待测瓶中的木糖母液待测样品进行色谱分析，得到待测样品的色谱图，其中，色谱分析时的条件是：SUGAR SP0810色谱柱，柱温75℃～80℃；超纯水作为流动相，进样量20μL，流速0.6mL/min；示差折光检测器，检测器温度40℃～45℃；
步骤三、对步骤二的色谱图进行分析，分别得到待测样品中葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖共五种组分的峰面积，再根据事先得到的该五种组分的标准样品的峰面积与其浓度的标准曲线，从而计算出木糖母液待测样品中该五种组分的浓度，其中，该五种组分的标准样品的峰面积与其浓度的标准曲线也是分别采用与步骤二相同的色谱分析条件测定的。
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