实验 UPLC 条件系统 : ACQUITY UPLC H-Class 运行时间 : 17.0 min 色谱柱 : ACQUITY UPLC BEH Amide 1.7 µm mm 柱温 : 35 流动相 : 75:25 乙腈 / 水 10 mm NH 4 HCO 3 溶液, 0.1

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1 [ 应用纪要 ] 使用 ACQUITY UPLC H-Class 系统和 ACQUITY QDa 检测器分析牛奶和婴儿配方奶粉中的单糖和双糖 Mark E. Benvenuti,Dimple Shah 和 Jennifer A. Burgess 沃特世公司 ( 美国马萨诸塞州米尔福德 ) 应用优势 ACQUITY QDa 检测器通过将保留时间和质谱分析相结合, 为化合物鉴定提供了更优的分析选择性 从食品中存在的不同糖类和糖醇类获取信息量丰富的数据 ACQUITY QDa 检测器为常用于碳水化合物分析的折射率 (RI) 或蒸发光散射 (ELS) 检测器提供了互补检测 简介糖类和糖醇类均为碳水化合物, 是食品中的天然成分, 具有重要的营养价值 为了增加香味或模仿新鲜食品, 加工后的食品中会添加一些糖类 近年来, 随着发达国家人口肥胖症和糖尿病患病率日益增高, 糖类摄入量的进一步监控需求也不断增加 因此, 为满足日益严苛的法规要求, 食品标签上需提供准确的糖含量信息 糖类和糖醇类的分析极具挑战性, 因为它们的化合物结构中缺乏发色团, 并且各种分子间十分相似, 其中许多互为异构体 凭借良好的分 1,2 离能力 准确度和分析速度,HPLC 已经成为糖类分析的不二之选 HPLC 技术采用了 RI 或 ELS 检测 RI 检测要求对流动相进行谨慎控制, 以避免在分析中发生任何变化, 因此需要等度洗脱 采用 RI 检测时, 难以在一次分析到下一次分析之间改变流动相组分, 这是因为在使用不同的流动相组分时,RI 检测器可能需要数小时才能达到平衡, 甚至当使用一批新的相同流动相时,RI 仍能检测到细小的变化而导致基线变化 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 常常无法实现复杂食品基质中糖类检测所需的灵敏度和选择性 沃特世解决方案 ACQUITY UPLC H-Class 系统 ACQUITY QDa 检测器 ACQUITY UPLC BEH Amide 色谱柱 Sep-Pak C 18 小柱 另一种方法是采用带有电喷雾离子源 (ESI) 的质谱检测器 Waters ACQUITY QDa 检测器可降低检测限, 并能够获取样品中组分的相关质谱信息 色谱保留时间和质量数信息的这一组合为糖类和糖醇类的分析提供了改善的选择性 ACQUITY QDa 检测器是唯一一款专为与 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 HPLC 的用户无需过多的培训, 就能快速地利用质谱检测实现更佳的选择性和灵敏度 在本应用纪要中, 介绍了将 ACQUITY QDa 检测器与 ACQUITY UPLC H-Class 系统相结合, 用于分析牛奶和婴儿配方奶粉中的糖类 关键词 QDa, 牛奶, 婴儿配方奶粉, 糖类, 碳水化合物,,, 果糖, 葡萄糖,,, 单糖 1

2 实验 UPLC 条件系统 : ACQUITY UPLC H-Class 运行时间 : 17.0 min 色谱柱 : ACQUITY UPLC BEH Amide 1.7 µm mm 柱温 : 35 流动相 : 75:25 乙腈 / 水 10 mm NH 4 HCO 3 溶液, 0.1% NH 4 OH 溶液流速 : 0.13 ml/min 进样体积 : 0.7 µl 标准品制备用水配制五种食用糖 ( 果糖 葡萄糖 和 ) 和的 1000 mg/l 储液 再利用这些储液, 用 50:50 水 / 乙腈溶液配制 50 mg/l 的混合储液 根据需要, 用 50:50 水 / 乙腈溶液进一步稀释此储液, 以测定分析物的保留时间 样品制备按照 Chavez-Servin 等人描述的方法, 制备了全脂牛奶 乳制婴儿配方奶粉和大豆蛋白婴儿配方奶粉的样品 3 将所得一部分上清液使用 Sep-Pak C 18 小柱进行通过式纯化处理 3 第二部分上清液不经过纯化直接进行分析, 所得结果相同 ( 数据未示出 ) 进样前, 用 50:50 水 / 乙腈溶液配制所有萃取物的稀释液 (1:500 和 1:20) 质谱条件 MS 系统 : ACQUITY QDa 检测器 电离模式 : ESI- 毛细管电压 : 0.8 V 锥孔电压 : 4.0 V 探头温度 : 600 采集速率 : 1 Hz 全扫描 : m/z SIR 质量数 : 见表 1 化合物 SIR(m/z) 果糖 葡萄糖 表 1. 用于单糖 双糖和的 SIR m/z 2

3 结果与讨论 图 1 显示了五种常见食用糖的分离结果, 包括两种单糖 ( 葡萄糖和果糖 ) 三种双糖 ( 和 ) 和一种糖醇 ( ) 为了分离双糖 ( 和 ), 采用了等度方法 对 每种碳水化合物进行了多个质量数监测 果糖 葡萄糖和均具有 180 的分子质量数 通过 使用 ESI, 形成了去质子化的分子离子,m/z 为 179 果糖和葡萄糖中丰度最高的离子是氯加 合物,m/z 为 215 据报道, 这类氯加合物已被用于一些糖类的 MS 分析, 因为氯加合物的 强度可以超过这些分析物的 4 本研究中的氯加合物来自环境中普遍存在的背景氯化物 的分析中同样也存在氯加合物, 但比 m/z 179 的响应弱 分析结果显示具有两种丰富离 子 :m/z 341 处的去质子化分子离子和 m/z 377 处的氯加合物 和在 m/z 377 处产生主要 的氯加合物离子 图 1 中的叠加图显示了浓度为 20 ppm 的 SIR 谱图, 具有 和 的化合物明 显出现多个响应 果糖 葡萄糖 m/z 377 m/z m/z 果糖 葡萄糖 Minutes 图 1. 使用等度分离分析单糖 双糖和糖醇的 20 ppm 混合标准品的多 SIR 通道 (m/z 和 377) 叠加色谱图 3

4 是一种重要的糖醇, 在人类母乳中含量高 在婴儿配方奶粉中补充, 可确保婴儿能从配方奶粉中获取与人类母乳等量的 5 使用上述等度方法, 在约 15 分钟处与发生部分共洗脱 对于 RI 或 ELS 检测而言, 这将会影响和检测的准确性 然而借助质谱检测, 该问题便能迎刃而解, 因为利用和的不同分子量可分别对其进行评估 图 2 中的结果证实了这一点, 其中显示了和各自的 SIR 通道 2A. m/z 377 2B. m/z 179 为不耐症患者或乳制品过敏消费者生产的一些不含的替代食品中, 和的分离十分重要 也是大豆中的主要碳水化合物 6, 通常被用作无食品中的乳制品替代物 为了测定存在与否, 必须将其从具有相同分子质量数的中分离出来 因此, 只有结合 LC 和 MS 的互补选择性才能实现化合物的鉴定 图 3 显示了两种不同的婴儿配方奶粉以及一种含有和的标准品的分析结果 正如色谱图所示, 乳制婴儿配方奶粉中存在, 但不含可检出水平的 大豆蛋白婴儿配方奶粉则恰好相反, 不含可检出水平的 图 2A. m/z 377 的 SIR 色谱图, 图中显示了 和的洗脱 2B. m/z 179 的 SIR 色谱图, 显示了的洗脱 由于的质量数不同, 尽管它与发生了部分共洗脱, 仍可使用质谱检测器进行选择性分析 A. 混合标准品 B. 乳制婴儿配方奶粉 C. 大豆蛋白婴儿配方牛奶 图 3. m/z 377 的 SIR 色谱图 :A. 20 ppm 的糖类标准品 B. 乳制婴儿配方奶粉和 C. 大豆蛋白婴儿配方奶粉 4

5 结论 参考文献 食品样品混合了紫外吸收相似度很高的化合物, 这对碳水化合物的分析极具挑战性 将 ACQUITY UPLC H-Class 系统和 ACQUITY QDa 检测器联用的 UPLC 分离方法为科研人员带来了高分离度 灵敏度和高通量, 并且为 RI 和 ELS 提供了补充性质谱检测器, 实现了更多优势 : 通过将保留时间和质量分析相结合, 改善化合物鉴定的分析选择性 利用灵敏且选择性佳的检测器对有紫外吸收的分子进行检测 能够通过荷质比区分共洗脱组分 无需对全部组分进行基线分离, 为方法开发减轻了负担 1. L C Nogueiraa, F Silvab, I M P L V O Ferreirab, L C Trugoa. Separation and quantification of beer carbohydrates by high-performance liquid chromatography with evaporative light scattering detection. J Chrom A (2): , February I M P L V O Ferreira, A M P Gomes, M A Ferreira. Determination of sugars, and some other compounds in infant formulae, follow-up milks and human milk by HPLC-UV/RI. Carbohydr Polym. 37 (3): , J L Chávez-Servín, A I Castellote, M C López-Sabater. Analysis of mono- and disaccharides in milk-based formulae by high-performance liquid chromatography with refractive index detection. J Chrom A (2): , E Rogatsky, H Jayatillake, G Goswami, V Tomuta, D Stein. Sensitive LC-MS Quantitative Analysis of Carbohydrates by Cs+ Attachment. JASMS. 16 (11): , H E Indyk, D C Woollard. Determination of free myo-inositol in milk and infant formula by high-performance liquid chromatography. Analyst. 119: , M Kizito, E Iheanacho. Comparative Studies of the Nutritional Composition of Soy Bean (glycine max) and Lima Bean (phaseolus lunatus). Scientia Africana. 9 (2): 29-35, 能够在单一系统上采用多种方法, 并在不同的方法条件之间快速转换 沃特斯中国有限公司沃特世科技 ( 上海 ) 有限公司 Waters,ACQUITY UPLC,ACQUITY,QDa,UPLC,Sep-Pak 和 The Science of What s Possible 是沃特世公司的注册商标 其它所有商标均归各自的拥有者所有 2014 年沃特世公司 印制于中国 2014 年 4 月 ZH AG-PDF 北京 : 上海 : 广州 : 成都 : 香港 : 免费售后服务热线 :800 (400)

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