C 12 H 22 O 11 C 12 H 22 O 11 C 12 H 22 O 11 图 1. 本研究所分析的糖类化合物的结构和分子式 图 2. 配备了 PDA 和 ACQUITY QDa 质谱检测器的 ACQUITY Arc 系统 2

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1 [ 应用纪要 ] 利用 ACQUITY Arc 系统和 ACQUITY QDa 质谱检测器分析牛奶和婴儿配方奶粉中的单糖和双糖 Mark Benvenuti Gareth Cleland 和 Jennifer Burgess 沃特世公司 ( 美国马萨诸塞州米尔福德 ) 应用优势 ACQUITY Arc 系统提供了两种流路选择, 可模拟 HPLC 或 UHPLC 分离 可实现葡萄糖和半乳糖这对难分离异构体的色谱分离 ACQUITY QDa 质谱检测器为常用于碳水化合物分析的示差折光 (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, 人们会向加工后的食品中添加一些糖类 随着发达国家中日益增高的肥胖症和糖尿病患病率, 近年来对于监控糖类摄入量的需求不断增加 因此, 为了符合日益严苛的法规要求, 需要在食品标签上提供准确的糖含量信息 而这些化合物的分析极具挑战性, 因为它们的化合物结构中缺少发色团, 并且各种分子间十分相似, 其中许多互为简单异构体 结构和分子式如图 1 所示 HPLC 凭借其分离能力 准确度和分析速度, 已经成为糖类分析的不二之选 1 HPLC 技术通常采用 RI 或 ELS 检测 RI 检测要求对流动相进行谨慎控制, 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 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 常常无法实现在复杂基质中检测糖类所需的灵敏度 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 质谱检测器可降低检测限, 并能够获取样品中各组分的质谱信息 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 质谱检测器与 ACQUITY Arc 系统相结合, 用于分析牛奶和婴儿配方奶粉中的糖类 沃特世解决方案 ACQUITY Arc 系统 ACQUITY QDa XBridge BEH Amide XP 色谱柱 关键词质谱检测, 婴儿配方奶粉, 牛奶, 碳水化合物, 单糖和多糖 1

2 C 12 H 22 O 11 C 12 H 22 O 11 C 12 H 22 O 11 图 1. 本研究所分析的糖类化合物的结构和分子式 图 2. 配备了 PDA 和 ACQUITY QDa 质谱检测器的 ACQUITY Arc 系统 2

3 实验 LC 条件 LC 系统 : ACQUITY Arc 流路 1 运行时间 : 3. 色谱柱 : XBridge BEH Amide XP 2.5 µm, mm 柱温 : 85 C 流动相 : 乙腈 : 水 :2- 丙醇 (9:5:5) 含.5% 二乙基胺和 5 ppb 盐酸胍 流速 :.8 ml/ 进样体积 : 1 µl MS 条件 MS 系统 : ACQUITY QDa (Performance) 电离模式 : ESI- 毛细管电压 :.8 V 锥孔电压 : 5. V 探头温度 : 6 C 采集速率 : 2 Hz 全扫描 : 1-5 m/z 曲线拟合 : 二次曲线,1/x 加权 平滑 : 均值,7 级 标准品制备 使用乙腈 - 水 (1:1) 制备含上述 7 种糖类的储备溶液, 浓度为 5 mg/l 将该 储备溶液进一步稀释为 9 个不同的浓度 ( 和 5 mg/l) 样品制备 脱脂奶粉 乳制婴儿配方奶粉 大豆蛋白婴儿配方奶粉和低脂奶粉 根据 2 Chavez-Servin 等人所述的步骤制备了上述样品, 操作如下 : 将约.6 g 样品加入 25 ml 容量瓶中 加入 1 ml 乙腈 - 水 (1:1) 在 6 C 水浴中超声 25 冷却, 加入 25 µl Carrez 1* 试剂, 搅拌 1 加入 25 µl Carrez 2** 试剂, 搅拌 1 加入 5 ml 乙腈, 混合 用乙醇 - 水 (1:1) 定容至 25 ml 充分混合并转移到 5 ml 离心管中, 使其沉淀 以 2465g rcf 离心 3 使用.2 µm PVDF 滤膜过滤上清液 *Carrez 1 试剂 : 将.36 g K 4 [Fe(CN 6 ).3H 2 溶于 1 ml 水中 **Carrez 2 试剂 : 将.72 g ZnSO 4.7H 2 O 溶于 1 ml 水中 将上清液分别用 1:1 1:5( 用于分析蔗糖和乳糖 ) 和 1:2( 用于分析果糖 葡萄糖 半乳糖和肌醇 ) 的水 : 乙腈进行稀释 最终的定量计算中还应考虑 25 的初始稀释倍数 SIR {M+Cl - } - :. 果糖 葡萄糖 半乳糖 肌醇 377. 蔗糖 乳糖 麦芽糖 3

4 结果与讨论图 2 展示了配备有 ACQUITY QDa 质谱检测器和 PDA 检测器的 ACQUITY Arc 系统 尽管图中展示了 PDA, 但是 UV 检测器不用于此次分析 图 3 显示了在本研究中使用的 5 ppm 水平 ( 标准品 5) 下 7 种糖标准品的 SIR 色谱图 标注的 m/z( 和 377) 代表 [m+ Cl] - 加合物的 m/z 图 4 展示了分析物的质谱 向流动相中加入盐酸胍可使平衡向氯代加合物方向移动, 单糖和肌醇为 m/z, 双糖为 377m/z 请注意, 使用这种化学物质后, 半乳糖和葡萄糖以及在麦芽糖和在其之前洗脱的乳糖均实现了基线分离 图 3. 研究中使用的 7 种糖标准品的 SIR 色谱图, 所标注的 m/z 表示 [m+ Cl] - 加合物 m/z 图 4. 从 7 种糖标准品的 SIR 图中提取的质谱信息 标注的 m/z 代表 [m + Cl] - 加合物的 m/z 4

5 图 5 显示了 5 ppm 的糖标准品 ( 标准品 5) 以及乳制和大豆蛋白婴儿配方奶粉在 m/z 处的 SIR 色谱图 可以看到大豆蛋白配方奶粉中不 存在半乳糖, 这点与预期相同 两种配方奶粉中均含有肌醇, 因为它是婴儿配方奶粉中的重要营养成分 3 图 6 中突出显示了肌醇 1.4x ppm 7.x x1 6 7.x x1 6 7.x 图 5. 标准品 5 乳制婴儿配方奶粉和大豆蛋白婴儿配方奶粉在 m/z 处的果糖 半乳糖和葡萄糖的 SIR 色谱图 ppm 图 6. 标准品 5 乳制婴儿配方奶粉和大豆蛋白婴儿配方奶粉中肌醇的标注 SIR 图谱 5

6 图 7 显示了 5 ppm 的糖标准品 ( 标准品 5) 以及乳制和大豆蛋白婴儿配方奶粉在 m/z 377 处的 SIR 色谱图 从图中可以看出大豆蛋白配方奶 粉中不含乳糖, 但含有蔗糖和麦芽糖, 而乳制婴儿配方奶粉中则不存在这两种糖 这也和预期相同, 因为这两种糖来自植物, 如未经过人工添加不应出现在乳制基质中 图 8 展示了分析物的校准曲线 所有分析物的回归系数 (R 2 ) > ppm 图 7. 标准品 5 乳制婴儿配方奶粉和大豆蛋白婴儿配方奶粉中蔗糖 乳糖和麦芽糖的标注 SIR 图谱 4x1 7 2x1 7 R x1 7 2x1 7 6x1 7 R x1 7 R x x1 7. R x1 7 4x1 7 R x1 7 2x1 7 R x1 7 3x1 7 R 图 8. 显示 R 2 值的 7 个糖标准品的校准曲线, 其中使用了二次拟合 6

7 表 1 列出了所研究糖的定量值 乳制婴儿配方奶粉和大豆蛋白婴儿配方奶粉中的肌醇值通常与 Indyk 报道的值一致 4 同样, 乳制婴儿配方奶粉中的乳糖值通常与 Ferreira 报道的一致 5 表 2 列出了大豆蛋白婴儿配方奶粉 7 次进样所得的重现性数据 RSD 的重现性 <.25%, 含量重现性则为 8.2% 样品 果糖 半乳糖 葡萄糖 肌醇 蔗糖 乳糖 麦芽糖 脱脂奶粉 ND ND 乳制婴儿配方奶粉 ND ND 大豆蛋白婴儿配方奶粉.481 ND ND 低脂奶粉 ND ND ND 表 1. 在本研究中, 对各种乳制品和婴儿配方奶粉进行定量研究时计算所得的浓度 (g/kg) 分析物 RT %RSD 含量 %RSD 果糖 葡萄糖 肌醇 蔗糖 麦芽糖 表 2. 大豆蛋白婴儿配方奶粉七次进样的保留时间 (Min) 和含量 (g/kg) 的重现性数据 结论 由于混合了相似度很高的紫外透光性化合物, 因此乳制品的碳水化合物分析极具挑战性 ACQUITY Arc 系统 ACQUITY QDa 质谱检测器和 XBridge BEH Amide 色谱柱的结合为科研人员带来了高性能 高分离度 灵敏度和高通量, 并且相比为 RI 和 ELS 提供了分子量信息, 实现了更多优势 : 通过将保留时间和质量分析相结合, 为化合物鉴定提供改善的分析选择性 利用灵敏且选择性出色的检测器对紫外透光性分子进行检测 实现半乳糖和葡萄糖这对难分离异构体的色谱分离 参考文献 1. IMPLVO Ferreira, et al.deteration of Sugars and Some Other Compounds in Infant Formula, Follow Up Milks and Human Milk by HPLC-UV/RI. Carbohydr Polym.37: (3) , JL Chavez-Servin et al Analysis of Mono and Di-Saccarides in Milk Based Formulae by High Performance Liquid Chromatography with Refractive Index Detection. J Chrom A. 143: (2) 211-, HE Indyk and DC Woolard. Deteration of Free Myo-Inositol in Milk and Infant Formula by High Performance Liquid Chromatography. Analyst. 119: , Ibid p Ferreira, Op.Cit. p 227. 沃特斯中国有限公司沃特世科技 ( 上海 ) 有限公司 Waters ACQUITY QDa XBridge 和 The Science of What s Possible 是沃特世公司的注册商标 ACQUITY Arc 是沃特世公司的商标 其它所有商标均归各自的拥有者所有 216 年沃特世公司 中国印刷 216 年 7 月 ZH AG-PDF 北京 : 上海 : 广州 : 成都 : 香港 : 免费售后服务热线 :8 (4)

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JP_Cn_Cover1 º º º º º º º º º º º º º º º AS "Jaunpils Pienotava" 奶酪 "KURZEMES" "JAUNPILS ZELTA" 半硬质成熟奶酪 口感酸甜 呈半硬质 均匀浓稠 它是一种半硬质含脂肪的成熟型奶酪 带有香甜的奶油味和巴氏杀菌乳的芳香 干酪孔眼分布不规则 奶酪呈淡黄色 呈半硬质 均匀浓稠 干酪孔眼分布不规则 呈淡黄色 为公司独家生产的一种奶酪 固态脂肪含量

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