氣相色譜-質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定食醋中多種多元醇*

鄭彥婕，黎永樂，張協(xié)光，李碧芳

(深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院，廣東深圳，518000)

多元醇又稱糖醇，是醛糖或酮糖的羰基被還原成羥基的衍生物。一部分多元醇廣泛存在于植物以及微生物體內(nèi)，存在的形式有游離狀態(tài)、化合狀態(tài)，例如甘露醇、山梨醇、木糖醇等。發(fā)酵制品中多元醇的來源比較復(fù)雜，有部分學(xué)者認(rèn)為酒中的阿拉伯糖醇、木糖醇、甘露醇是在微生物發(fā)酵的過程中形成，也學(xué)者提出甘露醇主要是果糖經(jīng)微生物還原而成。發(fā)酵制品中多元醇的種類及含量是反映原材料、微生物環(huán)境與成品質(zhì)量的重要指標(biāo)。不同原料采用不同的微生物發(fā)酵會(huì)得到不同的多元醇［1］。食醋中多元醇如赤蘚糖醇、阿拉伯糖醇、甘露醇等，是食醋甜味來源之一，對(duì)醋的風(fēng)味產(chǎn)生了極大的影響。Antonelli等［2］分析了100多個(gè)醋樣品發(fā)現(xiàn)，通過分析多元醇的含量可將蘋果醋與酒醋進(jìn)行區(qū)分，其中蘋果醋中山梨醇含量高，而酒醋中各種多元醇含量都較低，由此提出了通過多元醇含量的測(cè)定對(duì)醋進(jìn)行分類的方法。

多元醇的測(cè)定方法有氣相色譜法(GC)和高效液相色譜法(HPLC)［3－4］，但是用 HPLC 測(cè)定多元醇時(shí)，供選擇的檢測(cè)器非常有限，示差折光檢測(cè)器(RI)靈敏度低，并且不能進(jìn)行梯度淋洗，達(dá)不到良好的分離效果。采用氣相色譜法則需要對(duì)樣品中的多元醇進(jìn)行衍生［5－7］，衍生化的方法主有硅烷化、乙?；ǖ取?/p>

由于食醋中各種有機(jī)酸、氨基酸、糖類含量較高，給食醋中多元醇的準(zhǔn)確測(cè)定帶來較大的干擾，本文通過研究食醋中多元醇的前處理與分析方法，并采用該方法對(duì)不同的食醋進(jìn)行分析，擬找出不同食醋中多元醇含量的差異。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

TraceGC-DSQ(Thermo公司，美國);RotoFix 32A型離心機(jī)(Laboroto公司，德國);4003型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(Laboroto公司，德國);DHG-9203A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科技有限公司)。

赤蘚糖醇標(biāo)準(zhǔn)品:純度≥99%，Acros公司。阿拉伯糖醇標(biāo)準(zhǔn)品:純度≥99.0%，F(xiàn)luka公司。木糖醇標(biāo)準(zhǔn)品:純度≥99.0%，F(xiàn)luka公司。肌醇標(biāo)準(zhǔn)品:純度≥98%，Acros公司。甘露醇標(biāo)準(zhǔn)品:純度≥99.5%，F(xiàn)luka公司。山梨醇標(biāo)準(zhǔn)品:純度≥99.5%，F(xiàn)luka公司。其他試劑為分析純。

1.2 樣品的制備

1.2.1 樣品的提取

稱取1.000 g樣品，置10 mL比色管中，加8 mL乙腈，用水定容到10 mL。搖勻振蕩，轉(zhuǎn)移到15 mL離心管中，4 000 r/min離心5 min，取上清液1～5 mL旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干，105℃烘干。

1.2.2 樣品的衍生

取1 mL吡啶，0.1 g鹽酸羥胺，加入蒸餾瓶中，塞上瓶塞，90℃肟化0.5 h。取1 mL乙酸酐加入肟化后產(chǎn)物中，135℃下反應(yīng)1.5 h。取出蒸餾瓶，放至室溫，加5 mL水，10 mL三氯甲烷，渦漩混合30 s，使兩相分離。取有機(jī)相，加少量無水Na2SO4振搖，放置15 min以上，將有機(jī)相過濾后上機(jī)。

1.2.3 空白樣的制備

量取乙腈-水(體積比8∶2)5 mL于蒸餾瓶中，旋干，于105℃烘干，其余按1.2.2操作，作為定性考察。

1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線繪制

采用去離子水配制赤藻糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、肌醇、甘露醇、山梨醇濃度為1 000 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，使用時(shí)用去離子水逐級(jí)稀釋至不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

取濃度分別為 0.1、1.0、5.0、50.0、100.0、200.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL，于蒸餾瓶中，旋干，于105℃烘干，其余按1.2.2操作。

1.3 樣品的測(cè)定

1.3.1 色譜條件

色譜柱:DB-35 ms柱，30m ×0.25 mm ×0.25μm;進(jìn)樣口溫度:250℃;傳輸線溫度:240℃;程序溫度:70℃保持1 min，以10℃/min速度升至190℃，接著以5℃/min的速度升至210℃，最后以3℃/min的速度升至220℃并保持5 min，再以15℃/min的速度升至250℃并保持2 min;載氣:氦氣，恒流，1.0 mL/min;不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣體積1 μL。

1.3.2 質(zhì)譜參數(shù)

電離模式:電子轟擊源(EI)，能量為70eV;離子源溫度為 280℃;分析器(電子倍增器)電壓為1427V;溶劑延遲為8 min;掃描方式:采用快速全掃描與選擇離子掃描相結(jié)合的方式;全掃描范圍為m/z 50 ～300;選擇特征離子為 m/z 115，145，187。

1.3.3 測(cè)定

由于多元醇衍生化反應(yīng)產(chǎn)物的大部分質(zhì)譜碎片相似，試驗(yàn)采用快速全掃描(TIC)輔助定性，以m/z 115為定量離子，外標(biāo)法定量。以標(biāo)準(zhǔn)溶液的響應(yīng)峰面積為縱坐標(biāo)，濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線或計(jì)算回歸方程。依據(jù)測(cè)定的待測(cè)樣品的峰面積，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出(或通過回歸方程計(jì)算)樣品中各多元醇的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品處理?xiàng)l件的選擇及優(yōu)化

多元醇極性大、沸點(diǎn)高，必須通過衍生化才能用氣相色譜進(jìn)行分析。乙?；际峭ㄟ^一些極性相對(duì)較弱的基團(tuán)把目標(biāo)物的羥基“封裝”起來以降低目標(biāo)物分子間氫鍵，以達(dá)到降低目標(biāo)物沸點(diǎn)的目的，反應(yīng)方程式如下:

食醋中糖的含量較高，在高溫下葡萄糖發(fā)生縮醛、分子內(nèi)或分子間的羥醛縮合反應(yīng)，對(duì)肌醇、甘露醇、山梨醇的測(cè)定產(chǎn)生干擾。另外由于陳醋中各種有機(jī)酸、糖類、氨基酸含量較高，如果直接對(duì)樣品進(jìn)行乙酰化，基體干擾大。因此，在樣品前處理過程中采用乙腈提取樣品，降低提取液中糖類、有機(jī)酸、氨基酸的含量，并通過鹽酸羥胺先將萄糖中的醛基肟化，降低由糖類發(fā)生縮聚反應(yīng)產(chǎn)生的背景干擾。標(biāo)準(zhǔn)樣品、樣品選擇離子流圖見圖1，經(jīng)過過肟化后葡萄糖產(chǎn)生的峰保留時(shí)間在17.2 min左右，對(duì)6種多元醇的測(cè)定均未產(chǎn)生影響。

圖1 樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品中6種糖醇選擇離子流色譜圖

2.2 方法的檢出限、回收率和線性范圍

在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行分析，方法的工作曲線、線性范圍、檢出限見表1。

表1 方法的線性方程，相關(guān)系數(shù)與檢出限

對(duì)5份不同的樣品進(jìn)行測(cè)定后，按樣品中多元醇含量接近1∶1加入標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行回收率實(shí)驗(yàn)，樣品測(cè)定值、加標(biāo)量、回收率見表2。以實(shí)驗(yàn)步驟1.2.1中取上清液1 mL計(jì)，由表1、表2可見，方法的線性范圍在1.0～1 000 mg/L之間，方法檢出限為0.20 mg/L，回收率在 93% ～105%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在10.8%以下，滿足分析方法的要求。

表2 方法的回收率和精密度

2.3 實(shí)際樣品的測(cè)定

本研究中對(duì)3種獲得地理標(biāo)志保護(hù)的產(chǎn)品進(jìn)行分析(鎮(zhèn)江陳醋、鎮(zhèn)江香醋、山西老陳醋)，每種樣品各選取了3不同生產(chǎn)產(chǎn)家，同時(shí)對(duì)比了白醋與普通陳醋中6種糖醇的含量，其結(jié)果見表3。

表3 不同醋的多元醇含量

由表3可以看出，山西老陳醋中赤蘚糖醇的含量比較高，鎮(zhèn)江香(陳)醋中肌醇、甘露醇的含量較高，而白醋中多元醇的含量極低，這主要和生產(chǎn)食醋的原料、生產(chǎn)工藝有關(guān)。赤蘚糖醇屬于四元糖醇，其來源主要有3個(gè)方面:(1)由原料直接帶入;(2)發(fā)酵的微生物降解產(chǎn)生;(3)微生物發(fā)酵過程中有其他糖醇降解產(chǎn)生。山西老陳醋的具有原料多樣性的特點(diǎn)，原料包括高粱、麩皮、大麥、豌豆等，其中大曲與原糧的配料比高達(dá)55% ～62.5%，且微生物的物種豐富［8］，這可能與赤蘚糖醇的產(chǎn)生有極大的關(guān)系;肌醇、甘露醇均屬于六元醇，肌醇主要來源于原料與微生物，而甘露醇可能是果糖經(jīng)微生物還原的產(chǎn)物。鎮(zhèn)江香醋與鎮(zhèn)江陳醋的工藝基本相同，兩者的區(qū)別只在陳釀時(shí)間的不同，其主要原料均是糯米，主要的微生物有乳酸菌和醋酸菌［9］，這與山梨醇的含量有可能相關(guān);白醋的原料比較單一，主要為糯米或大米，測(cè)試結(jié)果表明其6種多元醇的含量極低;2個(gè)普通的陳醋中多元醇的含量也明顯低于2種地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品。

3 展望

由于我國食醋所用的發(fā)酵劑主要為前一批次發(fā)酵成熟的醋醅或采用天然接種的方式，發(fā)酵微生物的主要來源是接種于醋醅中的微生物菌群，會(huì)受到生產(chǎn)環(huán)境的影響，這與歐美國家深層液態(tài)發(fā)酵食醋工藝中普遍采用的單一醋酸菌有很大區(qū)別，因此對(duì)于各種多元醇的產(chǎn)生還需要對(duì)各種食醋的微生物種群以及生產(chǎn)工藝做進(jìn)一步的了解。實(shí)驗(yàn)中采集的樣品數(shù)較少尚不具有代表性，但從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，多元醇在不同食醋中的含量可能因工藝的不同導(dǎo)致含量各不相同，食醋中多元醇的分析將有助于對(duì)食醋品種、產(chǎn)地進(jìn)行鑒定。在以后的實(shí)驗(yàn)中還將采集具有代表性的樣品，進(jìn)一步分析不同產(chǎn)地食醋中多元醇含量的區(qū)別。

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