低聚果糖定量檢測方法的研究進(jìn)展

摘要低聚果糖（Fructooligosaccharide， FOS）具有調(diào)節(jié)腸道菌群、降低血糖等多種生理功能，作為一種功能性低聚糖廣泛應(yīng)用于食品和營養(yǎng)領(lǐng)域，常作為營養(yǎng)強(qiáng)化劑添加到嬰幼兒配方食品及嬰幼兒谷類輔助食品中。近年來，用于植物和食品中FOS 分離分析的技術(shù)得到了快速發(fā)展，然而FOS 的結(jié)構(gòu)和組成多樣性對(duì)其準(zhǔn)確定量檢測提出了挑戰(zhàn)。建立FOS 的準(zhǔn)確定量檢測方法對(duì)于提升FOS 的質(zhì)量、功效研究和相關(guān)食品質(zhì)量的監(jiān)管尤為必要。本文綜述了近年來FOS 定量檢測方法的研究進(jìn)展，對(duì)當(dāng)前FOS 定量檢測方法存在的問題和面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了分析，并展望了其未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞低聚果糖；益生元；膳食纖維；定量檢測；食品基質(zhì)；一測多評(píng)；評(píng)述

低聚果糖（Fructooligosaccharide， FOS）是由2～10 個(gè)單糖通過糖苷鍵形成的直鏈或支鏈聚合糖，是一種功能性低聚糖，被歸類為益生元和可溶性膳食纖維。根據(jù)來源和糖單元之間連接鍵型， FOS 主要分為三大類型：菊粉型、Levan 型和混合型。菊粉型FOS 中果糖基之間為β（2→1）連接鍵，主要以菊粉為原料生產(chǎn)，菊粉經(jīng)內(nèi)切酶或外切酶酶解生成FOS，使用菊粉內(nèi)切酶產(chǎn)生的FOS 包括蔗果型FOS（GFn）和果果型FOS（FFn）[1]；使用菊粉外切酶產(chǎn)生的FOS 只有GFn 型。另外，以蔗糖為底物，在果糖基轉(zhuǎn)移酶作用下生產(chǎn)得到的FOS 也為GFn 型， GFn 型的末端通過α（1→2）鍵連接D-吡喃葡萄糖單元[2]。Levan 型FOS 中果糖基之間為β（2→6）連接鍵，末端可通過α（1→2）鍵連接葡萄糖單元，該類型FOS 主要是通過蔗糖：果聚糖6F-果糖基轉(zhuǎn)移酶（6-SFT）用于蔗糖合成[3]，以[α-D-Glcp-（1→2）-β-D-Fruf-（2→6）-β-D-Fruf]為例，命名為異蔗果三糖[4]。由于不同植物中果糖基轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)活性不同，在自然界中還存在混合型FOS，混合型FOS 中同時(shí)具有β（2→1）鍵及β（2→6）鍵。除上述3 類FOS 外，菊粉新型FOS 和Levan 新型FOS 在文獻(xiàn)中也有報(bào)道，其中，菊粉新型FOS 在植物中分布較廣，其結(jié)構(gòu)中包含兩條基于β（2→1）連接鍵的果糖鏈，一條通過α（1→2）鍵連接葡萄糖單元，另一條通過α（2→6）鍵連接葡萄糖單元，以[β-D-Fruf-（2→6）-α-D-Glcp-（1→2）-β-D-Fruf]為例，命名為新蔗果三糖（neo-GF2）[5-6]。目前， FOS 商業(yè)市場由菊粉型FOS 主導(dǎo)，其中GFn 型FOS 居多，包括蔗果三糖（GF2）、蔗果四糖（GF3）和蔗果五糖（GF4）等[7-8]。不同類型FOS的分子結(jié)構(gòu)見圖1[9]。

FOS 存在于菊芋、菊苣、大蒜、雪蓮果、香蕉等天然植物和蔬菜中[10-12]，其中菊芋、菊苣和雪蓮果中的FOS 含量尤為豐富[13]。FOS 具有多種有益人體健康的生理功能。研究表明，食用FOS 有助于維持腸道菌群平衡，刺激雙歧桿菌和乳酸桿菌的生長，提高免疫力，控制肥胖和骨質(zhì)疏松癥[14]。然而，也有研究指出過量攝入FOS 可能加劇腸易激綜合癥的癥狀[15-16]。我國國家標(biāo)準(zhǔn)《GB 14880—2012 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[17]中規(guī)定了菊苣來源的FOS 在嬰幼兒配方食品以及嬰幼兒谷類輔助食品中的添加量，其與低聚半乳糖、多聚果糖和棉子糖單獨(dú)或混合使用的總量不得超過64.5 g/kg。2013 年10 月，新西蘭食品安全部批準(zhǔn)短鏈FOS 作為菊粉提取物替代品用于嬰兒配方食品、嬰兒食品和兒童輔食[18]。2022 年12 月30 日實(shí)施的我國國家標(biāo)準(zhǔn)《GB 1903.40—2022 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑低聚果糖》[19]對(duì)適用于食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑的FOS 提出了質(zhì)量要求。因此，建立FOS 的高準(zhǔn)確度定量檢測方法對(duì)于FOS的質(zhì)量提升、功效研究和相關(guān)食品質(zhì)量監(jiān)管以及保障消費(fèi)者安全具有重要意義。

目前， FOS 的檢測方法主要有高效液相色譜法（High performance liquid chromatography， HPLC）、高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（High performance liquid chromatography-mass spectrometry， HPLC-MS）、高效陰離子交換色譜-脈沖安培檢測器法（High performance anion exchange chromatography-pulsed ampere detector，HPAEC-PAD）和核磁共振波譜法（Nuclear magnetic resonance spectroscopy， NMR）等[20-23]。由于FOS 缺乏生色團(tuán)，無紫外光吸收，多數(shù)不產(chǎn)生熒光，無法直接采用紫外或熒光檢測器進(jìn)行檢測，因此，采用HPLC 法檢測FOS 時(shí)常用的檢測器主要為示差折光檢測器（Refractive index detector， RID）、蒸發(fā)光散射檢測器（Evaporative light scattering monitor， ELSD）和電霧式檢測器（Charged aerosol detector， HPLC-CAD）。FOS定量檢測策略可分為基于酶解法的間接定量分析法和基于FOS 單體標(biāo)準(zhǔn)品的直接定量分析法，相較于間接定量分析法，直接定量分析法具有更高的特異性和準(zhǔn)確度，是未來發(fā)展的主要趨勢。我國2021 年實(shí)施的國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 23528.2—2021 低聚糖質(zhì)量要求第二部分：低聚果糖》[20]采用FOS 單體標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)FOS 進(jìn)行直接定量檢測，然而，由于FOS 結(jié)構(gòu)的多樣性及其相關(guān)單體標(biāo)準(zhǔn)品的匱乏，開發(fā)FOS 高準(zhǔn)確度直接定量分析方法面臨挑戰(zhàn)。目前，有關(guān)FOS 定量檢測方法的綜述缺乏對(duì)近年來發(fā)展較快的分析技術(shù)（如HPLC-CAD 和NMR 等）的總結(jié)評(píng)述，并且未對(duì)FOS 定量檢測方法發(fā)展方向以及面臨的難題進(jìn)行探討[21-25]。本文總結(jié)了近十年來FOS 定量檢測方法的研究進(jìn)展，討論了FOS 定量檢測當(dāng)前存在的問題和挑戰(zhàn)，以期為后續(xù)FOS 的定量檢測技術(shù)的發(fā)展提供參考。

1 FOS的定量檢測

1.1 提取方法

目前， FOS 定量檢測方法研究涉及的基體主要包括奶粉[26-31]、植物[32-37]、益生菌粉[38]以及飼料[39]等。FOS 的提取多采用水、乙腈、乙醇、氯仿或它們的混合物作為提取溶劑，不同基體中FOS 提取方法在提取時(shí)間、提取次數(shù)、提取溫度以及提取溶劑的組成等方面有所不同。Li 等[40]將菊芋塊莖樣品研磨煮沸過濾，在濾液中加Ca（OH）2 去除蛋白質(zhì)，再采用乙醇提取FOS，用于研究菊芋成長過程中FOS 聚合度（DP）的變化。為提高提取效率，也有研究者采用微波或超聲技術(shù)輔助提取。張媛媛等[41]采用脫脂、熱水超聲提取和亞鐵氰化鉀-乙酸鋅法沉淀蛋白的前處理流程提取奶粉和米粉樣品中的FOS，回收率為95.20%～100.15%。對(duì)于不溶于水的樣品基質(zhì)，則是利用有機(jī)溶劑體系提取，如采用乙醇-水（60∶40， V/V）混合溶液提取牛蒡粉中的FOS[42]，經(jīng)離心、過濾后檢測，方法回收率為99.2%～102.6%。

1.2 定量檢測策略

FOS 的定量檢測策略可分為間接定量（酶解法）檢測和直接定量檢測兩類。目前，有關(guān)FOS 定量檢測的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法均采用間接定量策略，美國分析化學(xué)家協(xié)會(huì)1997 年實(shí)施的《AOAC 997.08 Fructans inFood Products Ion Exchange Chromatographic Method》[43]中采用酶解法檢測食品中的果聚糖含量，首先采用沸水提取食品中的果聚糖，再向提取液中加入淀粉葡萄糖苷酶水解除去淀粉，然后加入菊粉酶將菊粉水解成葡萄糖和果糖，最后采用HPAEC-PAD 法測定初始提取液以及第一次水解液（淀粉水解）和第二次水解液（菊粉酶水解）中葡萄糖和果糖的含量，通過計(jì)算獲得食品中的果聚糖含量。《AOAC 999.03Measurement of Total Fructan in Foods Enzymatic/Spectrophotometric Method》[44]也采用酶解法間接測定食品中的果聚糖含量，與前者不同的是，該方法將提取液中的蔗糖和淀粉酶解成還原糖，采用堿性硼氫化物將蔗糖和淀粉水解產(chǎn)生的還原糖還原為糖醇，再加入果聚糖酶將果聚糖水解為還原糖（葡萄糖和果糖），使用對(duì)羥基苯甲酸酰肼（PAHBAH）法測定還原糖。我國于2017 年實(shí)施的《GB 5009.255—2016 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中果聚糖的測定》[45]基于上述兩種方法并進(jìn)行了改進(jìn)和簡化，樣品經(jīng)熱水浸提，其中的蔗糖經(jīng)蔗糖酶水解成葡萄糖和果糖，經(jīng)硼氫化鈉還原生成相應(yīng)的糖醇，樣品的果聚糖經(jīng)過果聚糖酶水解成果糖和葡萄糖，采用HPAEC-PAD 方法測定果糖含量，間接測得果聚糖的含量。間接法定量FOS 存在一些弊端，如無法準(zhǔn)確測定基質(zhì)中FOS 單體的含量、難以保證FOS 酶解或酸解完全以及容易受到其它糖干擾等。

直接定量法采用FOS 各單體標(biāo)準(zhǔn)品通過外標(biāo)法對(duì)產(chǎn)品中的FOS 進(jìn)行定量檢測，是食品中FOS 定量檢測的未來發(fā)展方向。我國于2022 年7 月1 日實(shí)施的《GB/T 23528.2—2021 低聚糖質(zhì)量要求第二部分：低聚果糖》[20]推薦使用HPLC 法和HPAEC 法檢測樣品中FOS 單體的含量，通過加和得到準(zhǔn)確的FOS 總含量。由于FOS 組成和結(jié)構(gòu)高度多樣化，相應(yīng)單體標(biāo)準(zhǔn)品的分離純化難度大、成本高，因此該標(biāo)準(zhǔn)提到在無法獲得對(duì)應(yīng)單體標(biāo)準(zhǔn)品時(shí)可使用對(duì)照品通過計(jì)算相對(duì)校正因子定量檢測其它目標(biāo)物。王智民等[46]在2006 年首次提出這種定量檢測方法，也稱為“一測多評(píng)”，已被用于藥物分析領(lǐng)域。該方法的原理是選擇一個(gè)性質(zhì)穩(wěn)定且易制備的成分作為內(nèi)參物，在相應(yīng)的線性范圍內(nèi)，研究內(nèi)參物與其它待測成分在特定檢測器上的響應(yīng)關(guān)系，通過計(jì)算相對(duì)校正因子實(shí)現(xiàn)多個(gè)成分的同步測定。該方法適用于對(duì)照品制備難度大、成本高或?qū)φ掌凡环€(wěn)定的多成分定量檢測，為FOS的高效、高準(zhǔn)確度定量檢測開拓了思路。

1.3 定量檢測方法

1.3.1 HPLC-RID法

RID 是連續(xù)檢測樣品流路與參比流路之間液體折光指數(shù)差值的檢測器，基于試樣成分與流動(dòng)相的折射率的差別實(shí)現(xiàn)檢測。目前， HPLC-RID 已廣泛應(yīng)用于糖類物質(zhì)的檢測，包括大蒜中的果聚糖[36]、牛奶中的乳糖和乳果糖[47]（乳果糖又名4-O-β-D-吡喃半乳糖基-D-果糖，是由半乳糖和果糖組成的二糖，與乳糖互為同分異構(gòu)體，不能被人體消化吸收，屬于功能性糖）、植物和飼料中提取的多種糖單體和果聚糖[48]等。潘城[39]采用HPLC-RID 法對(duì)飼料中的FOS（GF2、GF3 和GF4）進(jìn)行定量檢測，采用Welch XB-NH2色譜柱分離，以乙腈-水（65∶35， V/V）為流動(dòng)相進(jìn)行等度洗脫， 3 種FOS 的儀器檢出限為30.0～50.0 μg/g。Lima 等[49]采用HPLC-RID 法對(duì)葡萄酒和葡萄汁中的FOS（GF2 和GF3）進(jìn)行定量檢測，采用帶有極性端基封尾的C18 色譜柱分離，以超純水作為流動(dòng)相， GF2 和GF3 的儀器檢出限分別為90.0 和74.0 μg/mL。

由于RID 的穩(wěn)定性受環(huán)境溫度和流動(dòng)相組成等因素的影響較大，梯度洗脫耐受性差， HPLC-RID 法常采用乙腈-水流動(dòng)相體系等度洗脫分離FOS，目前主要應(yīng)用于DP 為3～5 的FOS 的定量檢測。

1.3.2 HPLC-ELSD法

ELSD 主要由霧化器、加熱漂移管和散射池組成。液相色譜流出液經(jīng)過霧化器和加熱漂移管后，流動(dòng)相揮發(fā)，而溶解在流動(dòng)相中不易揮發(fā)的溶質(zhì)形成顆粒物，這些顆粒物在氣體的推動(dòng)下進(jìn)入光散射池，經(jīng)光束散射后被檢測器檢測，產(chǎn)生電信號(hào)。由于產(chǎn)生光散射的僅為溶質(zhì)顆粒，排除了流動(dòng)相的干擾，相比于RID， ELSD 具有更好的梯度洗脫兼容性[50]，可同時(shí)分析更寬DP 范圍的FOS。Cui 等[51]采用HPLC-ELSD法對(duì)巴戟天寡糖膠囊中的9 種菊粉型FOS（DP 為3～11）進(jìn)行定量檢測，使用Waters XBridgeAmide 柱梯度洗脫，在50 min 內(nèi)實(shí)現(xiàn)了FOS 化合物的分離。該方法的儀器檢出限為25.3～93.3 μg/mL， 定量限為42.0～144.7 μg/mL， 回收率為96.48%～100.84%。Hao 等[35]采用HPLC-ELSD 方法同時(shí)測定巴戟天中果糖、葡萄糖、蔗糖和10 種菊粉型FOS，使用Waters Acquity UPLC BEH Amide 色譜柱進(jìn)行分離，以水（含0.1%氨水）和乙腈（含0.1%氨水）作為流動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫，在10 min 內(nèi)實(shí)現(xiàn)了各化合物分離，儀器檢出限為10.8～33.4 μg/mL， 定量限為35.9～124.8 μg/mL， 精密度（RSD lt; 4.76%）和準(zhǔn)確度（回收率為98.59%～103.67%）高。綜上，與HPLC-RID 相比， HPLC-ELSD 具有更高的靈敏度，并可設(shè)置梯度洗脫程序，實(shí)現(xiàn)DP 為3～15 的FOS 的分離和檢測。此外， ELSD 作為一種通用型檢測器，理論上其產(chǎn)生的響應(yīng)只與化合物的質(zhì)量有關(guān)，不同結(jié)構(gòu)的化合物的響應(yīng)因子較接近?；诖耍?Zhuang 等[32]利用HPLC-ELSD 建立了以GF4 為內(nèi)參物的白術(shù)根莖中FOS（DP 為3～15）的定量檢測方法，檢測結(jié)果與采用各單體標(biāo)準(zhǔn)品的外標(biāo)法定量檢測結(jié)果的相對(duì)偏差小于13.76%。Zhou 等[52]建立了巴戟天中FOS 的一測多評(píng)方法，以GF3 為內(nèi)參物，采用HPLC-ELSD 法對(duì)8 種FOS 單體進(jìn)行了定量檢測，并與外標(biāo)法定量檢測結(jié)果進(jìn)行了比較，相對(duì)誤差在?0.58% ～ ?0.20%之間。然而，上述研究中采用的FOS 單體標(biāo)準(zhǔn)品純度較低，并且純度量值缺乏溯源性，實(shí)驗(yàn)獲得的相對(duì)校正因子的準(zhǔn)確性有待考證。

1.3.3 HPLC-CAD法

CAD 的檢測原理是樣品溶液經(jīng)霧化和干燥后與帶電氣體混合，通過靜電檢測計(jì)檢測帶電顆粒從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物的檢測[53]。與ELSD 類似， CAD 也屬于通用型檢測器，產(chǎn)生的響應(yīng)不依賴分析物的光譜或物理化學(xué)性質(zhì)，在糖類物質(zhì)的檢測領(lǐng)域具有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢，已用于多種糖類的定量檢測，如蘑菇中的游離糖和糖醇[54]、飲料中的三氯蔗糖[55]和巴戟天中的GF3、GF4 和蔗果六糖（GF5）[56]等。Li 等[34]采用HPLC-CAD 法對(duì)白術(shù)和蒲公英等樣品中DP 為3～13 的11 種FOS 進(jìn)行定量檢測，采用Waters XBridgeAmide 柱進(jìn)行分離，以水和乙腈作為流動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫，儀器檢出限和定量限分別為0.4～0.6 μg/mL 和1.4～2.3 μg/mL， 回收率在94.0%～114.4%之間。Chen 等[37]也采用該方法定量檢測了菊科、桔?？坪蛙绮菘浦参飿悠分蠨P 為3～13 的11 種FOS。與ELSD 相比， CAD 具有更高的靈敏度和更寬的動(dòng)態(tài)范圍，以及更優(yōu)異的待測物響應(yīng)一致性[57]。Liu 等[58]研究了不同化合物在CAD 檢測器上的響應(yīng)一致性，對(duì)于葡萄糖和果糖等糖類化合物，在進(jìn)樣相同質(zhì)量目標(biāo)物的條件下， CAD 響應(yīng)差異僅為1%（圖2），因此，HPLC-CAD 在FOS 一測多評(píng)方法開發(fā)中具有很大的應(yīng)用前景，雖然目前文獻(xiàn)報(bào)道中還未見基于HPLCCAD的FOS 一測多評(píng)方法，但在中藥領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。Wu 等[59]利用HPLC-CAD 建立的一測多評(píng)方法對(duì)芪參益氣滴丸進(jìn)行多組分定量檢測，檢測結(jié)果與外標(biāo)法定量的檢測結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)化均數(shù)差小于4.8%。

1.3.4 HPAEC-PAD法

PAD 是一種通過測量在適當(dāng)?shù)氖┘与娢幌码娀瘜W(xué)活性物質(zhì)在工作電極表面發(fā)生氧化或還原反應(yīng)時(shí)所產(chǎn)生的電流變化而對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析測定的檢測技術(shù)，廣泛應(yīng)用于糖類檢測領(lǐng)域[60]。常規(guī)的HPLC 法很難實(shí)現(xiàn)FOS 異構(gòu)體的分離，特別是菊粉來源的FFn 型和GFn 型FOS 的混合物，但HPAEC-PAD 可進(jìn)行FOS 異構(gòu)體的高效分離分析。魏遠(yuǎn)安等[29]采用Thermo Fisher CarboPac PA20 色譜柱實(shí)現(xiàn)了菊粉來源FOS 中各組分（GFn 型、FFn 型和菊粉新型）的有效分離，并基于HPAEC-PAD 法對(duì)不同食品基質(zhì)（糖漿、糖粉原料樣品、含蛋白質(zhì)和脂肪等樣品）中的FOS（GF2、neo-GF2、GF3 和GF4）進(jìn)行定量檢測，方法檢出限在0.13～0.41 μg/g 之間。Pohnl 等[33]分別采用HPAEC-PAD 和HPLC-ELSD 檢測洋蔥中的FOS，結(jié)果表明， HPAEC-PAD 法的儀器檢出限為0.038～0.76 μg/mL， HPLC-ELSD 法的儀器檢出限為11.24～22.54 μg/mL。綜上， HPAEC-PAD 不僅能實(shí)現(xiàn)FOS 異構(gòu)體的分離，并且具有更高的靈敏度。此外，HPAEC-PAD 方法采用水溶液體系作為流動(dòng)相，無需考慮高DP FOS 的溶解度問題，但采用HPAEC-PAD方法時(shí)，各化合物之間的響應(yīng)系數(shù)差別較大，因此采用HPAEC-PAD 對(duì)FOS 進(jìn)行直接定量檢測的前提是具有各FOS 單體標(biāo)準(zhǔn)品。

1.3.5 LC-MS法

MS 利用化合物電離產(chǎn)生的特征離子對(duì)化合物進(jìn)行定性和定量檢測，具有高靈敏度及高選擇性[61]。目前，應(yīng)用于FOS檢測的質(zhì)譜儀主要有三重四極桿質(zhì)譜儀（Triple quadrupole mass spectrometer， QQQ-MS）[62]、單四極質(zhì)譜儀（Single quadrupole mass spectrometer， Q-MS）和飛行時(shí)間質(zhì)譜儀（Time-of-flight mass spectrometer，TOF-MS）[63]等。甄振鵬等[64]采用HPLC-MS/MS 建立了乳粉中FOS（GF2、GF3、GF4 和GF5）的定量檢測方法，乳粉樣品經(jīng)乙醇-水提取后，采用XBridge Amide 柱在35 min 內(nèi)實(shí)現(xiàn)了各化合物的分離，使用電噴霧離子源在負(fù)離子模式下采用多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式對(duì)FOS 各單體進(jìn)行定量檢測。該方法回收率為90.8%～95.8%，精密度（RSD）lt;9%，方法檢出限和定量限分別為0.022～0.054 μg/g 和0.073～0.18 μg/g。劉蕓等[30]采用高效液相色譜-四極桿/靜電場軌道阱高分辨質(zhì)譜（HPLC-Q/Orbitrap HRMS）建立了奶粉中FOS（GF2、GF3 和GF4）的定量檢測方法，采用Agilent Carbohydrate 色譜柱在10 min 內(nèi)實(shí)現(xiàn)了各化合物的分離，使用電噴霧離子源在正離子模式下采用MRM 模式對(duì)FOS 各單體進(jìn)行定量檢測，方法檢出限為0.055～0.100 μg/g。LC-MS 法分析FOS 具有較高的靈敏度，同時(shí)LC-MS 法可利用特征離子對(duì)FOS 進(jìn)行定性分析。目前， LC-MS 法分析FOS 的難點(diǎn)在于FOS 異構(gòu)體的分離和準(zhǔn)確定量檢測。研究FOS 異構(gòu)體的質(zhì)譜裂解機(jī)理、剖析不同F(xiàn)OS 單體的特征離子碎片將有助于推進(jìn)LC-MS 法在FOS 異構(gòu)體分析中的應(yīng)用。LC-MS 法既可實(shí)現(xiàn)糖類異構(gòu)體的分離，又能對(duì)化合物進(jìn)行定性鑒別，在糖的分離分析方面具有良好的應(yīng)用前景。

1.3.6 NMR法

NMR 具有無損、快速以及樣品無需分離純化等優(yōu)點(diǎn)，早期在糖類物質(zhì)研究領(lǐng)域的應(yīng)用主要為糖異構(gòu)形式、環(huán)結(jié)構(gòu)和糖苷鍵連接方式等的結(jié)構(gòu)解析[65]。近年有研究者采用NMR 對(duì)糖類物質(zhì)進(jìn)行定量檢測。核磁共振氫譜（1H NMR）的靈敏度遠(yuǎn)高于核磁共振碳譜（13C NMR），因此1H NMR 更常用于糖類物質(zhì)的定量檢測，如測定食品中的水蘇糖及單雙糖等[66-67]。陳新啟等[68]以蔗糖為內(nèi)標(biāo)，氘代水為溶劑，采用1H NMR 測定蔗果七糖（GF6）、蔗果八糖（GF7）和蔗果九糖（GF8）原料的純度，方法檢出限為22.2～26.4 μg/mL。1H NMR 方法作為一種絕對(duì)定量方法，無需對(duì)樣品進(jìn)行分離純化，僅需選擇常見標(biāo)準(zhǔn)品作為內(nèi)標(biāo)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的定量檢測，但其靈敏度較低。采用NMR 對(duì)復(fù)雜基質(zhì)中的FOS 進(jìn)行定量檢測時(shí)需對(duì)目標(biāo)物特征峰進(jìn)行精準(zhǔn)確證，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的NMR 譜圖解析能力要求較高。另外， NMR 儀器價(jià)格昂貴，維護(hù)成本高，目前主要應(yīng)用于前沿科學(xué)研究。

1.3.7 其它定量檢測方法

除上述方法外，研究者還開發(fā)了一些簡單快速、檢測成本低的FOS 檢測方法，如薄層色譜法（TLC）和紅外光譜法（FTIR）等[69-71]。Marquez 等[72]開發(fā)了一種TLC 聯(lián)合圖像分析法對(duì)食品中的FOS 進(jìn)行檢測，根據(jù)斑點(diǎn)面積和濃度的關(guān)系實(shí)現(xiàn)半定量檢測，方法檢出限低于200 μg/mL。Cassani 等[73]開發(fā)了一種基于FTIR 測定FOS 的方法，與多變量分析相結(jié)合，可同時(shí)定量分析DP 為3 和5 的FOS。但是，這兩種方法靈敏度低，并且為半定量方法，難以實(shí)現(xiàn)FOS 的高準(zhǔn)確度定量檢測。

2 結(jié)論與展望

FOS 在食品及營養(yǎng)領(lǐng)域有非常廣闊的應(yīng)用前景，我國也發(fā)布了相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)以促進(jìn)FOS 相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量提升，但是FOS 精準(zhǔn)定量檢測方法發(fā)展相對(duì)滯后。目前， FOS 的定量分析策略已從酶法間接定量檢測逐漸發(fā)展到基于高純單體標(biāo)準(zhǔn)品的高準(zhǔn)確度直接定量檢測。然而，由于缺乏相關(guān)單體標(biāo)準(zhǔn)品，目前FOS 直接定量分析法的單體覆蓋度低，大部分集中在GF2、GF3 和GF4 的定量檢測；另外，現(xiàn)有的單體標(biāo)準(zhǔn)品純度量值缺乏溯源性，難以保證FOS 定量檢測的準(zhǔn)確度。在未來的FOS 定量檢測方法研究中，一方面，需開發(fā)高準(zhǔn)確度純度定值方法，研制具有量值溯源性的FOS 單體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，為FOS 準(zhǔn)確定量溯源提供物質(zhì)基礎(chǔ)；另一方面，開發(fā)高準(zhǔn)確度一測多評(píng)方法可解決因標(biāo)準(zhǔn)品不易獲得而產(chǎn)生的定量分析難題。

References

[1] ROBERFROID M B. J. Nutr. ， 2007， 137（11）： 2493S-2502S.

[2] SHARMA A D， GILL P K. J. Food Eng. ， 2007， 79（4）： 1172-1178.

[3] MATROS A， PEUKERT M， LAHNSTEIN J， SEIFFERT U， BURTON R. Ann. Plant Rev. Online， 2019， 2： 1-39.

[4] PRAZNIK W， LOPPERT R， CRUZ RUBIO J M， ZANGGER K， HUBER A. Carbohydr. Res. ， 2013， 381： 64-73.

[5] LIVINGSTON D P， HINCHA D K， HEYER A G. Cell. Mol. Life Sci. ， 2009， 66（13）： 2007-2023.

[6] LASSEUR B， LOTHIER J， DJOUMAD A， CONINCK B D， SMEEKENS S， LAERE A V， MORVAN-BERTRAND A， ENDEW V D， PRUD′HOMME M P. J. Exp. Bot. ， 2006， 57（11）： 2719-2734.

[7] WIENBERG F， HOVELS M， DEPPENMEIER U. AMB Express， 2022， 12（1）： 144.

[8] NOBRE C， SIMOES L S， GONCALVES D A， BERNI P， TEIXEIRA J A. Curr. Dev. Biotechnol. Bioeng. ， 2022： 109-138.

[9] BENKEBLIA N. J. Chromatogr. A， 2013， 1313： 54-61.

[10] FLORES-MALTOS D A， MUSSATTO S I， CONTRERAS-ESQUIVEL J C， RODRIGUEZ-HERRERA R， TEIXEIRA J A，AGUILAR C N. Crit. Rev. Biotechnol. ， 2016， 36（2）： 259-267.

[11] CAETANO B F， DE MOURA N A， ALMEIDA A P， DIAS M C， SIVIERI K， BARBISAN L F. Nutrients， 2016， 8（7）： 436.

[12] JIANG Mao-Ting， LIU Na， ZHANG Guang-Wen， WANG Chao， HUANG Xue-Song. J. Chin. Inst. Food Sci. Technol. ，2022， 22（8）： 374-385.

蔣茂婷， 劉娜， 張廣文， 王超， 黃雪松. 中國食品學(xué)報(bào)， 2022， 22（8）： 374-385.

[13] AN Lei， WANG Ke， SUN Yu-Chen， YIN Hang， ZHANG Wei， HUANG Xiao-Long， WANG You-Sheng. J. Chin. Inst. Food Sci. Technol. ， 2019， 19（10）： 34-39.

安磊， 王珂， 孫雨辰， 尹航， 張維， 黃小龍， 王友升. 中國食品學(xué)報(bào)， 2019， 19（10）： 34-39.

[14] REZENDE E S V， LIMA G C， NAVES M M V. Nutrition， 2021， 89： 111217.

[15] PUSCEDDU M M， MURRAY K， GAREAU M G. Curr. Pathobiol. Rep. ， 2018， 6（1）： 1-13.

[16] AZPIROZ F， DUBRAY C， BERNALIER-DONADILLE A， CARDOT J M， ACCARINO A， SERRA J， WAGNER A，RESPONDEK F， DAPOIGNY M. Neurogastroenterol. Motil. ， 2017， 29（2）： e12911.

[17] GB 14880—2012. National Food Safety Standard-Standard for Use of Food Nutritional Fortifier. National Standards of the People′s Republic of China.

食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑使用標(biāo)準(zhǔn). 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). GB 14880—2012.

[18] WANG Jin-Hai， FENG Shan， ZHU Hong-Yang， LI Yong-Ning， LIN Wei-Ling. Strait Pharm. J. ， 2015， 27（7）： 7-9.

王金海， 馮珊， 朱宏陽， 李泳寧， 林偉鈴. 海峽藥學(xué)， 2015， 27（7）： 7-9.

[19] GB 1903.40—2022. National Food Safety Standard-Food Nutrition Reinforcement-Fructooligosaccharide. National Standards of the People′s Republic of China.

食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑低聚果糖. 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). GB 1903.40—2022.

[20] GB/T 23528.2—2021. Quality Requirements for Oligosaccharides-Part2： Fructooligosaccharide. National Standards of the People′s Republic of China.

低聚糖質(zhì)量要求第二部分： 低聚果糖. 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). GB/T 23528.2—2021.

[21] CATENZA K F， DONKOR K K. Food Chem. ， 2021， 355： 129416.

[22] ZHANG Li-Jun. Sci. Technol. Food Ind. ， 2015， 36（23）： 395-399.

張麗君. 食品工業(yè)科技， 2015， 36（23）： 395-399.

[23] YU Xiao-Jin， QIU Kai， XIONG Zheng-He. Food Res. Dev. ， 2013， 34（20）： 125-129.

于曉瑾， 仇凱， 熊正河. 食品研究與開發(fā)， 2013， 34（20）： 125-129.

[24] LIU Yu-Feng， XU Jia-Jia， CUI Ya-Juan， LI Quan-Xia， ZHAO Zhen， LI Dong， LIN Hui. J. Food Saf. Food Qual. ， 2019， 10（10）：2843-2848.

劉玉峰， 徐佳佳， 崔亞娟， 李全霞， 趙禎， 李東， 林慧. 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)， 2019， 10（10）： 2843-2848.

[25] LI Li， XUE Wei-Feng， CAO Wen-Jun. J. Dairy Sci. Technol. ， 2019， 42（6）： 46-50.

李莉， 薛偉鋒， 曹文軍. 乳液科學(xué)與技術(shù)， 2019， 42（6）： 46-50.

[26] LI W， JIANG D F， CHEN J D， SUN Q H， LI F H， JIAO Y N， QU F. Anal. Lett. ， 2014， 47（6）： 934-943.

[27] ZHANG Shu-Fen， BI Xiao-Li， YING Lu， ZHOU Zi-Yan， XING Jia-Li， MAN Zheng-Yin， SHEN Jian. China Dairy Ind. ，2018， 46（3）： 45-48.

張書芬， 畢曉麗， 應(yīng)璐， 周子焱， 邢家溧， 滿正印， 沈堅(jiān). 中國乳品工業(yè)， 2018， 46（3）： 45-48.

[28] ZHANG Li， ZHANG Jian-Hui， ZHANG Ji-Hong， CHANG Xiao-Tu， KANG Shao-Ying， ZHOU Xing-Wang. J. Food Saf.Food Qual. ， 2017， 8（12）： 4729-4735.

張麗， 張建輝， 張繼紅， 常曉途， 康紹英， 周興旺. 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)， 2017， 8（12）： 4729-4735.

[29] WEI Yuan-An， ZHENG Hui-Ling， WU Shao-Hui， WANG Guang-Yong， LIU Xue-Shu. Food Sci. ， 2015， 36（14）： 151-155.

魏遠(yuǎn)安， 鄭惠玲， 吳少輝， 王光勇， 劉學(xué)術(shù). 食品科學(xué)， 2015， 36（14）： 151-155.

[30] LIU Yun， DING Tao， XU Su-Li， WU Bin， SHEN Chong-Yu， ZHANG Rui， WANG Yan， FEI Xiao-Qing. Chin. J.Chromatogr. ， 2015， 33（10）： 1040-1045.

劉蕓， 丁濤， 徐素麗， 吳斌， 沈崇鈺， 張睿， 王艷， 費(fèi)曉慶. 色譜， 2015， 33（10）： 1040-1045.

[31] GUO Fen. Sci. Technol. Ind. Parks， 2018， （1）： 42.

郭玢. 中國高新區(qū)， 2018， （1）： 42.

[32] ZHUANG D， QIN J， WANG H Y， ZHANG Y， LIU C Y， DING Q Q， LV G P. BMC Chem. ， 2019， 13（1）： 92.

[33] POHNL T， BOTTCHER C， SCHULZ H， STURTZ M， WIDDER S， CARLE R， SCHWEIGGERT R M. J. Food Compos.Anal. ， 2017， 63： 148-156.

[34] LI J， HU D， ZONG W， LV G， ZHAO J， LI S. J. Agric. Food Chem. ， 2014， 62（31）： 7707-7713.

[35] HAO Q， NAN T G， ZHOU L， KANG L P， GUO L P， YU Y. J. Sep. Sci. ， 2019， 42（13）： 2222-2230.

[36] TIAN Jie， WANG Qi-Zhang， ZHONG Qi-Wen. J. Nucl. Agric. Sci. ， 2022， 36（6）： 1204-1215.

田潔， 王啟璋， 鐘啟文. 核農(nóng)學(xué)報(bào)， 2022， 36（6）： 1204-1215.

[37] CHEN L X， HU D J， XU W F， LI S P， ZHAO J. World J. Tradit. Chin. Med. ， 2021， 7（1）： 78-85.

[38] WANG De-Wei， YOU Jing-Shui， YE Li-Hong， YE Shao-Wen. J. Food Saf. Food Qual. ， 2015， 6（8）： 3093-3097.

王德偉， 游景水， 葉禮紅， 葉少文. 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)， 2015， 6（8）： 3093-3097.

[39] PAN Cheng. China Feed， 2015， （3）： 26-27.

潘城. 中國飼料， 2015， （3）： 26-27.

[40] LI W C， ZHANG J， YU C W， LI Q， DONG F， WANG G， GU G D， GUO Z Y. Carbohydr. Polym. ， 2015， 121： 315-319.

[41] ZHANG Yuan-Yuan， ZHANG Bin， YU Long-Quan， ZHANG Wen-Na， HAN Ai-Yun， WANG Hui-Ying. Food Res. Dev. ，2015， 36（23）： 131-134.

張媛媛， 張彬， 俞龍泉， 張文娜， 韓愛云， 王惠英. 食品研究與開發(fā)， 2015， 36（23）： 131-134.

[42] LI J， LIU X M， BIN Z， ZHAO J， LI S P. J. Agric. Food Chem. ， 2013， 61（24）： 5888-5892.

[43] AOAC Official Method 997.08. Fructans in Food Products Ion Exchange Chromatographic Method. Association of Official Analytical Chemists.

[44] AOAC Official Method 999.03. Measurement of Total Fructan in Foods Enzymatic/Spectrophotometric Method. Association of Official Analytical Chemists.

[45] GB 5009.255—2016. National Food safety Standard. Determination of Fructan in Foods. National Standards of the People′s Republic of China.

食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中果聚糖的測定. 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). GB 5009.255—2016.

[46] WANG Zhi-Min， GAO Hui-Min， FU Xue-Tao， WANG Wei-Hao. China J. Chin. Mater. Med. ， 2006， 31（12）： 1925-1928.

王智民， 高慧敏， 付雪濤， 王維皓. 中國中藥雜志， 2006， 31（12）： 1925-1928.

[47] GONZAGA N， WATANABE L S， MAREZE J， MADEIRA T B， TAMANINI R， RIOS E A， NIXDORF S L， BELOTI V. Food Sci. Technol. ， 2019， 113： 108288.

[48] WEI? K， ALT M. Fermentation， 2017， 3（3）： 36.

[49] LIMA M D， NUNES P C， SILVA B D D， PADILHA C V D， BONFIM T H F， STAMFORD T L M， VASCONCELOS M A D，AQUINO J D. J. Food. Sci. Technol. ， 2019， 56（10）： 4575-4584.

[50] LUCENA R， CARDENAS S， VALCARCEL M. Anal. Bioanal. Chem. ， 2007， 388（8）： 1663-1672.

[51] CUI X Y， WAN P， MO Y D， DING X Y， CHEN S Z， GUO H Z， HU Q， LI Z J. J. Chin. Pharm. Sci. ， 2022， 31（1）： 23-30.

[52] ZHOU L H， NI H， ZHANG L L， WU W Y， ZHANG T Q， SU Q， ZHOU J， LONG H L， HOU J J， GONG J Y， WU W Y. J.Anal. Methods Chem. ， 2022， 2022： 8022473.

[53] VEHOVEC T， OBREZA A. J. Chromatogr. A， 2010， 1217（10）： 1549-1556.

[54] S?AWINSKA A， JABLONSKA-RYS E， STACHNIUK A. Food Anal. Methods， 2020， 14（2）： 209-216.

[55] HUANG Chao-Qun， LIU LU-Ye， LV Chun-Hua， LOU Cheng-Jie， JIN Yan. Chin. J. Anal. Chem. ， 2014， 42（12）： 1869-1870.

黃超群， 劉綠葉， 呂春華， 樓成杰， 金燕. 分析化學(xué)， 2014， 42（12）： 1869-1870.

[56] CHI L D， CHEN L X， ZHANG J W， ZHAO J， LI S P， ZHENG Y J. J. Pharm. Biomed. Anal. ， 2018， 156： 125-132.

[57] VERVOORT N， DAEMEN D， TOROK G. J. Chromatogr. A， 2008， 1189（1-2）： 92-100.

[58] LIU S， LU B L， PENG Z J， LIU C Y， LIU Y H， JIAO H， WU D， LI P H， ZHAO X C， SONG S J. Anal. Bioanal. Chem. ，2023， 415（17）： 3375-3384.

[59] WU L L， ZHANG S N， ZHOU L H， XIONG H S， GONG X C， ZHANG S J， PAN J Y， QU H B. Phytochem. Anal. ， 2021， 32（6）：942-956.

[60] MOU Shi-Fen， YU Hong， CAI Ya-Qi. Chin. J. Chromatogr. ， 2009， 27（5）： 667-674.

牟世芬， 于泓， 蔡亞岐. 色譜， 2009， 27（5）： 667-674.

[61] QI Dong-Qin， SONG Jiao， HE Ting-Ting. Mod. Food， 2022， 28（23）： 84-86.

齊冬琴， 宋姣， 何婷婷. 現(xiàn)代食品， 2022， 28（23）： 84-86.

[62] BEDRNICEK J， LAKNEROVA I， LORENC F， MORAES P P， JAROSOVA M， SAMKOVA E， TRISKA J， VRCHOTOVAN， KADLEC J， SMETANA P. Foods， 2021， 10（11）： 2703.

[63] HAO Qing-Xiu， KANG Li-Ping， ZHU Shou-Dong， YU Yi， HU Ming-Hua， MA Fang-Li， ZHOU Jie， GUO Lan-Ping. China J.Chin. Mater. Med. ， 2018， 43（6）： 1201-1208.

郝慶秀， 康利平， 朱壽東， 余意， 胡明華， 馬方勵(lì)， 周潔， 郭蘭萍. 中國中藥雜志， 2018， 43（6）： 1201-1208.

[64] ZHEN Zhen-Peng， GAO Yu-Feng， PANG Yang-Hai， HUANG Min-Xing， WANG Xiao-Peng， YU Gou-Bin， GUO Jian-Xiong. Sugarcane Canesugar， 2017， （4）： 59-63.

甄振鵬， 高裕鋒， 龐揚(yáng)海， 黃敏興， 王小鵬， 余構(gòu)彬， 郭劍雄. 甘蔗工業(yè)， 2017， （4）： 59-63.

[65] JARRELL H C， CONWAY T F， PATRICK MOYNA， SMITH I C P. Carbohydr. Res. ， 1979， 76（1）： 45-57.

[66] JI Xin， FAN Shuang-Xi， YANG Tong-Hui， LIU Yi-Nuo， ZHONG Qi-Ding. Food Ferment. Ind. ， 2019， 45（19）： 251-257.

吉鑫， 樊雙喜， 楊彤暉， 劉一諾， 鐘其頂. 食品與發(fā)酵工業(yè)， 2019， 45（19）： 251-257.

[67] YANG Jing， HE Jing， ZHANG Yan-Yang， ZHANG Gai-Hong， BAI Bing， YANG Jing. Food Sci. Technol. ， 2023， 48（6）：281-285.

楊靜， 何靜， 張衍楊， 張改紅， 白冰， 楊靖. 食品科技， 2023， 48（6）： 281-285.

[68] CHEN Xin-Qi， WU Shao-Hui， YUE Sheng-Feng， ZHANG Mei， HUO Jin-Hong， WANG Wei. Phys. Test. Chem. Anal. ， Part B， 2023， 59（6）： 637-642.

陳新啟， 吳少輝， 樂勝鋒， 張梅， 霍金洪， 王尉. 理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè)， 2023， 59（6）： 637-642.

[69] CHEONG K L， LI J， ZHAO J， LI S P. J. Planar. Chromatogr. ， 2014， 27（4）： 245-250.

[70] TROLLOPE K M， VOLSCHENK H， GORGENS J F， BRO R， NIEUWOUDT H H. Anal. Bioanal. Chem. ， 2015， 407（6）：1661-1671.

[71] UDOMKUN P， RUNGPICHAYAPICHET P， PHUANGCHEEN N， INNAWONG B. J. Food Meas. Charact. ， 2021， 15（4）：3670.

[72] MARQUEZ D B M， CERVANTES M A M， MARTINEZ A， AGUILAR CRISTOBAL， ZARATE PEDRO AGUILAR， PAZ J E W. Turk J. Chem. ， 2022， 46（4）： 1297-1305.

[73] CASSANI L， SANTOS M， GERBINO E， MOREIRA M D， GOMEZ-ZAVAGLIA A. J. Food Sci. ， 2018， 83（3）： 631-638.