檢測蜂蜜中果糖、葡萄糖等四種糖含量的方法

1 目的

測定蜂蜜中的果糖、葡萄糖、蔗糖和麥芽糖的含量。

2 實驗部分

按照GB/T 22221-2008標準的方法進行樣品前處理和儀器分析。     

2.1儀器及試劑

高效液相色譜儀、2414示差折光檢測器；果糖、葡萄糖、蔗糖和麥芽糖均為分析純；乙腈，色譜純；實驗用水為Millpore超純水系統制得，18MΩ•cm，25 ℃

2.2儀器分析條件

—參照GB/T 22221-2008標準方法設定

色譜柱：CNW Athena NH2(250mm×4.6mm, 5μm)；流動相：乙腈：水=85：15；流速：1.0mL/min；進樣體積：20μL；色譜柱溫度：40℃；檢測器溫度：40℃ 

2.3 標準溶液的配制

分別準確稱取一定質量的果糖、葡萄糖、蔗糖和麥芽糖用水溶解并定容至100mL，配成濃度為5g/100mL的標準儲備溶液。

由于是條件摸索階段，因此不急于配制系列標準溶液，先配制一個較高濃度的混合標準溶液（1g/100mL）用于確定儀器分析條件和標準曲線范圍。

3 遇到的問題與分析

3.1 儀器分析條件的優化及單標確認

按照上述儀器分析方法對濃度為1g/100mL的混合標準溶液進行測定，測定結果見圖1。

圖1 糖混合標準溶液色譜圖（乙腈：水=85：15）

從圖中可以看出，雖然4種糖的混合標準溶液色譜圖中對應出現4個色譜峰，但是卻存在以下幾個問題：

（1）該色譜條件下4種組分的分離時間較長，4種組分完全分離需要近35min，各組分之間的分離度較大，可以嘗試進行條件優化，縮短檢測時間；

（2）相同濃度下4種組分的出峰響應值相差較大，配制混合標準溶液時可以依據樣品中的含量適當降低組分1或者增加其它組分的濃度；

（3）基線噪音較大，不利于微量組分的分析，對樣品的定性和定量都會產生影響。

針對上述問題，決定先嘗試優化儀器分析條件，縮短樣品測試時間。

混合標準溶液的濃度在色譜柱和儀器的耐受范圍內，由于是條件摸索階段，因此暫時先不調整，仍然采用該濃度的混合標準溶液進行分析。

分析條件中采用的是示差檢測器，該檢測器不允許進行梯度洗脫，要改善分離條件縮短測試時間只能從流動相上做文章，于是嘗試通過改變流動相比例進行優化。氨基色譜柱既可以用于正相模式反相模式，又可以用于反相模式，在正相模式下，可以代替硅膠柱使用；在反相模式下可用于碳水化合物的分析，尤其適用于糖類分析，本實驗即是采用氨基色譜柱的反相模式進行糖類分析。

實驗中發現微調流動相中有機相的含量，各組分間的分離度有很大的變化。增加乙腈的比例能夠提高各組分間的分離度，但測試時間延長；降低乙腈的比例會降低各組分的分離度，但卻很大程度上縮短了測試時間。當流動相為乙腈：水=75：25時，4種糖的測定時間縮短至15 min，同時4種糖具有較好的分離度。

圖2 糖混合標準溶液色譜圖（乙腈：水=75：25）

上述測試過程中使用的是4種糖的混合標準溶液，每個峰對應的待測組分還是未知的，因此在該儀器分析條件下先對各組分進行單標確認。

圖3 單標確認色譜圖

在單標確認的過程中又發現以下幾個問題：

（1）雖然混合標準溶液色譜圖中出現了4個完全分離的色譜峰，但是對比單標色譜圖發現，每個單標色譜圖中都出現了兩個峰，而4min附近色譜峰的峰面積和峰高幾乎一致，很有可能是溶劑峰；

（2）如果4min附近的色譜峰是溶劑峰，那么4種混合標準溶液色譜圖中實際上只分離出了3種組分，有一種組分沒有出峰或者與其他組分的保留時間接近；

（3）對比葡萄糖和麥芽糖的單標色譜圖發現，兩者的保留時間完全一致，可能是操作有誤，兩者組分在配制或在進樣時弄錯了。

 針對上述問題逐一進行排查，由于所用的混合標準溶液是用水配制和稀釋的，4min附近的色譜峰是否是溶劑峰只需進一針水樣即可，因此首先以純水為樣品進行進樣測試，并且重新配制葡萄糖和麥芽糖的標準溶液并測試，配制和進樣過程及其仔細防止中間環節出錯。 

實驗結果表明：4min附近的色譜峰為溶劑峰（見圖4），同時重新測定后葡萄糖和麥芽糖的保留時間仍然完全一致。

圖4 水測試色譜圖

葡萄糖和麥芽糖的保留時間一致，考慮是否是儀器分析方法不合適導致這兩種組份沒有分離？在前面的實驗中發現，微調流動相比例4種糖的保留時間會有很明顯的變化，于是嘗試通過改變流動相的方式進行分離，然而實驗中發現改變流動相兩者的保留時間是同步變化的。

難道是色譜柱的原因？色譜柱柱效下降導致兩者不能分離？于是更換新的色譜柱再次分離，結果還是沒有能夠將兩者分離。如果葡萄糖和麥芽糖無法分離，實驗便無法進行下去，在經過上述嘗試之后將問題的矛頭指向了所用的試劑。查試劑臺賬，發現實驗室里還有其他品牌分析純的葡萄糖，而麥芽糖僅此一瓶，但是幸運的是發現了葡萄糖和麥芽糖的標準品，決定使用麥芽糖和葡萄糖的標準品試一下。

圖5 不同麥芽糖標準品色譜圖

實驗結果表明：采用分析純和標準品配制的葡萄糖標準溶液的出峰時間保持一致，而采用分析純和標準品配制的麥芽糖標準溶液的出峰時間出現了差異。

重新配制4種糖的混合標準溶液，采用上述儀器分析條件進行測定時4種糖得到了較好的分離，因此繼續延用上述的儀器分析條件進行后續測定。

3.2 溶劑效應的消除

4種糖的分離和確認過程基本完成，接下來解決溶劑效應的問題。溶劑效應在液相分析中是一種很常見有時也是很讓人頭疼的現象，嚴重的溶劑效應可能會影響到分析結果。溶劑效應產生的原因和處理方法論壇中早有前輩進行過細致的講解，這里也不過多的贅述。

雖然此次的溶劑效應不會影響定性和定量，但是那“高高再上”的溶劑峰看著很難受，于是想嘗試解決或者減輕溶劑效應，降低溶劑峰的峰響應。

為了減少分析時間，同時減少標準品的消耗（麥芽糖的標準品只有0.25g/瓶）決定直接用流動相中的兩相（乙腈和水）進行嘗試。通過改變乙腈和水的體積比考察溶劑峰的出峰情況。

實驗發現，在上述色譜條件下以乙腈為樣品進行測試時溶劑峰為響應值很大的倒峰；以水為樣品進行測試時溶劑峰為響應值很大的正峰；調節兩者的比例可以改變溶劑峰的出峰情況，如圖6。

圖6 乙腈水比例對溶劑峰的影響

從圖中可以看出，試樣為70%乙腈和80%乙腈時溶劑峰已經變小許多，而以流動相為樣品(75%乙腈)時溶劑效應得到了進一步的降低，也就是人們常說的，可以嘗試用流動相配制標準溶液或者定容樣品減輕溶劑效應。

于是決定采用流動相配制標準溶液，然而在配制過程中又遇到了難題，高濃度糖的水溶液與乙腈不能互溶，兩者會出現明顯的分層。適當提高水相的比例，當采用50%乙腈水溶液時，兩相沒有出現分層，同時測定時有效地降低了溶劑效應，因此在后續的標準溶液配制和樣品前處理過程中均采用50%乙腈水溶液。

3.3 基線噪音的消除

優化完儀器分析條件并解決了溶劑效應問題之后，接下來就要解決基線噪音的問題了。

液相中產生基線噪音的原因有：

(1) 燈能量下降；

（2）流通池污染；

（3）泵壓不穩；

（4）氣泡等。

依據消除基線噪音的方法分別對單向閥、色譜柱、樣品池和參比池等進行維護，然后再對混合標準溶液進行測試，結果都沒有能夠得到理想的色譜圖，基線噪音依舊很大。考慮到前期測定時流動相微調會對樣品出峰有很大影響，同時依據示差檢測器的檢測原理（示差檢測器是連續檢測樣品池和參比池間液體折光指數差值的檢測器），該檢測器對流動相的變化和溫度都很敏感，而實驗中流動相都是通過比例閥在線混合的方式進行的，在線混合不僅可能導致流動相組成會有微弱的差異，同時乙腈與水的在線混合也可能引起溫度的變化，因此嘗試采用流動相預先混合的方式，即按照在線混合優化后的比例進行預先配制流動相然后進行測試，采用該方法后基線噪音得到明顯改善。

注：流動相在線混合的方式雖然會引起基線噪音，但是在前期方法摸索階段，對流動相進行優化時還是方便可行的，可以通過此方法摸索出合適的流動相比例后再采用預混的方法進行測定。

（內容參考儀器信息網）

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