张迪，刘木子，胡颖

1.秦皇岛职业技术学院（秦皇岛 066100）；2.南京信息职业技术学院（南京 210000）；3.山西建筑职业技术学院（太原 030006）

运动营养品是为了满足运动人群在运动后的生理代谢需求、缓解运动疲劳而加工生产的具有丰富营养元素的特殊食品。运动营养品的种类很多，其中就有针对不能摄入糖分人群的无糖型运动营养品，此类产品中的糖替代品一般选择糖醇[1-2]。糖醇不仅具有糖的甜味，而且被人体摄入后，无需胰岛素调节，血糖含量不会产生波动，因此糖醇作为糖替代品制作的无糖运动营养品非常适合不能摄入糖分的人群食用[3-4]。市场上这类无糖型运动营养品较受欢迎，但相关产品的标准及检测方法相对滞后，这给这类产品的质量判定及监管带来不便。

糖醇的检测方法有高效液相色谱法[5-10]和气相色谱法[11-13]。气相色谱法检测前需进行衍生化处理，试验步骤冗长、重现性不好。高效液相色谱法中，结合蒸发光散射器的优点，样品无需衍生直接检测，试验操作简单。加压毛细管电色谱（pCEC）技术是一种结合毛细管电泳的高柱效及高效液相色谱的高选择性的新型电动微分离技术[14-16]，更适合复杂样品的多组分检测。试验将加压毛细管电色谱双重分离机理与蒸发光散射检测器的优点相结合，开发无糖型运动营养品中5种糖醇的分析检测新方法。该方法操作简单、分析速度快，对此类产品中糖醇的测定方法体系形成有效补充。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

2100型加压毛细管电色谱系统（美国赛默飞公司）；Sedex 75型蒸发光散射检测器（美国赛默飞公司）。

木糖醇、山梨糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、赤藓糖醇标准品（国家标准物质中心）；乙腈、乙醇（色谱纯）。

1.2 样品来源

样品均为随机购买市场上销售的无糖型运动营养品。

1.3 色谱条件

色谱柱：ZORBAX糖分析色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流速1.2 mL/min；进样量10 μL；柱温30 ℃。

1.4 试验方法

参考相关文献中糖醇的分离条件，以乙腈-水为流动相，采用亲水作用毛细管电色谱柱进行5种糖醇的分离。通过对流动相添加剂体系、电压强度分离条件的优化，以及ELSD蒸发管温度、载气流速检测条件的选择，确定加压毛细管电色谱条件。

1.4.1 流动相体系对糖醇色谱行为的影响

试验以流动相[V（乙腈）∶V（水）=80∶20]为基础，在流动相中分别加入10 mmol/L甲酸、三乙胺、乙酸-乙酸铵和三乙胺-甲酸（等摩尔添加），考察5种糖醇在不同流动相添加体系的分离情况和信噪比。

1.4.2 电压强度对糖醇色谱行为的影响

电压是加压毛细管电色谱试验条件中一个重要的试验参数，施加不同的电压强度对样品的分离能力和分离速度会产生不同影响，试验分别施加0，2，4，5和8 kV正向电压，考察5种糖醇在电压强度的分离情况。

1.4.3 蒸发光散射检测器条件的优化

影响蒸发光散射检测器的两个重要的参数分别是蒸发管温度和载气流速，两者对色谱图的信噪比（S/N）影响较大，一般建立适当的蒸发光散射检测方法时，需对这2个参数进行优化。

1.4.4 标准曲线的制作

称取相应质量的木糖醇、山梨糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、赤藓糖醇标准品，配制成质量浓度为0.005，0.010，0.020，0.040，0.060和0.100 g/100 mL的标准溶液，进仪器分析，以峰面积为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。

1.4.5 样品的前处理

无糖型运动营养品中营养元素较多，食品基质较复杂，按照GB 5009.279—2016中方法进行前处理，会出现一定的不适用性，基质影响较大，检测谱图中目标组分易被杂质成分干扰，试验针对此类样品进行前处理优化，进一步消除此类样品中的杂质干扰。具体步骤：称取2.00 g样品置于25 mL离心管中，加入30℃温水定容，摇匀后超声10 min，以5 000 r/min离心5 min。取10 mL上清液于25 mL离心管中，加入2 mL提取液后摇匀静置10 min，以5 000 r/min离心5 min，取全部上清液，加入水定容到20 mL，摇匀后取850 μL滤液，加入150 μL碳酸钠溶液，摇匀中和后上机检测。试验比较三氯乙酸、乙腈、乙醇3种不同提取液对5种糖醇检测的影响。

1.4.6 方法的精密度、重复性与回收率

以未检出5种糖醇的运动营养品为空白基质，加入不同浓度的木糖醇、山梨糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、赤藓糖醇混合标准溶液，使用优化后的前处理方法提取，上机检测，计算回收率。

2 结果与讨论

2.1 流动相体系对糖分色谱行为的影响

试验发现，5种糖醇的分离情况未有明显变化；但信噪比差异明显，其信噪比在不同添加体系下的变化如图1所示。

结果表明，三乙胺-甲酸添加体系的信噪比最高，这种添加剂可以形成离子对，可有效提高糖醇颗粒大小，从而提高散射光强度。另外，流动相添加三乙胺时信噪比有明显提高，与添加三乙胺-甲酸时相差并不大，而且在碱性环境下更利于产生电渗流，故选择三乙胺作为流动相添加剂。

图1 不同流动相体系对5种糖醇信噪比的影响

2.2 电压强度的选择

在流动相中加入10 mmol/L三乙胺，分别施加0，2，4，5和8 kV正向电压，结果如图2所示。

结果表明，随着电压的升高，在电渗流的推动下5种糖醇的分离速度明显加快，同时色谱峰形变窄；施加电压+5 kV时，样品分离时间加快到14 min左右，并且5种糖醇样品完全分离。施加电压达到+8 kV后，分离速度无明显加快，并且仪器电流急剧增大，故选择施加电压+5 kV。

2.3 载气流速的选择

较低的载气流速有利于提高ELSD的检测灵敏度，试验在较低载气流速范围内进行最佳气体流速考察。分别在载气流速为0.5，0.6，0.8，1.0和1.2 L/min条件下，考察5种糖醇的信噪比，结果如图3所示。

结果表明，当载气流速低于0.8 L/min时，糖醇样品的色谱峰开始明显展宽，影响到样品分离度，信噪比也均出现下降趋势。过低的气体流速会降低样品雾化效率，基线噪声变大，色谱峰展宽严重，从而使信噪比降低，故选择最佳载气流速0.8 L/min。

图2 电压强度对5种糖醇分离速度的影响

图3 载气流速对5种糖醇信噪比的影响

2.4 蒸发管温度的选择

在优化试验条件下，分别考察5种糖醇在蒸发管温度90，100，110，120和130 ℃时的信噪比，结果如图4所示。

结果表明，山梨糖醇、麦芽糖醇和乳糖醇随着蒸发管温度的升高，其信噪比保持上升趋势；木糖醇信噪比在蒸发管温度超过110 ℃时开始下降，山梨糖醇信噪比在蒸发管温度超过120 ℃时开始下降。综合考虑，以信噪比较低的乳糖醇和赤藓糖醇为主要优化对象，故选择最佳蒸发管温度120 ℃。

图4 蒸发管温度对5种糖醇信噪比的影响

在优化后条件下检测含有木糖醇的无糖型运动营养品，如图5所示。

图5 无糖型运动营养品的pCEC分离谱图

2.5 标准曲线的制作

为验证5种糖醇在80%乙腈-水（含10 mmol/L三乙胺）流动相体系中的线性关系，配制木糖醇、山梨糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇和赤藓糖醇浓度分别为0.005，0.010，0.020，0.040，0.060和0.100 g/100 mL的系列混合标准溶液。结果表明，5种糖醇分在0.005～0.100 g/100 mL浓度范围内均具有良好线性关系（r2＞0.99）；采用在空白基质中添加目标组分的方法，依据色谱峰的信噪比大于3倍确定检出限，信噪比大于10倍确定定量限，得到5种目标组分的检出限和定量限，分别为0.5～1.0和1.5～3.0 mg/100 mL，结果见表1。

表1 5种糖醇的保留时间、标准曲线、相关系数、检出限与定量限

2.6 提取液的选择

针对于样品提取液的选择，分别选用提取液Ⅰ（三氯乙酸）、提取液Ⅱ（乙醇）、提取液Ⅲ（乙腈）来进行比较，以5种糖醇的回收率为比较依据，结果如图6所示。

结果表明，提取液Ⅲ（乙腈）的提取效果最好，能将样品溶液中的蛋白类物质沉淀完全，除杂效果较好，5种糖醇的回收率均在85%以上，其次为乙醇和三氯乙酸，所以选择乙腈作为提取液。

2.7 加标回收率与精密度

在加标回收试验中，选用植物源性基质、动物源性基质共2种基质的运动营养品，分别添加5.0，50和100 mg/100 g 低、中、高的3个水平混合标准品，每个结果测定5次，进行加标回收的试验。

由表2可见，5种组分的3个水平的加标回收率为87.5%～102.4%，相对标准偏差为2.15%～5.23%，表明试验所建立的方法能够满足检测实际样品需要。

图6 提取液选择对5种糖醇回收率的影响

表2 方法的回收率及相对标准偏差（n=5）

3 结论

利用加压毛细管电色谱-蒸发光散射联用法，通过对流动相体系、电压强度、蒸发管温度和载气流速的优化，以及样品提取液的比较，建立了同时分离检测无糖型运动营养品中的木糖醇、山梨糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇和赤藓糖醇5种糖醇的亲水作用电色谱法。结果表明，在V（乙腈）∶V（水）=80∶20流动相体系中添加10 mmol/L三乙胺，在电压强度+5 kV、载气流速0.8 L/min、蒸发管温度120 ℃条件下，木糖醇、山梨糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、赤藓糖醇5种组分能得到良好基线分离，其峰型良好，出峰时间合适。样品在经提取液乙腈的提取下，可实现对目标物的净化，有效解决多组分糖醇共存时样品前处理复杂、回收率低的分析难点，可为无糖型运动营养品中糖醇的分析和监控提供技术支持。