乳制品中蔗糖的檢測方法多種多樣,每種方法都有其獨(dú)特的原理、操作流程和優(yōu)缺點(diǎn)。高效液相色譜法精準(zhǔn)但昂貴復(fù)雜,酶比色法特異簡便但受酶活性影響,蒽酮比色法快速易操作卻特異性欠佳,萊茵 — 埃農(nóng)氏法簡便低成本但對實(shí)驗(yàn)條件敏感。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)檢測目的、樣品特點(diǎn)、儀器設(shè)備條件以及成本等因素,綜合選擇合適的檢測方法。
01
高效液相色譜法(HPLC)
原理解讀
高效液相色譜法是利用不同物質(zhì)在固定相和流動相之間分配系數(shù)的差異,對混合物進(jìn)行分離和分析。在檢測乳制品中的蔗糖時(shí),將處理后的乳制品樣品注入液相色譜儀,蔗糖等糖類物質(zhì)在流動相的帶動下,通過裝有特定固定相的色譜柱。由于不同糖類與固定相的相互作用不同,它們在柱中的保留時(shí)間各異,從而實(shí)現(xiàn)分離。分離后的蔗糖通過檢測器,產(chǎn)生相應(yīng)的電信號,信號強(qiáng)度與蔗糖的濃度成正比,以此來定量檢測蔗糖含量。
操作流程
1.樣品前處理:準(zhǔn)確稱取一定量的乳制品樣品,加入適量的水或緩沖溶液,超聲振蕩使其充分溶解。隨后進(jìn)行離心或過濾,去除樣品中的雜質(zhì),得到澄清的樣品溶液。
2.儀器準(zhǔn)備:開啟高效液相色譜儀,設(shè)置合適的流動相組成(如乙腈 - 水混合溶液)、流速(一般為 0.5 - 1.5 mL/min)、柱溫(常設(shè)置在 30 - 40℃)以及檢測器波長(示差折光檢測器或蒸發(fā)光散射檢測器)。
3.進(jìn)樣分析:用微量注射器吸取一定體積(如 10 - 20 μL)的處理好的樣品溶液,注入液相色譜儀進(jìn)樣口。儀器自動將樣品帶入色譜柱進(jìn)行分離,記錄色譜圖。
4.結(jié)果計(jì)算:根據(jù)預(yù)先繪制的蔗糖標(biāo)準(zhǔn)曲線,通過樣品峰的保留時(shí)間定性,峰面積或峰高定量,計(jì)算出乳制品中蔗糖的含量。
優(yōu)勢與局限
高效液相色譜法具有分離效率高、分析速度快、檢測靈敏度高等顯著優(yōu)勢,能夠準(zhǔn)確檢測乳制品中微量的蔗糖。然而,該方法需要專業(yè)的儀器設(shè)備,成本較高,對操作人員的技術(shù)要求也相對較高。同時(shí),樣品前處理過程較為繁瑣,耗時(shí)較長。
02
酶比色法
原理解讀
酶比色法基于特定的酶對蔗糖的特異性催化作用。蔗糖在蔗糖酶的作用下,水解為葡萄糖和果糖。然后,葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化下,與氧氣反應(yīng)生成葡萄糖酸和過氧化氫。過氧化氫在過氧化物酶的存在下,與顯色劑(如 4 - 氨基安替比林和酚)發(fā)生反應(yīng),生成有顏色的醌類化合物。顏色的深淺與蔗糖水解產(chǎn)生的葡萄糖量成正比,通過比色法測定吸光度,進(jìn)而推算出乳制品中蔗糖的含量。
操作流程
1.樣品處理:稱取適量乳制品樣品,加入適量的水或緩沖液,攪拌均勻,使樣品中的蔗糖充分溶解。離心或過濾去除不溶性雜質(zhì),得到澄清的樣品提取液。
2.酶反應(yīng):在一系列試管中,分別加入一定量的樣品提取液、蔗糖酶溶液、葡萄糖氧化酶溶液和過氧化物酶溶液,以及適量的緩沖液,調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的 pH 值至適宜范圍(一般為 pH 6.5 - 7.5)。將試管置于恒溫水浴鍋中,在特定溫度(如 37℃)下反應(yīng)一定時(shí)間(通常為 15 - 30 分鐘)。
3.顯色反應(yīng):反應(yīng)結(jié)束后,向各試管中加入顯色劑溶液,充分混合均勻。繼續(xù)在恒溫水浴中反應(yīng)一段時(shí)間(5 - 10 分鐘),使顯色反應(yīng)完全。
4.比色測定:用分光光度計(jì)在特定波長(一般為 505 nm)下測定各試管中溶液的吸光度。同時(shí),以不含樣品的空白反應(yīng)管作為對照,扣除背景值。
5.結(jié)果計(jì)算:根據(jù)預(yù)先繪制的蔗糖標(biāo)準(zhǔn)曲線,由樣品溶液的吸光度計(jì)算出乳制品中蔗糖的含量。
優(yōu)勢與局限
酶比色法具有特異性強(qiáng)、靈敏度較高、操作相對簡便等優(yōu)點(diǎn),不需要昂貴的大型儀器設(shè)備。但該方法的酶試劑價(jià)格較貴,且酶的活性易受溫度、pH 值等因素影響,導(dǎo)致檢測結(jié)果的穩(wěn)定性可能會受到一定影響。同時(shí),反應(yīng)過程中需要嚴(yán)格控制反應(yīng)條件,否則容易出現(xiàn)誤差。
03
蒽酮比色法
原理解讀
蒽酮比色法的原理基于糖類在濃硫酸作用下,脫水生成糠醛或羥甲基糠醛,它們可與蒽酮試劑縮合生成藍(lán)綠色的糠醛衍生物。在一定范圍內(nèi),顏色的深淺與糖的含量成正比。對于乳制品中的蔗糖,同樣先將其水解為單糖,再進(jìn)行顯色反應(yīng)。通過測定吸光度,與標(biāo)準(zhǔn)曲線對比,即可確定蔗糖的含量。
操作流程
1.樣品水解:準(zhǔn)確稱取一定量的乳制品樣品,加入適量的鹽酸溶液,在一定溫度(如 68 - 70℃)下水解一定時(shí)間(約 15 分鐘),使蔗糖完全水解為葡萄糖和果糖。水解結(jié)束后,用氫氧化鈉溶液中和至中性。
2.顯色準(zhǔn)備:取適量水解后的樣品溶液,加入一定量的蒽酮試劑(將蒽酮溶解在濃硫酸中配制而成),迅速搖勻。
3.顯色反應(yīng):將混合溶液置于沸水浴中加熱一定時(shí)間(通常為 1 - 2 分鐘),使顯色反應(yīng)充分進(jìn)行,溶液呈現(xiàn)藍(lán)綠色。然后迅速冷卻至室溫。
4.比色測定:以空白溶液(不加樣品,同樣進(jìn)行上述操作)為對照,用分光光度計(jì)在 620 nm 波長處測定樣品溶液的吸光度。
5.結(jié)果計(jì)算:依據(jù)預(yù)先繪制的蔗糖標(biāo)準(zhǔn)曲線,根據(jù)樣品溶液的吸光度計(jì)算出乳制品中蔗糖的含量。
優(yōu)勢與局限
蒽酮比色法操作簡單、快速,對儀器要求不高,適用于批量樣品的初步檢測。但該方法的特異性較差,乳制品中的其他糖類以及一些還原性物質(zhì)可能會干擾檢測結(jié)果,導(dǎo)致測定結(jié)果偏高。此外,濃硫酸具有強(qiáng)腐蝕性,操作過程中需要格外小心。
04
萊茵 — 埃農(nóng)氏法
原理解讀
萊茵 — 埃農(nóng)氏法是利用還原糖能將斐林試劑中的二價(jià)銅離子還原為一價(jià)銅離子,生成紅色的氧化亞銅沉淀這一特性來測定糖含量。對于乳制品中的蔗糖,需先將其水解為葡萄糖和果糖這兩種還原糖。在堿性條件下,還原糖與斐林試劑中的酒石酸鉀鈉銅絡(luò)合物反應(yīng),銅離子被還原。通過消耗的斐林試劑的量,根據(jù)特定的化學(xué)反應(yīng)計(jì)量關(guān)系,間接計(jì)算出樣品中蔗糖的含量。
操作流程
1.樣品處理:準(zhǔn)確稱取一定量的乳制品樣品,加入適量的水或緩沖液,攪拌使蔗糖溶解。隨后加入鹽酸溶液,在特定溫度(如 68 - 70℃)下水解一定時(shí)間(約 15 分鐘),將蔗糖轉(zhuǎn)化為還原糖。水解完成后,用氫氧化鈉溶液中和至中性。
2.斐林試劑標(biāo)定:準(zhǔn)確吸取一定量的斐林試劑甲液和乙液,混合均勻。用已知濃度的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,加熱至沸騰后,以亞甲基藍(lán)為指示劑,緩慢滴加葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液,直至溶液藍(lán)色褪去,記錄消耗葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,從而標(biāo)定斐林試劑的濃度。
3.樣品滴定:準(zhǔn)確吸取一定體積處理好的樣品溶液,加入到已混合均勻的斐林試劑中,加熱至沸騰并保持微沸狀態(tài),用樣品溶液滴定斐林試劑,同樣以亞甲基藍(lán)為指示劑,當(dāng)溶液藍(lán)色褪去時(shí)即為終點(diǎn),記錄消耗樣品溶液的體積。
4.結(jié)果計(jì)算:根據(jù)斐林試劑的標(biāo)定結(jié)果以及樣品溶液的滴定體積,通過相應(yīng)的計(jì)算公式,計(jì)算出乳制品中蔗糖的含量。
優(yōu)勢與局限
萊茵 — 埃農(nóng)氏法操作相對較為簡便,對儀器設(shè)備要求不高,在一些常規(guī)檢測場景中應(yīng)用廣泛。而且該方法不需要復(fù)雜的儀器,成本較低。不過,該方法的實(shí)驗(yàn)條件要求較為苛刻,例如滴定過程中加熱的溫度、滴定速度等都會對結(jié)果產(chǎn)生較大影響。此外,其他還原性物質(zhì)的存在可能干擾檢測結(jié)果,導(dǎo)致準(zhǔn)確性受到一定影響。
作者:食品伙伴網(wǎng),DX,檢測服務(wù)事業(yè)部乳品組原創(chuàng)文章
