食品和食品補充劑中低聚半乳糖的含量必須滿足安全和相關法規的要求，如 GB 14880-2012 《食品安全國家標準 食品營養強化劑使用標準》中規定嬰幼兒谷類輔助食品和嬰幼兒配方食品中低聚半乳糖（乳糖來源）、低聚半乳糖（乳清濾出液來源）含量不得超過64.5g/kg。目前對于低聚半乳糖的檢測，應用最廣泛的是通過酶水解將其分解為小分子糖，然后進入色譜分析。

 

目前國內低聚半乳糖的標準檢測方法尚未正式發布，因此本文以 AOAC 2001.02 方法為藍本進行描述并改進。使用配有安培檢測器的瑞士萬通離子色譜（IC-PAD）可對低聚半乳糖進行全自動分析。

 

什么是低聚半乳糖?

 

低聚半乳糖為在葡萄糖或半乳糖分子上鏈接1~7個半乳糖基的碳水化合物，是食品和飲料中少量天然存在的益生元。低聚半乳糖最初在人類母乳中發現，是母乳中的主要成分，其含量高達12g/L，因此被添加到嬰幼兒奶粉中作為益生元補充劑。低聚半乳糖可以在腸道中表現出雙岐化作用，調節腸道菌群，支持非致病細菌的生長。

 

食品標簽對低聚半乳糖的要求

 

全球益生元和低聚半乳糖市場的增長來自于消費者健康意識的提升，為回應這種意識提升，EU 1169/2011 和 EU 2015/2283 以及 GB 14880-2012 都對其含量做出了規定。因此我們必須對食品和營養補充劑中的低聚半乳糖進行測定。

 

低聚半乳糖對人體健康影響的研究表明，每人每天攝入的低聚半乳糖建議不超過30g，嬰幼兒配方奶粉則需要執行更加嚴格的規定。

 

AOAC 2001.02

 

目前測量食品中低聚半乳糖最常用的方法就是 AOAC 標準方法 2001.02，國內相關標準的征求意見稿也是以此為參考。該方法是將低聚半乳糖從食品中提取出來之后將其水解為單糖，然后使用帶有安培檢測器的陰離子交換色譜進行分析。

 

AOAC 2001.02 方法是將提取液與用β-半乳糖苷酶處理的水解液進行比較。在β-半乳糖苷酶催化下，糖苷鍵斷裂，低聚半乳糖和乳糖水解成葡萄糖和半乳糖。兩種溶液中測定的游離半乳糖和乳糖的濃度差即可用來計算低聚半乳糖含量（圖1）。

 

對AOAC方法的改進

 

AOAC 2001.02 的樣品制備過程相當復雜：一方面是對照提取液需要加入昂貴的失活酶以維持提取液中各種糖濃度不變（圖 1）；另一方面，樣品是使用乙腈溶液稀釋，而標準品則是用超純水制備。

 

本文中我們將簡化整個過程以提高方法的易用性和分析效率。

 

實驗證明，在提取溶液中添加失活酶與否并不會影響提取物中葡萄糖、半乳糖和乳糖濃度，因此我們取消了該步驟，節省了大量的費用和手工勞動。總低聚半乳糖含量的測定，僅需測量不含任何酶的提取液和添加了活性酶的水解液即可完成。

 

除了酶的使用，AOAC 方法還建議在超純水 (UPW) 中制備標準品，而用 20% 乙腈稀釋實際樣品。我們按照以下條件做了對比試驗：

 

◆ 使用純水做校準曲線，純水稀釋樣品（純水）

 

◆ 使用純水做校準曲線，乙腈稀釋樣品（AOAC方法）

 

◆ 使用乙腈做校準曲線，乙腈稀釋樣品（乙腈）

 

在以上三個條件中，低聚半乳糖含量的重現性在純水和 AOAC 方法之間表現類似，而乙腈方法中低聚半乳糖含量低于其它方法，乙腈似乎對樣品并不具有穩定作用。因此我們可以使用純水對樣品進行稀釋來改進 AOAC 方法，減少化學試劑的使用。

 

結果

 

總體而言，改進后的方法在分離度、回收率以及特異性方面表現出很好的穩定性，半乳糖檢出限為 0.1mg/L，葡萄糖和乳糖為 0.2mg/L，可以滿足低濃度樣品的測量需求。

 

總結

 

在糖類分析方面帶有安培檢測器的離子色譜法是一種靈敏、穩定且選擇性非常好的多組分分析方法，而且無需任何額外的衍生步驟。結合酶處理，離子色譜可以對非常復雜的糖類進行分析。

 

本研究對食品中低聚半乳糖測定的 AOAC 方法進行了優化，雖然原理相同，但是分析效率得到大幅提升，可以大大降低實驗室時間和運行成本。如使用其它自動化樣品處理技術，如英藍邏輯稀釋技術和英藍自動校準技術，還可進一步提升工作效率。