一种检测食品中果糖的方法与流程

本发明涉及的是一种检测食品中果糖的方法，属于食品检测领域。

背景技术：

果糖是一种高甜度的单糖，在食品工业中被广泛用作甜味剂。研究表明，人体摄入过量果糖会诱发多种疾病，例如高血压、肾脏疾病和代谢综合征（Clevel. Clin. J. Med. 2006, 73, 1059–1064）。因此，食品果糖检测对于食品质量控制和人体健康具有十分重要的意义。

目前，检测食品中果糖的方法包括气相色谱法、高效液相色谱法和间苯二酚比色法等。气相色谱法和高效液相色谱法使用的仪器设备昂贵，需要专门的分析检测人员，因而分析成本高；同时这两种方法的分析时间长。间苯二酚比色法克服了气相色谱法和高效液相色谱法的不足，使用的仪器设备简单，分析时间短，具有廉价快速的优点；但是它的操作条件苛刻，需要高温强酸，同时生成的有色产物不稳定，导致重现性差。

技术实现要素：

鉴于上述，本发明旨在提供一种检测食品中果糖的方法。本方法廉价、快速、简便、重现性好。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种检测食品中果糖的方法，其步骤是：

a.配制储备液：将10-羟基苯并[h]喹啉和3-吡啶硼酸分别溶于二甲基亚砜，浓度均为0.3–0.7 mM；

b.制备标准溶液：将步骤a配制的10-羟基苯并[h]喹啉和 3-吡啶硼酸储备液与 pH = 6.0–8.0浓度为5–50 mM的磷酸盐缓冲溶液在离心管中混合后，加入浓度分别为0、0.015、0.060、0.10、0.15、0.20、0.30、0.40、0.50、1.0、1.5、2.0和2.5 mM的果糖标准溶液，然后在30–45 °C水浴中孵化5 –60 min；

c.测定荧光光谱：将步骤b制备的标准溶液放入荧光分光光度计中测定荧光光谱，荧光光谱设置的参数是：比色皿：1.0 cm、激发波长：380 nm、发射波长扫描范围：450–675 nm、狭缝宽度：5/10 nm，荧光光谱中存在572 nm和500 nm两个峰；

d.绘制标准曲线：以果糖浓度为横坐标，以步骤c测定的荧光强度比值为纵坐标，绘制标准曲线。

检测果糖的原理：10-羟基苯并[h]喹啉在572 nm处发射荧光，它与3-吡啶硼酸络合后在500 nm处发射荧光（Org. Lett.2013, 15, 5382–5385）；本发明在10-羟基苯并[h]喹啉和3-吡啶硼酸中加入果糖后，果糖与3-吡啶硼酸反应生成环状酯，从而抑制了10-羟基苯并[h]喹啉与3-吡啶硼酸的络合，导致572 nm与500 nm的荧光强度比值升高；依据572 nm与500 nm的荧光强度比值可以对果糖进行检测。

本发明的优点和产生的有益效果是：

本发明提供了一种检测食品中果糖的方法。使用的仪器设备简单，试剂成本低，具有廉价的优点。分析时间短，操作条件温和，在常温常压下进行，不涉及强酸强碱，具有快速和简便的优点。本发明基于572 nm与500 nm的荧光强度比值对果糖进行检测，与基于单个波长的荧光或吸收强度对果糖进行检测的方法相比，本发明受外界环境和仪器效率等干扰因素的影响较小，具有重现性好的优点。本发明对果糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、蔗糖或麦芽糖进行测试，对葡萄糖、半乳糖、甘露糖、蔗糖或麦芽糖的响应都很弱，而对果糖的响应很强，并且对果糖的检出限低，因此本发明对果糖具有高选择性和高灵敏性。

附图说明

图1为加入不同浓度果糖后的荧光谱图。

图2为 572 nm与500 nm的荧光强度比值与果糖浓度之间的线性关系。

图3 为果糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、蔗糖或麦芽糖的响应图。

图4为磷酸盐缓冲溶液pH = 9.0的条件下加入果糖前后的荧光谱图。

具体实施方式

实施例

一种检测食品中果糖的方法，其步骤是：

将0.5 mL 浓度为0.5 mM 的10-羟基苯并[h]喹啉和0.5 mL浓度为0.5 mM 的3-吡啶硼酸储备液与3.8 mL pH = 7.4浓度为10 mM的磷酸盐缓冲溶液在10 mL离心管中混合后，加入0.2 mL浓度分别为0、0.015、0.060、0.10、0.15、0.20、0.30、0.40、0.50、1.0、1.5、2.0和2.5 mM的果糖标准溶液，然后在37 °C水浴中孵化10 min。将制备的标准溶液放入荧光分光光度计中测定荧光光谱，荧光光谱设置的参数是：比色皿：1.0 cm、激发波长：380 nm、发射波长扫描范围：450–675 nm、狭缝宽度：5/10 nm。然后，以果糖浓度为横坐标，572 nm与500 nm的荧光强度比值为纵坐标，绘制标准曲线。

如图1所示，在波长450 nm到675 nm区间内，出现572 nm和500 nm两个峰，随着果糖浓度的增加，荧光光谱呈现从上到下的趋势。如图2所示，572 nm与500 nm的荧光强度比值与果糖浓度呈线性增加的关系（R² = 0.9945），线性范围为0.015–2.5 mM，线性拟合方程为y = 0.955 + 1.258x，检出限为0.005 mM（信噪比为 0.002）。

实验例1

对果糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、蔗糖或麦芽糖的响应，其步骤是：

将0.5 mL 浓度为0.5 mM 的10-羟基苯并[h]喹啉和0.5 mL浓度为0.5 mM 的3-吡啶硼酸储备液与3.8 mL pH = 7.4浓度为10 mM的磷酸盐缓冲溶液在10 mL离心管中混合后，加入0.2 mL浓度为1 mM的果糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、蔗糖或麦芽糖的标准溶液，然后在37 °C水浴中孵化10 min。将制备的标准溶液放入荧光分光光度计中测定荧光光谱，荧光光谱设置的参数是：比色皿：1.0 cm、激发波长：380 nm、发射波长扫描范围：450–675 nm、狭缝宽度：5/10 nm。然后，以糖的名称为横坐标，572 nm与500 nm的荧光强度比值的增量为纵坐标，绘制果糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、蔗糖或麦芽糖的响应图。

不加糖时，572 nm与500 nm的荧光强度比值为0.93。如图3所示，加入果糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、蔗糖或麦芽糖后，572 nm与500 nm的荧光强度比值分别增加了1.26、0.02、0.15、0.07、0.01和0.06。由此可知，本发明对果糖的响应最强，对其他种类糖的响应很弱，说明本发明对果糖具有很好的选择性。

实验例2

检测蜂蜜和饮料中的果糖，其步骤是：

蜂蜜和饮料购买于当地超市，测定前用超纯水稀释。将0.5 mL 浓度为0.5 mM 的10-羟基苯并[h]喹啉和0.5 mL浓度为0.5 mM 的3-吡啶硼酸储备液与3.8 mL pH = 7.4浓度为10 mM的磷酸盐缓冲溶液在10 mL离心管中混合后，加入0.2 mL样品，然后在37 °C水浴中孵化10 min。将制备的溶液放入荧光分光光度计中测定荧光光谱，荧光光谱设置的参数是：比色皿：1.0 cm、激发波长：380 nm、发射波长扫描范围：450–675 nm、狭缝宽度：5/10 nm。然后，结合测定的572 nm与500 nm的荧光强度比值和实施例1的线性方程计算样品中果糖的浓度。

表1本发明与间苯二酚比色法测定的蜂蜜和饮料中果糖浓度的对比

从表1可看出，本发明与间苯二酚比色法测定的果糖浓度基本一致；然而，与间苯二酚比色法的相对标准偏差（4.6–11.7%）相比，本发明的相对标准偏差（1.3–6.4%）比较小，说明相对于间苯二酚比色法本发明具有更好的稳定性、重现性和抗干扰能力。另外，间苯二酚比色法的操作条件苛刻，需要在高温强酸（90 °C，浓盐酸）条件下进行，但是本明的操作条件温和（37 °C）。因而本发明对果糖的检测有广泛的应用价值。

实验例3

磷酸盐缓冲溶液pH = 9.0的条件下对果糖的响应，其步骤是：

将0.5 mL 浓度为0.5 mM 的10-羟基苯并[h]喹啉和0.5 mL浓度为0.5 mM 的3-吡啶硼酸储备液与3.8 mL pH = 9.0浓度为10 mM的磷酸盐缓冲溶液在10 mL离心管中混合后，加入浓度分别为0和0.2 mM的果糖标准溶液，然后在37 °C水浴中孵化10 min。将制备的标准溶液放入荧光分光光度计中测定荧光光谱，荧光光谱设置的参数是：比色皿：1.0 cm、激发波长：380 nm、发射波长扫描范围：450–675 nm、狭缝宽度：5/10 nm。

图4为磷酸盐缓冲溶液pH = 9.0的条件下加入果糖前后的荧光谱图，图中实线和虚线分别对应加入果糖之前和之后的的荧光谱图。加入果糖前，荧光谱图中500 nm的峰几乎看不到，说明10-羟基苯并[h]喹啉与3-吡啶硼酸基本不发生络合，然而本方法需要10-羟基苯并[h]喹啉与3-吡啶硼酸发生络合出现500nm的峰，所以磷酸盐缓冲溶液pH = 9.0的条件不适于检测果糖。加入果糖后，荧光谱图的变化很小，说明对果糖的响应很弱，进一步验证了磷酸盐缓冲溶液pH = 9.0的条件不适于检测果糖。