歐少沛 李海燕 郭 峰 周春海 陳文鋒 徐正康 羅建勇

（廣州雙橋股份有限公司，廣東廣州 510280）

低聚異麥芽糖（Isomalto-oligosaccharide，IMO）又稱(chēng)支叉麥芽低聚糖，是以淀粉或淀粉質(zhì)為原料，經(jīng)酶法轉(zhuǎn)化、精制、濃縮等工藝制得的一種淀粉糖產(chǎn)品，還被稱(chēng)為異麥芽寡糖、異麥芽低聚糖。低聚異麥芽糖是由幾個(gè)α-1，6糖苷鍵結(jié)合，約2～5個(gè)葡萄糖組成的一類(lèi)低聚糖。由葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶與β-淀粉酶合并使用生產(chǎn)的異低聚糖，含有異麥芽糖（IG2）、潘糖（P）及異麥芽三糖（IG3）等成分。目前在市場(chǎng)上低聚異麥芽糖作為一種功能性低聚糖，能維持腸道生態(tài)平衡，促進(jìn)人體健康的功能，這是因?yàn)榈途郛慃溠刻蔷哂须y消化性及可選擇性增殖雙歧桿菌及乳酸桿菌。IMO按照產(chǎn)品形態(tài)分為低聚異麥芽糖和低聚異麥芽糖粉；按照含量分為IMO-50型和IMO-90型產(chǎn)品。在食品加工生產(chǎn)、飼料加工及保健品生產(chǎn)中IMO被廣泛用作甜味劑、風(fēng)味劑、充填劑及飼料添加劑等。低聚異麥芽糖的甜度是蔗糖的40%～50%且甜味柔和，在食品口感方面優(yōu)越；黏度較低，在食品加工過(guò)程中流動(dòng)性好，便于食品加工；耐酸性和耐熱性能較強(qiáng)，不易被分解；熱量低，含量?jī)H為蔗糖的1/6，對(duì)血糖血脂升高影響很?。痪哂辛己玫谋裥院碗y發(fā)酵性，可在食品中發(fā)揮其各種生理功能和特性作用。IMO具有獨(dú)特的保健功能，可以使雙歧桿菌增值，對(duì)抗齲齒有一定作用。IMO在保健飲料中起到補(bǔ)充人體糖分、無(wú)機(jī)鹽和維生素，以及調(diào)節(jié)心率，消除疲勞，增強(qiáng)耐力等作用。

IMO中含有豐富的微量元素，這些元素是組成人體內(nèi)部組織的重要成分，還作為人體內(nèi)酶系統(tǒng)活化劑和輔助因子，起到調(diào)節(jié)人體生理機(jī)能的作用。測(cè)定微量元素的方法很多，有分光光度計(jì)比色法、極譜法、電化學(xué)分析和原子發(fā)射光譜法、火焰原子吸收光譜法等，比較常用的有火焰原子吸收光譜法，該方法是將待測(cè)物轉(zhuǎn)化為原子形態(tài)的金屬元素和非金屬元素，利用和待測(cè)元素一致的特征波長(zhǎng)的光源將原子從基態(tài)激發(fā)到更高的能量級(jí)，對(duì)具有特征譜線(xiàn)的吸光強(qiáng)度與樣品中待測(cè)元素濃度對(duì)比來(lái)進(jìn)行定量分析的方法。電感耦合等離子體質(zhì)譜（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICPMS）是一種無(wú)機(jī)元素分析技術(shù)，是近十幾年發(fā)展最快的微量元素分析技術(shù)之一，能分析元素周期表上大部分元素。ICP-MS具有樣品需求量少、多元素同時(shí)分析、動(dòng)態(tài)范圍寬、干擾少且易于消除、準(zhǔn)確度高、精密度好、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，能分析不同類(lèi)型的樣品。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀是通過(guò)離子傳輸透鏡使用動(dòng)能歧視等方法消除分子離子干擾的原理，先將分析樣品進(jìn)行消解處理并配制成一定濃度的溶液，樣品溶液由蠕動(dòng)泵進(jìn)入霧化器，在氬氣作用下霧化成細(xì)小的氣溶膠霧滴，在氬氣作用下微小的液滴進(jìn)入到等離子體中，再一次被原子化、離子化并形成離子，離子化后離子通過(guò)截取錐進(jìn)入離子透鏡和質(zhì)譜檢測(cè)系統(tǒng)，質(zhì)譜儀在特定電壓下特定的質(zhì)荷比離子被分離，目標(biāo)離子通過(guò)四級(jí)桿出口進(jìn)入檢測(cè)器其余離子被真空系統(tǒng)抽走，由元素質(zhì)譜峰強(qiáng)度測(cè)定樣品中含有元素的含量。通過(guò)采用快速、高效的密閉微波消解技術(shù)進(jìn)行樣品前處理，用ICP-MS 法同時(shí)測(cè)定IMO中20種元素，優(yōu)化了IMO分解后的干擾問(wèn)題，將待測(cè)元素檢出限明顯降低。該法具有檢出限低、精密度較高、樣品前處理時(shí)間短、基體效應(yīng)小、動(dòng)態(tài)范圍寬和多元素同時(shí)測(cè)定等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)比其他檢測(cè)方法優(yōu)勢(shì)明顯。

1 材料與方法

1.1 儀器設(shè)備

ICP-MS7700e質(zhì)譜儀，美國(guó)安捷倫科技有限公司；ETHOS UP微波消解儀，意大利邁爾斯通科技有限公司；VB24Plus智能樣品處理器，英國(guó)萊伯泰科科技有限公司；超純水儀，美國(guó)Millipore公司；10100 μL移液器，德國(guó) BRAND公司；1-10 μL移液器，美國(guó)賽默飛世爾科技有限公司。

1.2 材料與試劑

材料：IMO-50型低聚異麥芽糖漿、IMO-90型低聚異麥芽糖漿，廣州雙橋股份有限公司生產(chǎn)。

試劑：Al、As、Ba、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、K、Li、Mg、Mn、Na、Ni、Pb、Se、Sr、V、Zn共20種元素混標(biāo)溶液（10 μg/mL），國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心；硝酸，超級(jí)純，蘇州晶瑞公司；H2O2，優(yōu)級(jí)純，德國(guó)默克科技有限公司；超純水，電阻率≥18.2 MΩμcm。

器材：所有器皿均用20%HNO3浸泡24 h后，用超純水沖洗3次，備用。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

用5%的硝酸溶液將標(biāo)準(zhǔn)溶液依次稀釋成梯度質(zhì)量濃度，分別為 5 μg/L、10 μg/L、15 μg/L、20 μg/L、25 μg/L，搖勻待用。

1.3.2 樣品前處理

選取IMO-50和IMO-902種低聚異麥芽糖漿各5個(gè)樣品，分別稱(chēng)取樣品0.5 g，精確到0.0001 g，置于聚四氟乙烯消解罐中，加入7 mL硝酸和1 mL雙氧水，鎖蓋并置于設(shè)定程序升溫的微波消解儀內(nèi)消解。將消解完全的樣品移至樣品處理器中趕酸。

1.3.3 樣品分析

將趕酸后剩余的少量樣品用5%硝酸溶液轉(zhuǎn)移清洗干凈的容量瓶中，定容，搖勻，上機(jī)檢測(cè)。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器分析條件

2.1.1 微波消解條件

本試驗(yàn)采用7 mL硝酸再加入1 mL雙氧水作為消解體系，在設(shè)定的消解程序下，可以使待檢測(cè)樣品消解完全，ICP-MS測(cè)定時(shí)干擾少。微波消解儀的消解程序見(jiàn)表1。

表1 微波消解工作條件及升溫程序

2.1.2 ICP-MS工作條件

點(diǎn)火穩(wěn)定后，ICP-MS儀器工作條件如表2所示。

表2 ICP-MS工作條件

2.1.3 質(zhì)譜干擾類(lèi)型和八級(jí)桿反應(yīng)系統(tǒng)（ORS） 模式的選擇

ICP-MS的干擾分為基體型干擾和質(zhì)譜型干擾。基體型干擾與溶劑有關(guān)；質(zhì)譜型的干擾是與待測(cè)元素的圖譜峰重合。在基體干擾方面如黏性、高鹽、溶劑中總?cè)芙獾墓腆w濃度等，在質(zhì)譜型干擾方面同量異位素在同一個(gè)質(zhì)量數(shù)重疊是影響ICP-MS性能的主要因素，造成質(zhì)譜測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。采用高分辨ICP-MS技術(shù)可消除大量多原子離子的干擾，但高分辨技術(shù)同時(shí)會(huì)降低待測(cè)同位素的靈敏度，而應(yīng)用碰撞/反應(yīng)池反應(yīng)系統(tǒng)的ICP-MS技術(shù)，在八極桿密閉池內(nèi)充入高純氦氣，利用氦氣的碰撞模式。氦氣碰撞模式消除干擾的方式包括動(dòng)能歧視和碰撞誘導(dǎo)解離，在氦氣模式下多原子離子的鍵結(jié)合能力較弱，能在密閉池內(nèi)發(fā)生分離此時(shí)干擾離子和氦氣發(fā)生碰撞產(chǎn)生的能量能打斷分子離子鍵，從而減少干擾。待測(cè)元素在雙通道模式電子倍增器（脈沖模式和模擬模式）檢測(cè)低含量信號(hào)下，檢測(cè)器使用脈沖模式，放大倍數(shù)達(dá)到檢測(cè)器離子數(shù)量，脈沖模式以每秒計(jì)數(shù)值（cps）；如果離子撞擊到檢測(cè)器的量較低時(shí)，則檢測(cè)器會(huì)自動(dòng)使用模擬模式進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)到保護(hù)檢測(cè)器，延長(zhǎng)儀器使用壽命，在模擬模式下測(cè)量的是檢測(cè)器中間部分電子流產(chǎn)生的電勢(shì)，自動(dòng)轉(zhuǎn)化為cps計(jì)數(shù)值。

2.2 方法檢出限、準(zhǔn)確度及精密度

本研究用5點(diǎn)外標(biāo)法繪制曲線(xiàn)，線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)R＞0.9998。并對(duì)樣品空白進(jìn)行11次測(cè)定，用信號(hào)10倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以曲線(xiàn)斜率計(jì)算各元素的檢出限，測(cè)得各元素RSD均小于5%，該方法準(zhǔn)確度高、精密度良好。方法檢出限及精密度見(jiàn)表3。方法的檢測(cè)限為 0.13 μg/L ～11.28 μg/L，回收率為97.5%～104.3%。

表3 方法檢出限及精密度

2.3 樣品檢測(cè)結(jié)果

根據(jù)以上操作步驟，分析出IMO-50、IMO-90低聚異麥芽糖漿的微量元素結(jié)果，如下頁(yè)表4所示。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)通過(guò)ICP-MS和微波消解技術(shù)的結(jié)合使用，測(cè)定不同批次IMO-50和IMO-902種低聚異麥芽糖中20種微量元素的含量。采用八級(jí)桿碰撞/反應(yīng)池技術(shù)減少多原子離子對(duì)待測(cè)離子的干擾，通過(guò)對(duì)該方法驗(yàn)證，本方法具有操作簡(jiǎn)單、樣品前處理快速、受污染程度小、分析時(shí)間快等特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)低聚異麥芽糖中微量元素的研究，結(jié)果表明，低聚異麥芽糖含有人體必需的微量元素并且重金屬含量極低。

表4 樣品分析結(jié)果