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传统光度法测定半乳糖醛酸(GalA)存在重复性低、灵敏度有限等问题。研究人员开发基于 LC-MS 的方法,将 GalA 降解为 5 - 甲酰基 - 2 - 呋喃甲酸(5FFA),用13C6-GalA 作内标定量。该法更灵敏精准,为果胶分析提供新选择。
在食品与制药领域,果胶作为重要的植物细胞壁多糖,其核心组分半乳糖醛酸(GalA)的含量测定至关重要。传统的光度法,如咔唑法、3 - 苯基苯酚法等,虽被广泛使用,但存在诸多缺陷:反应机制不明导致条件依赖性强,微量干扰物质易引发结果偏差,且灵敏度不足,难以精准量化复杂样品中的 GalA。尤其是当分析可溶性膳食纤维(SDF)和不可溶性膳食纤维(IDF)时,不同方法常得出差异显著的结果,这使得建立一种可靠、高效的检测方法成为行业迫切需求。
为解决上述难题,德国研究人员开展了相关研究,其成果发表在《Carbohydrate Polymers》。研究团队开发了一种基于超高效液相色谱 - 电喷雾质谱(UHPLC-ESI-MS)的稳定同位素稀释法,旨在实现含果胶样品中总 GalA 的精准定量。
研究采用的关键技术方法包括:
- 酸降解法:在优化的浓硫酸条件下,将 GalA 降解为特征产物 5 - 甲酰基 - 2 - 呋喃甲酸(5FFA);
- 同位素内标法:引入13C6-GalA 作为内标,校正降解和提取过程中的误差;
- 质谱定量:通过单离子监测(SIM)技术对 5FFA 及其同位素标记产物进行检测。
1. 方法验证与特异性评估
研究首先对不同聚合度(DP)的均聚半乳糖醛酸(HG)寡糖标准品进行分析,发现该方法的回收率在 95%-105% 之间,相对标准偏差(RSD)小于 3%,表明其具有良好的准确性和精密度。通过对比 GalA 与其他尿苷酸(如葡萄糖醛酸 GlcA、甘露糖醛酸 ManA)的降解产物,证实 5FFA 为 GalA 的特异性标志物,避免了其他糖类的干扰。
2. 实际样品分析
将该方法应用于胡萝卜、苹果、柑橘果肉等植物源膳食纤维样品,结果显示:可溶性膳食纤维中的 GalA 含量可通过直接酸降解测定,而不可溶性膳食纤维需先经预处理释放结合态 GalA。与常用的比色法(如咔唑 - 硫酸法)对比发现,两者在分析不溶性纤维时结果相近,但在可溶性纤维样品中差异显著,凸显了 LC-MS 法在复杂基质中的优势。
3. 方法优势与应用潜力
该方法突破了传统光度法的局限:
- 灵敏度高:检测限低至 0.1 μg/mL,适用于微量样品分析;
- 特异性强:通过质谱碎片离子特征排除干扰,尤其适合含多种糖类的复杂体系;
- 适用性广:可同时分析可溶性与不可溶性膳食纤维中的 GalA,满足食品质量控制、植物细胞壁结构研究等多场景需求。
研究结论表明,基于 LC-MS 的稳定同位素稀释法为 GalA 的定量分析提供了一种可靠的替代方案。其通过同位素内标校正和质谱特异性检测,显著提升了分析的准确性和抗干扰能力,尤其解决了传统方法在可溶性纤维测定中的局限性。该方法不仅有助于食品工业中果胶添加剂(如 E440)的质量监控,确保其符合 “尿苷酸含量≥65%” 的法规要求,还为植物细胞壁多糖的结构解析提供了新工具,推动了膳食纤维功能研究的发展。未来,该技术有望在医药领域(如果胶基药物载体的成分分析)拓展应用,为多糖类物质的精准分析奠定基础。