离子色谱法测定甜菜糖蜜中甜菜碱含量的研究

　　[摘要] 本研究旨在建立甜菜糖蜜中甜菜碱含量的离子色谱检测方法。 甜菜糖蜜样品用水提取，超声溶解，以 C4阳离子分析柱(150 mm×4.6 mm×5 μm)为分离柱，电导检测器进行检测。 结果表明：在所选择的色谱条件下，甜菜碱 在 10.0 ～ 500 μg/mL 时线性关系良好;添加回收率为 87.1% ～ 96.1%，变异系数为 1.6% ～ 4.8%。 本方法操作简便、重 复性好，适用于甜菜糖蜜中甜菜碱的检测。

　　[关键词] 甜菜糖蜜;甜菜碱;离子色谱法

　　甜菜糖蜜作为一种饲料原料，不仅具有消化吸收快的特点，而且可提高适口性，降低粉尘，提高饲料颗粒质量。将糖蜜作为一种常用的能量饲料添加到奶牛日粮中，可以明显增加牛乳的产量和提高牛乳中各种营养成分的比例(张捷等，

　　2007)。甜菜碱是一种季铵型生物碱(纪旭，2004)，广泛存在于动植物中，尤以甜菜糖蜜中含量最高，甜菜碱可提供有效的甲基供体、应用于畜禽中具有抗病、提高生产性能、改善胴体性状、改善肌肉品质等作用。

　　甜菜碱的检测方法很多，包括光谱法、毛细管电泳法、碘量法、核磁共振法、质谱法、比色法、高效液相色谱法等(梁国华，2016)。其中离子色谱法在检测氨基酸、有机酸等离子性化合物中有良好的应用前景，但其在检测甜菜糖蜜中甜菜碱的含量研究鲜有报道。本研究拟建立一种离子色谱法检测甜菜糖蜜中甜菜碱的方法，为甜菜糖蜜在畜禽养殖中的进一步应用和甜菜糖蜜质量标准研究提供一定的方法支撑。

　　1材料与方法

　　1.1 实验材料

　　1.1.1 试剂吡啶二甲酸、硝酸、超纯水(实验室自制)。

　　1.1.2仪器和设备分析天平(感量0.1 mg);离子色谱仪(瑞士万通850 Professional IC);数控超声波清洗器(昆山超声仪器有限公司)。

　　1.1.3标准物质 甜菜碱盐酸盐，纯度大于98%(Sigma)。

　　1.1.3.1标准储备 精密称取于105 ℃干燥过甜菜碱盐酸盐标准品0.1312 g，置于10mL容量瓶中，用超纯水定容，配成标准储备溶液，甜菜碱浓度为10.0 mg/mL，2~8℃冷藏保存，有效期为两个月。

　　1.1.3.2 甜菜碱标准工作溶液 准确移取甜菜碱标准储备溶液适量，用超纯水稀释成甜菜碱浓度分别为10，20，50，100，200，500 u/m的标准工作溶液。

　　1.2实验方法

　　1.2.1 检测方式的选择由于甜菜碱是一种季铵型生物碱，在酸性条件下，可以电离成阳离子，在电导检测器条件下有电导响应。因此，选择电导检测器作为检测方式。

　　1.2.2 仪器分析条件的选择万通离子色谱测定阳离子时主要选择 0.7 mmol/L 吡啶二甲酸和1.7 mmol/L 硝酸溶液的混合液为淋洗液进行淋洗。但是测定甜菜糖蜜样品中甜菜碱的过程中发现，使用常规浓度的淋洗液不能将甜菜碱和其他干扰的阳离子进行有效分离，主要是因为甜菜糖蜜中含有一定量钾、钙、钠、镁、有机酸等阳离子。

　　对不同质量浓度的吡啶二甲酸对甜菜碱与其他阳离子的分离情况进行考察，分别对不同浓度的吡啶二甲酸和硝酸溶液的淋洗效果进行了比较，结果表明，不使用吡啶二甲酸，只用1.7 mmollL.

　　硝酸溶液作为淋洗液的淋洗效果最佳。分离效果图谱见图1、2.

　　通过对色谱条件的优化， 最终确定为 C4 阳离子分析柱(150 mm×4.6 mm，4 μm);柱温：35℃; 以 1.7 mmol/L 硝酸溶液为淋洗液进行淋洗，流速 为 0.800 mL/min;检测器：电导检测器;进样体积：10 μL。 在上述色谱条件下，500 μg/mL 的标准工 作溶液图谱见图 3。

　　1.2.3 提取条件的确定 甜菜碱是一种季铵型水溶性生物碱，极易溶于水，易溶于甲醇，溶于乙醇。

　　根据甜菜碱物理性质，提取方法大多可概括为水提取和醇提取两种(李炜等，2006)。甜菜糖蜜是以制糖甜菜为原料制糖后得到的残余糖浆，所以选择水作为提取试剂。选用振荡器振荡、涡旋混合器混匀和超声三种不同的方法提取，结果表明三种提取方式的回收率基本相同。考虑到成批量操作时简便的因素，本实验采用超声提取25 min最终确定的前处理条件为精确称取约2.5 g糖蜜样品，置于100 mlL容量瓶中，加入70mL超纯水，室温超声处理30 min，定容至刻度，摇匀。

　　静置10 min，取2 mL.上清液于10 mL.容量瓶中，用超纯水定容到刻度。0.45 um微孔滤膜过滤后，进入离子色谱进行分析。

　　2结果

　　2.1 标准工作溶液线性 标准工作溶液依次从低浓度到高浓度进样，每一浓度进样三次，以所得峰面积平均值为纵坐标，标液浓度为横坐标绘制标准曲线，计算回归方程和相关系数。获得的标准曲线具有良好的线性范围，线性相关系数R2-1.000标准线性方程见图4

　　2.2 标准溶液的重复性 用 50 μg/mL 甜菜碱标 准溶液连续进样 6 次， 实验结果见表 1。 结果表 明， 同一浓度的标准溶液有较好的重复性，RSD值小于 5.0%。

　　2.3 方法准确度和精密度实验 选取 3 个甜菜 糖蜜样品作为测试对象，进行加标回收率实验。分 别加入适宜体积的甜菜碱标准工作溶液， 使其添 加浓度均为 1.0、5.0、20 g/kg， 进行加标回收实 验，每种样品同一浓度做 5 次平行实验。 结果见 表 2。 实验结果表明，在添加上述 3 个浓度的不 同 糖 蜜 样 品 中 ， 其 平 均 回 收 率 为 87.1% ～96.1%，重复性 RSD 最大的为 4.8%，说明该方法 有较高的准确性和重现性。 甜菜糖蜜样品添加回收图谱见图 5。

　　2.4 不同区域甜菜糖蜜样品中甜菜碱的含量 为 考察方法的适用性， 收集了产自新疆、 内蒙的 10个批次甜菜糖蜜样品， 样品中甜菜碱的含量见表 3。 分析结果表明，不同产地的糖蜜样品中甜菜碱的含量无显著差异，含量在 3.34% ~ 4.51%。

　　3 结论本研究建立的甜菜糖蜜中甜菜碱的离子色谱 检测方法，样品的提取步骤科学合理，易于掌握， 测试数据重复性好， 添加回收率均可满足甜菜糖 蜜中甜菜碱的测定要求。

　　参考文献

　　[1] 纪旭.甜菜碱研究应用概述[J].畜牧兽医科技信息，2004，8：58 ~ 59.

　　[2] 李炜，张丹参.甜菜碱的提取分离及测定方法研究进展[J].医学综述，2006，8：506 ~ 508.

　　[3] 梁国华.高效液相色谱-串联质谱法测定中国劲酒中甜菜碱含 量[J].食品安全质量检测学报，2016，7(9)：3805 ~ 3809.

　　[4] 张捷， 董爱军. 糖蜜的资源化利用 (上)[J]. 中国甜菜糖业，2007，2：38 ~ 40.

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文章名称： 离子色谱法测定甜菜糖蜜中甜菜碱含量的研究

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