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糖类是自然界最多的有机化合物，是食品中的重要风味和营养成分，其种类和含量是评价食品品质的重要质量指标. 其中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和乳糖是常见的单双糖，我国GB 28050 《食品安全国家标准 预包装食品营养标签通则》征求意见稿中新增糖为强制性标注的营养成分. 因此，准确测定食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和乳糖的含量具有重要意义.
目前国际国内糖含量的测定方法[1 − 6]主要有高效液相色谱法、离子色谱法和滴定法，其中高效液相色谱法[7 − 10]采用示差和蒸发光散射检测器对于高含量糖的检测稳定性更好. 离子色谱法[11 − 13]采用电化学检测器进行测定，选择性好、灵敏度高；滴定法[14 − 15]是基于糖分子结构的还原性和非还原性进行定量，含有游离醛基或酮基的糖都具有还原性，能与费林试剂发生反应，常见的还原性糖有葡萄糖、果糖、乳糖和麦芽糖，而蔗糖的定量则是利用其非还原性机理. 国家标准方法GB 5009.8-2023《食品安全国家标准食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》[16]第三法采用滴定法测定蔗糖和第四法采用滴定法测定乳糖均基于上述原理. 而食品基质极为复杂，含有其他糖的种类繁多，如棉子糖、海藻糖、水苏糖、松二糖等；且近年来，低聚果糖、多聚果糖、低聚半乳糖和聚葡萄糖等也作为营养强化剂添加到食品中，从原理上看这些糖类对滴定法测蔗糖或乳糖存在干扰，且干扰的程度各不相同，对检测数据造成了较大偏差. 本文选用乳粉、黄豆和花生等18种含有糖的食品基质为研究对象，比较色谱法和滴定法间的检测结果，对存在显著差异的数据，从可能含有的干扰物入手，进一步设计海藻糖、棉子糖、水苏糖和低聚糖等其他糖的干扰验证实验，探求其抗干扰能力与方法机理之间的关系. 为科研和检测机构对于糖检测结果的准确性提供科学理论支持.
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氢氧化钠（色谱纯）、果糖（CAS 57-48-7）、葡萄糖（CAS 50-99-7）、蔗糖（CAS 57-50-1）、麦芽糖一水合物，CAS号: 6363-53-7；乳糖一水合物，CAS号: 64044-51-5，纯度均大于98% Sigma公司；乙酸锌、亚铁氰化钾、冰乙酸、盐酸、硫酸铜、酒石酸钾钠、乙酸铅、草酸钾、磷酸氢二钠，均为分析纯 国药集团化学试剂有限公司；甲基红、亚甲基蓝指示剂 西陇化工股份有限公司；乙腈（色谱纯）、乙醇（95%）、浓硫酸（98%） Merck公司.
酸奶、面包片、蜂蜜、胡萝卜、苹果、黄豆、鸡蛋、液态乳、特医乳粉、脱脂乳粉、全脂乳粉、中老年奶粉、婴幼儿配方乳粉、虾、花生、大米和茶饮料均购于超市.
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安捷伦1260液相色谱仪（示差折光检测器，NH2色谱柱）美国Agilent公司；赛默飞ICS 5000+ 离子色谱仪（梯度泵，脉冲安培检测器，金工作电极，PA1色谱柱）美国Thermo公司；超声波清洗器 昆山洁力美超声仪器有限公司；电子分析天平 赛多利斯公司；台式高速冷冻离心机 湖南可成仪器设备有限公司；旋涡混合器 上海利闻科学仪器有限公司；恒温干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司.
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酸奶、液体乳、饮料、蜂蜜和乳粉样品混匀；胡萝卜、苹果、虾和面包片在80 ℃下烘干脱水后粉碎均匀，花生、大米和黄豆直接粉碎均匀.
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高效液相色谱法：质量浓度为20 mg·mL−1 的果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖混合标准溶液（5%乙腈水配制），用水稀释，配制质量浓度为0.2、2、4、6、10 mg·mL−1的标准曲线.
离子色谱法：质量浓度为100 mg·L−1的果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖混合标准溶液（0.06%乙酸溶液配制），用水稀释，配制质量浓度为2.5、5、10、20、25 mg·L−1的标准曲线.
滴定法测蔗糖：称取葡萄糖标准品1 g，加水溶解后转移至1000 mL的容量瓶中，加入5 mL盐酸，并用水定容至刻度，配制质量浓度为1.00 mg·mL−1的葡萄糖.
滴定法测乳糖：称取乳糖标准品0.7875 g，加水溶解后转移至250 mL的容量瓶中，并用水定容至刻度，待滴定.
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样品用水进行提取，液相色谱法采用乙酸锌和亚铁氰化钾沉淀蛋白，离子色谱法采用乙酸沉淀蛋白，滴定法测蔗糖采用乙酸锌和亚铁氰化钾沉淀蛋白，滴定法测乳糖采用乙酸铅和草酸钾—磷酸氢二钠沉淀蛋白. 具体前处理方法与标准GB 5009.8-2023《食品安全国家标准食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》[16]保持一致.
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采用液相色谱法和离子色谱法对18个不同基质样品中的果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和乳糖的含量进行分析，对检出蔗糖的样品同时采用第三法滴定蔗糖的含量，乳及乳制品同时采用第四法滴定乳糖的含量，具体色谱条件及样品检测步骤同样与标准GB 5009.8-2023保持一致.
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每个样品重复检测4个平行，根据总体均值检验（t检验法）对各种方法的检测数据进行显著性检验. t检验是用于两个样本平均值差异程度的检验方法. 它是用t分布理论来推断差异发生的概率，从而判定两个平均数的差异是否显著，当置信区间为95%时，重复4个平行，t查表为2.45. 当t值大于2.45时，检测数据有显著性差异.
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对18个基质样品中糖的检出数据汇总进行t检验分析，其中果糖、麦芽糖、葡萄糖的数据来源于高效液相色谱法和离子色谱法，两个方法间数据无显著性差异. 乳糖的结果来源于高效液相色谱法、离子色谱法和滴定法，色谱法间数据无显著性差异；滴定法与色谱法的乳糖结果对比，部分样品有显著性差异. 蔗糖的高效液相色谱法、离子色谱法和滴定法的分析结果见表1，色谱法间的检测数据无显著性差异，滴定法与色谱法之间黄豆和花生的数据有显著性的差异.
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数据有显著性差异的样品基质中除了含有常规的单双糖外，还含有其他糖，如海藻糖、棉子糖、水苏糖等天然存在的糖类，低聚果糖、多聚果糖、低聚半乳糖、聚葡萄糖和抗性糊精等作为营养强化剂添加到食品中的多糖. 其中海藻糖是非还原性二糖，由两个葡萄糖分子以1,1-糖苷键构成，是最稳定的二糖，不容易酸水解，能被糖苷酶水解. 棉子糖为非还原性三糖，由半乳糖、果糖和葡萄糖结合而成，是不可消化的短链寡糖. 水苏糖为非还原性四糖，其分子结构为半乳糖-半乳糖-葡萄糖-果糖. 低聚半乳糖是一种功能性低聚糖，其分子结构一般是在半乳糖或葡萄糖分子上连接1—7个半乳糖基. 聚葡萄糖是一种水溶性膳食纤维，含有还原性糖. 低聚果糖是由1—3个果糖基通过β（2-1）糖苷键与蔗糖中的果糖基结合生成的蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖等的混合物. 抗性糊精以食用淀粉为原料，在酸性条件下经糊精化反应制得.
对色谱法与滴定法之间存在显著差异的数据，依据滴定法的检测原理，从可能含有的干扰物入手，设计果糖、葡萄糖、麦芽糖、海藻糖、棉子糖、水苏糖、低聚半乳糖、低聚果糖、聚葡萄糖和抗性糊精的还原性糖和非还原性糖滴定实验，探求其抗干扰能力与方法机理之间的关系.
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实验选取还原性糖（果糖、葡萄糖和麦芽糖）、非还原性糖（海藻糖、棉子糖、水苏糖）和功能性低聚糖（低聚半乳糖、低聚果糖、聚葡萄糖和抗性糊精）按照GB 5009.8-2023的第三法（蔗糖）和第四法（乳糖）进行滴定，考察采用此方法对于并不含有乳糖和蔗糖的上述糖类进行检测会得到怎样的结果，分析其可能带来的数据干扰.
从表2可以看出，果糖、葡萄糖和麦芽糖等还原性糖干扰乳糖的滴定；海藻糖虽具有非还原性，但因其不易水解，既不干扰蔗糖又不干扰乳糖的滴定；水苏糖和棉子糖等非还原性糖干扰蔗糖的滴定，但干扰的程度不同；低聚半乳糖、聚葡萄糖、低聚果糖和抗性糊精等聚糖，因其结构复杂，对蔗糖和乳糖均有不同程度的干扰. 6个不同生产厂家或批号的低聚半乳糖样品因聚合度和结构不同，对乳糖和蔗糖的干扰程度差异较大.
乳糖的滴定原理是直接采用菲林试剂对还原性糖进行滴定；蔗糖经盐酸水解转化为还原性糖，按还原性糖滴定，水解前后的差值乘以相应的系数即为蔗糖含量. 其机理主要是利用糖的还原性和非还原性，选择性较差. 同时实验结果也证实其他还原性糖会干扰乳糖的滴定，其他非还原性糖可能会干扰蔗糖的滴定. 若样品中含有的其他还原性糖或非还原性糖的种类和含量是确定的，可以尝试采用表2中不同种类糖带来的干扰系数对滴定结果进行校正.
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滴定法利用糖游离端的还原性进行分析和定量. 根据实验结果，在本文考察的18种基质中，脱脂乳粉、全脂乳粉和配方乳粉基质样品中的乳糖，酸奶、饮料、大米、胡萝卜、苹果和虾等基质样品中的蔗糖可以采用滴定法测定. 但含有其他可能干扰的糖类时，数据结果会有较大的偏差，实际样品中具有显著差异数据的干扰因素分析见表3. 从机理上分析，含有游离醛基或酮基的糖都具有还原性，能与费林试剂发生反应，葡萄糖的还原性主要来自醛基；果糖是酮糖，在碱性条件下，酮糖发生差向异构化而变成醛糖；而乳糖等其他多糖的还原能力则大多因为半缩醛羟基的存在，还原后均生成糖酸.
结合标签标识，婴幼儿乳粉添加了1.7%的低聚半乳糖，特医乳粉添加了5.9%的葡萄糖浆粉和2.8%的低聚半乳糖，中老年奶粉添加了低聚异麦芽糖但未明确添加量，从表3可以看出这些还原性糖的标示添加量越大对乳糖滴定结果的干扰越大，证实葡萄糖浆、低聚半乳糖和低聚异麦芽糖干扰了乳糖的滴定.
对于食用农产品，通过离子色谱法测得花生和黄豆中均含有非还原性棉子糖（图1），黄豆中含量为2.8%，花生中含量为0.7%. 对蔗糖进行测定时，色谱法和滴定法数据确实存在较大偏差，证实棉子糖干扰了蔗糖的滴定，且棉子糖的含量越大对蔗糖的滴定结果影响越大.
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本研究通过设计可能干扰滴定结果的还原性糖、非还原性糖和低聚糖的滴定实验，对滴定法与色谱法存在显著差异的基质样品的标签和其他糖含量进行干扰因素分析. 发现棉子糖干扰了黄豆和花生中蔗糖的滴定，葡萄糖浆、低聚半乳糖和低聚异麦芽糖干扰了乳粉中乳糖的滴定，同时结合其他常见的还原糖、非还原性糖和低聚糖的干扰滴定实验结果，得到以下结论：含有棉子糖、水苏糖、低聚半乳糖、果聚糖、聚葡萄糖和抗性糊精等非还原性糖的食品样品会干扰蔗糖的滴定结果；果糖、葡萄糖、麦芽糖和低聚半乳糖等还原性糖会干扰乳糖的滴定结果.
基于滴定法与色谱法测定糖的干扰因素分析
The interference factors were analyzed based on the principle of titration and instrumental determination of sugar
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摘要: 采用高效液相色谱法、离子色谱法和滴定法对乳粉、黄豆和花生等18种含有果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的食品基质样品进行检测，并对各方法的检测数据进行总体均值检验分析，发现离子色法和液相色谱法之间的检测结果无显著性差异，而滴定法与色谱法部分基质的差异显著. 基于滴定法测定还原糖与非还原糖的原理，设计验证实验进行干扰因素分析，结果表明，含有棉子糖、水苏糖、低聚半乳糖、果聚糖、聚葡萄糖和抗性糊精的等非还原性糖的食品样品会干扰蔗糖的滴定结果；果糖、葡萄糖、麦芽糖和低聚半乳糖等还原性糖会干扰乳糖的滴定结果.Abstract: The High-performance liquid chromatography, ion chromatography and titration methods were used for the determination of fructose, glucose, sucrose, maltose and lactose in 18 kinds of food, such as milk powder, soybean and peanut. It was found that there was no significant difference between the results of ion chromatography and High-performance liquid chromatography, but there was significant difference between the results of titration and chromatography. Based on the principle of titrimetric determination of reducing sugar and non-reducing sugar, a verification experiment was designed to analyze the interference factors, the results showed that food samples containing non-reducing sugars such as raffinose, stachyose, galactooligosaccharides, fructose, Glucan and resistant dextrin would interfere with the titration results of sucrose; Reducing sugars such as fructose, glucose, maltose and galactooligosaccharides may interfere with the titration results of lactose.
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表 1 蔗糖不同方法数据的显著性分析（n=4，t=2.45）
Table 1. Significance analysis of sucrose data by different methods （n=4，t=2.45）
样品 液相色谱法（g/100 g） 离子色谱法（g/100 g） 滴定法（g/100 g） t检验A 显著性差异 t检验B 显著性差异 酸奶 4.9±0.3 4.5±0.2 4.8±0.2 2.42 否 2.20 否 饮料 14.1±0.7 13.5±0.4 12.9±0.7 1.53 否 1.50 否 大米 <0.5 0.42±0.02 0.44±0.01 — 否 2.15 否 黄豆 6.7±0.4 6.2±0.4 9.2±0.8 1.74 否 6.67 是 特医 11.6±0.6 12.3±0.9 10.8±0.9 1.30 否 2.34 否 胡萝卜 28.8±1.2 27.8±0.9 26.9±1.0 1.32 否 1.34 否 苹果 10.5±0.7 11.1±0.4 11.9±0.9 1.47 否 1.56 否 虾 1.0±0.04 1.0±0.04 0.95±0.06 0.35 否 2.23 否 花生 1.4±0.1 1.2±0.1 3.2±0.2 2.28 否 16.3 是 t检验A，液相色谱法和离子色谱法的比较. t检验B为离子色谱法和滴定法的比较. 
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表 2 还原糖、非还原糖和低聚糖的干扰数据
Table 2. Interference data of reducing sugars, non-reducing sugars and oligosaccharides
项目 乳糖滴定结果/（g/100 g） 蔗糖滴定结果/（g/100 g） 项目 乳糖滴定结果/（g/100 g） 蔗糖滴定结果/（g/100 g） 果糖 129 未检出 低聚半乳糖 42.9 4.4 麦芽糖 102 未检出 低聚半乳糖 34.5 1.6 葡萄糖 129 未检出 低聚半乳糖 30.9 15.5 海藻糖 未检出 未检出 聚葡萄糖 6.9 16.0 棉子糖 未检出 64.9 聚葡萄糖 7.1 17.0 水苏糖 未检出 43.5 低聚果糖 1.9 91.4 低聚半乳糖 42.8 4.2 低聚果糖 1.8 92.0 低聚半乳糖 42.7 4.6 抗性糊精 1.2 7.3 低聚半乳糖 43.2 1.9
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表 3 显著性差异结果的干扰因素分析
Table 3. Analysis of interference factors in the results of significant lactose difference
样品 项目 色谱法/（g/100 g） 滴定法/（g/100 g） 干扰因素 中老年奶粉 乳糖 48.1 50.2 低聚异麦芽糖 特医乳粉 29.1 39.9 葡萄糖浆粉5.9%，低聚半乳糖2.8% 婴幼儿乳粉 54.3 55.8 低聚半乳糖1.7% 黄豆 蔗糖 6.8 9.2 棉子糖2.8% 花生 1.4 3.2 棉子糖0.7%
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