This article presents a review of modern methods for the identification and quantification of natural and synthetic sweeteners used in the food industry. Traditional analytical methods and modern in-strumental approaches are discussed. It is shown that classical methods, while valuable for educa-tional and screening purposes, have significant limitations when analyzing complex mixtures and many modern sweeteners. The focus is on high-performance liquid chromatography as the "gold standard" for sweetener analysis
Sweeteners, sugar substitutes, HPLC, qualitative and quantitative analysis, glucose, fructose, sucrose, maltitol, sorbitol, maltodextrin, erythritol, xylitol, sucralose, stevioside
Рост потребления подсластителей и сахарозаменителей в напитках и продуктах питания в настоящее время связывают как с увеличением числа пациентов с сахарным диабетом и ожирением, так и с общемировым трендом на снижение калорийности рациона. В пищевой промышленности используются натуральные подсластители (сорбит, ксилит, эритрит, маннит, мальтит, изомальт, стевиозид) и искусственные (аспартам, ацесульфам калия, сахаринат и цикламат натрия, сукралоза). Учитывая дискуссию о потенциально неблагоприятном влиянии некоторых подсластителей на здоровье человека, во многих странах установлены максимально допустимые концентрации данных веществ в продуктах питания, что обусловливает необходимость разработки новых и совершенствования имеющихся методов их контроля [1].
Первыми методами идентификации сахаров и подсластителей были цветные реакции, основанные на различиях в химическом строении молекул. Для глюкозы классическими являются реакции «серебряного зеркала» с аммиачным раствором Ag2O и взаимодействие с Cu(OH)2 при нагревании, приводящее к образованию оранжевого осадка Cu2O. Для фруктозы специфична реакция Селиванова с резорцином в соляной кислоте, дающая вишнево-красное окрашивание благодаря образованию оксиметилфурфурола. Сахароза, являясь невосстанавливающим дисахаридом, не дает положительной пробы Троммера до проведения гидролиза, что отличает её от моносахаридов. Однако классические методы имеют существенные ограничения: неспецифичны для многих современных подсластителей (эритрит, мальтит, сукралоза), непригодны для количественного анализа сложных смесей. «Золотым стандартом» анализа подсластителей (табл.) является высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), позволяющая разделять, идентифицировать, количественно определять компоненты смеси с высокой чувствительностью и воспроизводимостью. Наиболее чувствительными и точными при анализе подсластителей являются масс-спектрометрические методы детектирования [2]. Особую сложность представляет анализ комбинированных подсластителей, содержащих несколько компонентов. Показано, что предел обнаружения сукралозы на фоне эритрита – 28 мкг/мл.
Таблица – Физико-химические методы анализа сахаров и сахарозаменителей
|
Название |
Метод количественного анализа |
|
Глюкоза |
Ионообменная ВЭЖХ с импульсным амперометрическим детектированием; Титриметрический метод с медно-тартратным реактивом [3], [4] |
|
Сахароза |
ВЭЖХ с рефрактометрическим детектированием (подвижная фаза (ПФ) ацетонитрил:вода); Ионообменная ВЭЖХ с импульсным амперометрическим детектированием [3], [5] |
|
Фруктоза |
Фотометрический метод по реакции Селиванова (сравнение со стандартным раствором); ВЭЖХ с рефрактометрическим детектором [4], [5] |
|
Мальтит |
ВЭЖХ с рефрактометрическим детектированием согласно ГОСТ EN 15086 [6] |
|
Сорбит (сорбитол) |
Ионная хроматография на ионном хроматографе (колонка Carb 1, элюент NaOH, амперометрический детектор); ВЭЖХ по ГОСТ EN 15086 [6], [7] |
|
Мальтодекстрин |
Определение декстрозного эквивалента титриметрическим методом с медно-тартратным реактивом [8], [9] |
|
Эритрит |
ЖХГВ с рефрактометрическим детектором (ПФ ацетонитрил:вода 95:5) [10], [11] |
|
Сукралоза |
ВЭЖХ с обращенно-фазовой колонкой и рефрактометрическим детектором (подвижная фаза водный метанол) согласно ГОСТ EN 16155 [10], [11] |
|
Стевиозид |
ВЭЖХ на колонках C18 или NH₂ (ПФ ацетонитрил-вода или метанол-вода, детектирование при 210 нм) [12]; тонкослойная хроматография, капиллярный электрофорез и спектроскопия в ближней инфракрасной области [13] |
|
Ксилит |
ВЭЖХ с рефрактометрическим детектированием (ПФ ацетонитрил:вода) [6], колориметрия после окисления бихроматом калия [14] |
Таким образом, арсенал методов анализа подсластителей включает как классические цветные реакции, пригодные для скрининга и образовательных целей, так и современные инструментальные методы – ВЭЖХ с различными типами детекторов (рефрактометрическими, УФ, масс-спектрометрическими, испарительного светорассеяния), гидрофильную хроматографию, капиллярный электрофорез и ЯМР-спектроскопию (при подтверждении структуры гликозидов). Развитие методов анализа подсластителей остается актуальной задачей аналитической химии, что подтверждается значительным числом публикаций в данной области.
1. Aiswarya P.S., Thadathil D.A., George L., Varghese A. Food Additives and Evolved Methods of Detection: A Review // Critical Reviews in Analytical Chem-istry. – 2024. – DOI:https://doi.org/10.1080/10408347.2024.2372501.
2. Jinadasa B.K.K.K., Elliott C., Yeh T.-S. Recent applications of mass spectrometry in sweetener analysis // Journal of Food Composition and Analysis. – 2023. – Vol. 122. – Article 105418.
3. Yashin Ya.I., Yashin A.Ya. Vysokoeffektivnaya zhidkostnaya hromatografiya. Sostoyanie i perspektivy. // Zhurnal analiticheskoy himii. – 2001. – T. 56, № 8. – S. 790-808.
4. Stepanenko B.N. Himiya i biohimiya uglevodov (polisaharidy). – M.: Vysshaya shkola, 1978. – 256 s.
5. Heftman E. (red.). Hromatografiya. Prakticheskoe prilozhenie metoda. V 2-h chastyah. – M.: Mir, 1986. – 422 s.
6. GOST EN 15086-2015. Produkty pischevye. Opredelenie soderzhaniya izomal'tita, laktita, mal'tita, mannita, sorbita i ksilita. – M.: Standar-tinform, 2016.
7. Gosudarstvennaya Farmakopeya Rossiyskoy Federacii. XIV izdanie. Tom II. – M.: FEMB, 2018.
8. GOST R 54641-2011 (ISO 10504:1995). Sahar. Metod opredeleniya krahmala. – M.: Standartinform, 2012.
9. Dudkin M.S., Schelkunov L.F. Pischevye volokna. – Kiev: Urozhay, 1988. – 152 s.
10. GOST EN 16155-2015. Produkty pischevye. Opredelenie soderzhaniya sukralozy metodom vysokoeffektivnoy zhidkostnoy hromatografii. – M.: Standartinform, 2016.
11. Hromatograficheskiy analiz pischevyh produktov: Prakticheskoe rukovodstvo / pod red. V. V. Brazhnikova. – M.: DeLi print, 2005. – 304 s.
12. Metody biohimicheskogo issledovaniya rasteniy / pod red. A. I. Ermakova. – 3-e izd., pererab. i dop. – L.: Agropromizdat, 1987. – 430 s.
13. Fedorov S.V. Kontrol' soderzhaniya steviozida v rastitel'nom syr'e metodami VEZhH i TSH // Himiko-farmacevticheskiy zhurnal. – 2003. – T. 37, № 10. – S. 40-43.
14. GOST EN 25268-82. Izdeliya konditerskie metody opredeleniya ksi-lita i sorbita. – M.: Standartinform, 2012.
