食品中生物素的测定

食品中生物素的测定：方法、标准与实用指南

生物素，又称维生素B7或维生素H，是一种至关重要的水溶性维生素。它在人体的能量代谢、脂肪合成、血糖维持以及皮肤、头发和指甲健康中扮演着关键角色。因此，准确测定食品中的生物素含量，对于食品安全监管、营养标签标识、新产品研发和膳食营养研究具有重要意义。本文将全面解析食品中生物素测定的核心知识，为您解答所有相关疑问。

一、 为什么需要测定食品中的生物素？

用户搜索这个关键词，背后通常对应着以下几类实际需求：

1. 合规性与标签标注：食品生产企业必须遵循国家法规（如GB 28050《食品安全国家标准 预包装食品营养标签通则》），准确检测并标示产品中的生物素含量，确保信息真实，避免虚假宣传。
2. 产品质量控制：对于强化了生物素的食品（如婴幼儿配方奶粉、营养补充剂、功能饮料等），测定含量是监控生产工艺稳定性、确保每批次产品符合设计规格的关键环节。
3. 营养学研究与膳食调查：研究人员需要准确分析各种食物的营养成分数据，用以评估人群膳食摄入量、研究生物素与健康的关系。
4. 原料检测与供应链管理：食品制造商需要对原料进行检测，以确保其符合采购标准，从源头控制终产品质量。

二、 测定食品中生物素的主要挑战

在测定之前，了解其难点是理解选择不同方法的基础：

• 存在形式多样：食品中的生物素部分以游离形式存在，但大部分与蛋白质结合（称为结合型生物素）。
• 含量低：在许多天然食品中，生物素的含量极低（微量级），对检测方法的灵敏度要求极高。
• 基质复杂：食品样品成分复杂，含有蛋白质、脂肪、碳水化合物等多种干扰物质，需要高效的前处理来纯化和富集目标物。

因此，测定的关键步骤在于如何将结合型生物素充分释放并转化为可测定的游离形式，以及如何从复杂的食品基质中将其分离纯化。

三、 国家标准方法与主流测定技术

目前，国际上及中国国标（GB）中采用的生物素测定方法主要为微生物法和高效液相色谱法（HPLC）。近年来，液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS） 因其更高的灵敏度和特异性，正成为越来越重要的方法。

1. 微生物法（Microbiological Assay）

• 原理：利用一种对生物素有特异性生长需求的微生物（如植物乳杆菌，Lactobacillus plantarum）作为检测工具。将待测样品处理后，加入含有除生物素外所有营养物质的培养基中，微生物的生长程度（可通过浊度测定）与生物素的含量成正比，通过比对标准曲线即可定量。
• 优点：
  • 灵敏度高，适用于各种食品基质。
  • 成本相对较低。
  • 是经典的国际公认基准方法，结果可靠。
• 缺点：
  • 操作繁琐耗时，培养时间通常需要16-24小时。
  • 易受抗生素或其他抑制剂干扰。
  • 对实验环境和操作人员的微生物实验技能要求高。
• 标准依据：GB 5009.259-2016《食品安全国家标准 食品中生物素的测定》中第一法即为微生物法。

2. 高效液相色谱法（HPLC）与液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）

• 原理：
  • 前处理：样品通过酶解（如木瓜蛋白酶）和酸解，将结合型生物素转化为游离型，然后经过复杂的净化步骤（如固相萃取SPE）去除杂质。
  • 分离：利用高效液相色谱（HPLC）将纯化后的样品中的生物素与其他成分分离开。
  • 检测：
    • HPLC：通常使用紫外（UV）或荧光（FLD）检测器。但生物素本身紫外吸收较弱，通常需要进行衍生化处理，使其带有强荧光或强紫外吸收基团，从而提高检测灵敏度。
    • LC-MS/MS：使用质谱仪作为检测器，通过多反应监测（MRM）模式对生物素进行定性和定量。质谱法具有极高的选择性和灵敏度，无需衍生化步骤，结果更准确。
• 优点：
  • LC-MS/MS：特异性强、灵敏度极高、准确性好、自动化程度高，可同时检测多种维生素。
  • HPLC：仪器相对普及。
• 缺点：
  • 仪器设备昂贵（尤其是LC-MS/MS）。
  • 前处理过程复杂，对操作人员技术要求高。
  • HPLC-UV/FLD法可能需要复杂的衍生化操作。
• 标准依据：GB 5009.259-2016的第二法为高效液相色谱-紫外检测法（需衍生化）。许多第三方检测机构和大型企业已普遍采用更为先进的LC-MS/MS法（虽国标未明确列为其一，但已成为行业共识的高端方法）。

四、 如何选择测定方法？

五、 测定流程概览

无论采用哪种方法，基本流程都包含以下步骤：

1. 样品制备：均匀取样，对于固体样品需进行粉碎、均质。
2. 提取与水解：采用合适的缓冲液或酸溶液进行提取，并通过酶解或酸解使结合型生物素游离出来。
3. 净化与富集（色谱法必需）：使用固相萃取（SPE）柱等方法去除油脂、蛋白质、色素等干扰物，并浓缩目标物。
4. 测定：根据所选方法（微生物培养、HPLC或LC-MS/MS）进行测定。
5. 数据分析：通过绘制标准曲线，计算样品中生物素的准确含量。

六、 结论与建议

测定食品中的生物素是一项专业且精细的分析工作。

• 对于食品生产企业，应首先遵循国家标准（GB 5009.259-2016） 进行检测。可以根据自身实验室条件和检测需求选择微生物法或高效液相色谱法。对于高附加值产品或研发用途，推荐选择LC-MS/MS法以获得最准确的数据。
• 对于研发或科研人员，LC-MS/MS是毋庸置疑的首选，其提供的数据质量最高。
• 对于普通消费者或一般查询者，了解食品中生物素的测定需要复杂的技术支持即可，具体检测应委托给具有CMA（中国计量认证） 或CNAS（中国合格评定国家认可委员会） 资质的专业检测机构完成。