氣相色譜法測定食品中甜蜜素的深入研究

趙小珍，龐小剛，張洪

（山西省分析科學研究院，太原 030006）

甜蜜素又稱濃縮糖或甜素，化學名環己基氨基磺酸鈉，是一種常用的蔗糖替代品，甜度是蔗糖的30～80倍，在我國食品行業中有著廣泛的應用^[1]。目前其安全性尚有爭議^[2-4]。根據國家GB2760—2007的規定，甜蜜素可在醬菜腐乳類、涼果類、蜜餞涼果類、帶殼烘焙類和炒制瓜子類五大類食品中限量使用^[5]。但是在我國甜蜜素使用超標的事件時有發生，因此做好甜蜜素的監測工作和改進甜蜜素的檢測方法，對保障人民身體健康具有重要的現實意義。

目前采用氣相色譜法檢測食品中甜蜜素的文獻報道很多^[6-8]，但關于反應產物出現兩個色譜峰的問題卻鮮有報道。根據GB/T5009.97—2003中規定的食品中甜蜜素的測定方法，在硫酸介質中環己基氨基磺酸鈉與亞硝酸鈉反應，生成環己醇亞硝酸酯，通過其色譜峰對甜蜜素進行定性和定量^[9]。但在實際工作中，我們發現甜蜜素衍生物有兩個色譜峰，而且隨著時間的變化，這兩個峰的大小會發生變化，結果直接導致色譜保留時間定性困難，峰面積（峰高）定量不準確。我們通過一系列嚴密實驗對本底檢測、本底加標和氣質聯用儀離子全掃描方法達到了定性的目的，定性了甜蜜素衍生物中的干擾峰及其化學成分，并且深入研究了目標色譜峰和干擾峰二者的變化規律，提出了氣相色譜法測定食品中甜蜜素的最佳檢測時間，以及分離度更好的毛細管色譜柱分離方法，完善了國標中甜蜜素的檢測方法，為食品中甜蜜素的有效監測提供了依據。

1　材料與方法

1.1　儀器與試劑

Agilent7890A氣相色譜儀，附氫火焰離子化檢測器

Thermo PolarisQ氣相色譜-質譜聯用儀

甜蜜素標準溶液：帶有標準物質證書的食品甜味劑甜蜜素溶液標準物質，標準號SB05-218—2008，標準值10mg/ml，不確定度2%。定值機構為農業部環境保護科研檢測所。

正己烷，色譜純；亞硝酸鈉、硫酸、氯化鈉，國產分析純。試劑生產廠家均為天津四友生物醫學技術有限公司。

1.2　試驗方法

1.2.1　標準樣品的制備

準確吸取1.00ml環己基氨基磺酸鈉標準溶液于100ml帶塞比色管中，加水20ml。置冰浴中，加入5ml 50g/L亞硝酸鈉溶液，5ml 100g/L硫酸溶液，搖勻，在冰浴中放置30min，并經常搖動，然后準確加入10ml正己烷，5g氯化鈉，振蕩1min，待靜止分層后吸出正己烷層，用氣相色譜儀和氣質聯用儀分析。

1.2.2　氣相色譜條件

色譜柱：HP-5 毛細管色譜柱（30m×0.25mm×0.25um）。固定液：（5%苯基）-甲基聚硅氧烷。色譜條件：程序升溫，柱溫80℃保持3min，升溫速率6℃/min，終止溫度150℃保持3min；氣化室溫度150℃，檢測器溫度150℃；進樣方式，分流進樣，分流比5 : 1；柱流速1.5ml/min，氫氣30ml/min，空氣300ml/min。

質譜條件：傳輸線250℃，電子電離源溫度為200℃，溶劑延遲時間3min；全掃描，掃描范圍m/z 50～600。

1.2.3　甜蜜素衍生物定性

實驗采用氣相色譜和質譜兩種方法定性，相互確證了甜蜜素衍生物中的目標峰和干擾峰。氣相色譜定性采用對本底檢測和本底加標檢測，然后對比目標峰和干擾峰的保留時間以及峰面積的變化達到定性目的。質譜法定性采用Thermo PolarisQ氣質聯用儀離子全掃描方法定性，通過NIST（2005）譜庫對質譜圖進行自動檢索。

1.2.4　繪制標準曲線

甜蜜素標樣處理完后，立即將標準提取液進樣1～5μl于氣相色譜儀中，即甜蜜素含量分別為1μg、2μg、3μg、4μg、5μg，根據響應值繪制標準曲線。

1.2.5　進樣時間對回收率的影響

對濃度為1mg/L的標樣進行分析，每隔8h進樣一次，計算回收率，繪制環己醇亞硝酸酯回收率隨時間的變化趨勢圖。

2　結果與分析

2.1　甜蜜素衍生物定性

甜蜜素在硫酸介質中、低溫狀態下與亞硝酸鈉反應生成環己醇，環己醇在酸性條件下又繼續與亞硝酸鈉反應生成環己醇亞硝酸酯。因此，我們推斷甜蜜素衍生物的干擾物可能為環己醇，目標物環己醇亞硝酸酯不穩定，會隨著時間的推移慢慢轉化成環己醇，造成甜蜜素檢測結果的不穩定和重復性較差等問題。為了確定干擾物的成分，我們首先將環己醇標樣加入之前的正己烷提取物中，發現干擾物峰面積明顯增加，出峰時間保持一致（圖1）。然后用氣質聯用儀對干擾物定性，NIST（2005）譜庫自動檢索結果顯示，SI值為912，RSI值為933，與環己醇匹配率為83%。

2.2　標準曲線的繪制

從色譜圖（圖1）上可以看出，甜蜜素衍生產物呈兩個色譜峰，我們稱之為目標峰和干擾峰，目標峰即環己醇亞硝酸酯。標樣處理完成后，將正己烷提取產物立即用氣相色譜儀分析，以目標峰峰面積計算，做出的標準曲線在1～5mg/L范圍內線性關系良好，相關系數r=0.9983，如圖2，且回收率在90%以上。

2.3　環己醇亞硝酸酯回收率隨時間的變化趨勢

為了研究時間的變化和甜蜜素兩個衍生產物之間轉化的規律，每隔8h分析一次標樣，濃度為1mg/L，通過目標峰的峰面積計算環己醇亞硝酸酯的回收率。結果顯示，隨著時間的推移，目標峰逐漸變小，干擾峰逐漸變大，環己醇亞硝酸酯的回收率越來越低。通過圖3繪制的曲線可以看出，在最初的24h之內，目標物回收率相對穩定，在85%～95%之間，受干擾物的影響較小，但是24h之后，目標物就會逐漸轉化成干擾物，回收率明顯減少，到了72h，回收率基本為零。因此，檢測食品中甜蜜素含量時，應該在樣品處理完24h內完成檢測，才能保證檢測結果準確可靠。

3　結論

國家標準方法中規定的甜蜜素的檢測方法為，在硫酸介質中甜蜜素與亞硝酸鈉反應，生成環己醇亞硝酸酯，通過環己醇亞硝酸酯的色譜峰對甜蜜素進行定性和定量，標準中并未提出檢測時間的問題。但實際工作中，我們發現甜蜜素衍生產物在色譜圖上呈現兩個色譜峰，除了環己醇亞硝酸酯外還有一個干擾峰，而且環己醇亞硝酸酯會隨著時間的變化逐漸減少，影響了檢測結果的穩定性和準確性。本文通過研究，首先定性了甜蜜素衍生物的兩個色譜峰，即目標峰為環己醇亞硝酸酯，干擾峰為環己醇，生成的環己醇亞硝酸酯會逐漸轉化成環己醇。其次通過對不同時間段的目標產物回收率進行分析，表明樣品處理完之后應在24h之內上機檢測，才能確保檢測結果的準確可靠，因此本文對國標中甜蜜素檢驗方法的完善和發展具有一定意義，為今后甜蜜素檢驗的創新奠定基礎。

參考文獻

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[9] 中華人民共和國衛生部. GB/T5009.97—2003, 食品中環己基氨基磺酸鈉的測定[S].

作者簡介：趙小珍，女(漢)，工程師，碩士研究生，研究方向為食品中微生物、添加劑和農藥殘留的檢測。E-mail: zhaoxiaozhen1982@126.com