氣相色譜外標(biāo)法測定食品中甜蜜素含量方法的改進(jìn)

程水連 王澤科 祝正輝

CHENG Shui-lian WANG Ze-ke ZHU Zheng-hui

（1.益陽市食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗中心，湖南 益陽 413000；2.益陽市環(huán)境監(jiān)測站，湖南 益陽 413000）

(1.Yiyang Food Quality Safety Supervison and Inspection Center,Yiyang,Hunan 413000,China；2.Yiyang EnvironmentalMonitoring Station,Yiyang,Hunan 413000,China)

甜味劑環(huán)己基氨基磺酸鈉俗稱甜蜜素，在高甜度甜味劑中，其甜度是最低的，甜度為蔗糖的30～80倍。其風(fēng)味較自然，后苦不明顯，熱穩(wěn)定性高，是不被人體吸收的低熱能甜味劑。甜蜜素與糖精具有協(xié)同作用，價格低于天門冬酰苯丙氨酸甲酯，甜度高、熱量低、不易發(fā)生齲齒、安全性高，在代謝過程中不受胰島素的控制，不會引起肥胖癥和血壓升高，適合糖尿病、肥胖癥患者食用，這諸多優(yōu)點使得甜蜜素已成為目前中國食品行業(yè)中應(yīng)用最多的一種甜味劑，廣泛用于醬菜類、調(diào)味汁、糕點、配制酒和飲料等食品中[1-3]。中國GB 2760——2011規(guī)定甜蜜素最大使用量為0.65 g/kg，但如果經(jīng)常食用甜蜜素含量超標(biāo)的飲料或其他食品，就會因攝入過量對人體的肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)造成危害，特別是對代謝排毒的能力較弱的老人、孕婦、小孩危害更明顯[4]。隨著國家及普通消費者對食品安全監(jiān)督的日益重視和關(guān)注，建立甜蜜素的科學(xué)檢測方法具有顯著的重要性和必要性。

甜蜜素的含量檢測目前常采用《食品中環(huán)己基氨基磺酸鈉的測定》(GB/T 5009.97——2003)中的第一種方法，即氣相色譜法，該方法先把試樣在酸性介質(zhì)中與亞硝酸鈉反應(yīng)，將甜蜜素轉(zhuǎn)化為環(huán)己醇亞硝酸酯后，以環(huán)己醇亞硝酸酯為目標(biāo)檢測峰，利用甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)品制成的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行測定。但該方法在檢測時會出現(xiàn)兩個峰(見圖1)，先出現(xiàn)主峰環(huán)己醇亞硝酸酯(保留時間：3.389 min)，緊接著出現(xiàn)環(huán)己醇小峰(保留時間：3.550min)。推其可能的原因是，試樣在冰浴條件下的酸性介質(zhì)中處理，環(huán)己醇亞硝酸酯可能在酸的催化作用下，或者正己烷提取液中殘存的微量酸和水在色譜柱的較高溫度下將少量該環(huán)己醇亞硝酸酯轉(zhuǎn)化為環(huán)己醇。該測定方法由于少量副產(chǎn)物環(huán)己醇的產(chǎn)生將導(dǎo)致測定的結(jié)果偏低，同時，測定的重現(xiàn)性也會受到影響。GB/T 5009.97——2003中的第一法試驗表明，環(huán)己醇的含量將隨著試樣酸性處理時間的延長和試液溫度的上升而加劇，若采用進(jìn)一步在堿性條件下水解，環(huán)己醇亞硝酸酯的峰可以完全消失(見圖2)，表明在堿性條件有利于向生成醇的方向轉(zhuǎn)變[5]，從而使水解進(jìn)行徹底。本研究利用在堿性條件下水解時環(huán)己醇亞硝酸酯有利于向生成醇的方向轉(zhuǎn)變這一條件，甜蜜素的含量檢測完全可以通過氣相色譜外標(biāo)法間接測定樣品酯化后的水解產(chǎn)物環(huán)己醇的含量[6]，實現(xiàn)準(zhǔn)確測定甜蜜素含量。本試驗對GB/T 5009.97——2003食品中的甜蜜素測定第一法氣相色譜法檢測甜蜜素含量方法進(jìn)行了改進(jìn)。將目標(biāo)檢測峰從原方法中的環(huán)己醇亞硝酸酯改為其水解產(chǎn)物環(huán)己醇，該方法在原有方法試樣前處理過程中增加了一步NaOH堿性水解過程，本檢測方法的試樣處理要點在于：在冰浴甚至冰鹽浴并攪拌的條件下，利用硫酸和亞硝酸鈉將甜蜜素最大限度轉(zhuǎn)化為環(huán)己醇亞硝酸酯，再通過對水解液的堿性、反應(yīng)溫度和時間的控制將環(huán)己醇亞硝酸酯完全水解為環(huán)己醇。

圖1 未經(jīng)水解處理的甜蜜素反應(yīng)液的氣相色譜圖Table1 GC Spectrum of the reaction solution of Sodium Cyclamate withouthydrolysis

圖2 經(jīng)水解處理的甜蜜素反應(yīng)液的氣相色譜圖Table2 GC Spectrum of the reaction solution of Sodium Cyclamate by Hydrolysis

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

正己烷：分析純（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.0%），湖南匯虹試劑有限公司；

氯化鈉：分析純（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5%），湖南匯虹試劑有限公司；

亞硝酸鈉：分析純（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.0%），長沙市有機(jī)試劑廠；

50 g/L亞硝酸鈉溶液：稱取5 g亞硝酸鈉，用水定容至100mL；

濃硫酸：分析純（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.0%），株洲石英化玻有限公司；

100 g/L硫酸溶液：量取濃硫酸5.5mL濃硫酸，定容至100mL；

氫氧化鈉：分析純（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96.0%），廣東光華化學(xué)廠有限公司；

40 g/L氫氧化鈉溶液：稱取4 g氫氧化鈉，用水定容至100mL；

環(huán)己醇：色譜純（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5%），天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；

甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)品：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.0%，德國Dr.Ehrenstorfer公司；

旋渦混合器：XW-80A型，上海滬西分析儀器廠有限公司；

電子天平：FR2007型，上海越平科學(xué)儀器有限公司

氣相色譜儀（附火焰離子化檢測器（FID））：GC-2010型，日本島津公司。

1.2 方法

1.2.1 色譜條件 色譜柱：30 m×0.53 mm（內(nèi)徑）×1.5μm（膜厚）Rtx-1毛細(xì)管柱;檢測器：氫火焰離子化檢測器（FID）；流速：載氣（N2）30mL/min，空氣 100 mL/min，氫氣 40 mL/min。溫度：柱溫采用程序升溫，起始溫度為50℃，保留3 min，以80℃/min上升到220℃，保留5 min，汽化室溫度為220℃，無分流，檢測器溫度為250℃；進(jìn)樣量：1μL[7-9]。

1.2.2 樣品處理

(1)液體試樣：搖勻后直接稱取。含二氧化碳的試樣先加熱除去，含酒精的試樣加40 g/L氫氧化鈉溶液調(diào)至堿性，于沸水浴中加熱除去，制成試樣。

(2)固體試樣：涼果、蜜餞類、醬菜類試樣將其剪碎制成試樣。

1.2.3 分析步驟

(1)樣品制備：① 液體試樣：稱取20.0 g試樣于100 mL帶塞比色管，置冰浴中。②固體試樣：稱取2.0 g己剪碎的試樣于100mL帶塞比色管，置冰浴中。

(2)測定：① 標(biāo)準(zhǔn)曲線制備：準(zhǔn)確稱取0.012 5 g環(huán)己醇（色譜純）于50 mL容量瓶中，用正己烷溶解并定容至刻度，搖勻作儲備液。分別量取儲備液 0，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00mL于25mL容量瓶中，用正己烷定容至刻度，搖勻。此時的濃度分別為 20.0，40.0，60.0，80.0，100.0 μg/mL 的環(huán)己醇標(biāo)準(zhǔn)品溶液。②樣品的處理：樣品管置于冰浴中，加入5mL 50 g/L亞硝酸鈉溶液，5 mL 100 g/L硫酸溶液，搖勻，在冰浴中放置30min，并經(jīng)常搖動[10]，然后置于熱水浴中加入40 g/L氫氧化鈉溶液，調(diào)至pH為10，大約30 min后，將試液冷卻至室溫，準(zhǔn)確加入10 mL正己烷，5 g氯化鈉，搖勻后置漩渦混合器中振動1 min（或振搖100次），待靜止分層后取上層清液進(jìn)行氣相色譜分析。

(3)甜蜜素的計算：

式中：

X——試樣中環(huán)己基氨基磺酸鈉的含量，g/kg；

m——試樣質(zhì)量，g；

10——加入正己烷的定容體積，mL；

2.01 ——環(huán)己基氨基磺酸鈉的摩爾質(zhì)量是環(huán)己醇的摩爾質(zhì)量的倍數(shù)；

m1——測定樣品中環(huán)己醇的含量，μg/mL。

2 結(jié)果與討論

2.1 精密度和加標(biāo)回收率的測定

在已知質(zhì)量濃度的樣品中加入5個質(zhì)量濃度水平的標(biāo)準(zhǔn)品溶液，制備成樣品，每個樣品連續(xù)測定5次，測定精密度和加標(biāo)回收率（見表1），精密度在4.09%～4.28%，加標(biāo)回收率在94.60%～96.22%。

2.2 兩種測定方法的精密度比較

本試驗利用0.217 2mg/mL甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行了本檢測方法和GB/T 5009.97——2003中的第一種方法的精密度比對試驗。測定結(jié)果見表2。

由表2可知，本方法的測定結(jié)果比GB/T 5009.97平均提高檢出率3.77%，說明本方法較GB/T 5009.97具有更高的準(zhǔn)確性。

表1 精密度和回收率的測定Table1 Determination ofRSD and recovery rate（n=5）

表2 兩種方法測定結(jié)果的比較Table2 Comparison ofdetermination resultsby twomethods

3 結(jié)論

本試驗建立了通過測定環(huán)己醇含量來準(zhǔn)確測定甜蜜素的分析方法，該檢測方法在樣品前處理時通過加NaOH使水解完全生成環(huán)己醇，這樣避免了GB/T 5009.97——2003方法在試樣前處理及檢測過程中有少量副產(chǎn)物環(huán)己醇對甜蜜素含量檢測的準(zhǔn)確性及重現(xiàn)性的影響。試驗結(jié)果表明：該方法水解簡單、完全，對甜蜜素的檢測準(zhǔn)確，簡便，為食品中甜蜜素含量檢測提供了一種更為科學(xué)、精確度更高的好方法。

1 食品添加劑環(huán)己基氨基磺酸鈉（甜蜜素）[EB/OL].（2006-08-26）[2009-02-01].http://www.cdfpm.cn/faic.cn/saf/saf.asp？id=42.

2 中華人民共和國衛(wèi)生部.GB 2760——2011食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

3 LYWDF.關(guān)于出口食品中甜蜜素、糖精鈉等的安全衛(wèi)生問題[EB/OL].（2004-08-22)[2009-02-01].http://bbs.foodmate.net/thread 11292-1-1.htm l.

4 張均媚，劉偉娟，薛剛.含乳飲料中甜蜜素的測定[J].食品研究與開發(fā)，2005,26(1):136～138.

5 邢其毅，徐瑞秋，裴偉偉，等.基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)[M].第3版.北京：高等教育出版社，2005.

6 劉波平，江海亮，羅香，等.氣相色譜法測定柴胡注射液中環(huán)己醇[J].分析實驗室，2002,9(5):18～19.

7 曹玉發(fā),徐燕.淺談白酒中甜蜜素檢測方法的研究[J].科技風(fēng),2009,20(10)：261～264.

8 李小杏,經(jīng)輝.氣相色譜法測定飲料中的甜蜜素的含量[J].廣西輕工業(yè),2008(10)：5～6.

9 蘇建國,陳枚,李歆,等.氣相色譜內(nèi)標(biāo)法測定食品中甜蜜素含量[J].監(jiān)督與選擇,2006(8):58～59.

10 中華人民共和國衛(wèi)生部提出，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 5009.97——2003食品中環(huán)己基氨基磺酸鈉的測定[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.