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，山西太原030006）

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，山西太原030006）

通過氣相色譜和質譜方法定性，確定了甜蜜素衍生化產物的目標峰和干擾峰，目標峰為環己醇亞硝酸酯，即甜蜜素定量峰，干擾峰為環己醇，目標峰會隨著時間的變化逐漸轉化成干擾峰。通過對不同時間段的甜蜜素衍生化目標產物回收率進行統計，分析表明在樣品處理完24 h之內進樣，甜蜜素回收率在85%～95%之間，甜蜜素在1 mg/L～5 mg/L范圍內線性關系良好，相關系數為0.998 3。因此在樣品處理完24 h之內上機檢測，能保證結果的準確可靠。

氣相色譜；食品；甜蜜素；深入研究

甜蜜素又稱濃縮糖或甜素，化學名為環己基氨基磺酸鈉，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，目前對其安全性尚有爭議。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等五大類食品中限量使用。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，但關于反應產物出現2個色譜峰的問題卻鮮有報道。根據GB/T 5009.97-2003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。但在實際工作中，我們發現甜蜜素衍生物有2個色譜峰，而且隨著時間的變化，這2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試驗對本底檢測，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，干擾峰的化學成分，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；ThermoPolarisQ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10 mg/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，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1.00 mL環己基氨基磺酸鈉標準溶液于100 mL帶塞比色管中，加水20 mL。置冰浴中，加入5 mL 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30 min，并經常搖動，然后準確加入10 mL正己烷，5 g氯化鈉，振蕩1 min，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× 0.25 μm）；固定液：（5%苯基）-甲基聚硅氧烷；程序升溫：柱溫80℃保持3 min，升溫速率6℃/min，終止溫度150℃保持3 min；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：1.5 mL/min，氫氣：30 mL/min；空氣：300 mL/min。

1.2.3質譜條件

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

1.2.4甜蜜素衍生物定性

試驗采用氣相色譜和質譜2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。

1.2.5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 μL～5 μL于氣相色譜儀中，即甜蜜素含量分別為1 μg、2 μg、3 μg、4 μg、5 μg，根據響應值繪制標準曲線。

1.2.6進樣時間對回收率的影響

對質量濃度為1 mg/L標樣進行分析，每隔8 h進樣1次，計算回收率，繪制環己醇亞硝酸酯回收率隨時間變化趨勢圖。

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。正己烷提取物中加入環己醇前后對照見圖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%。

圖1　正己烷提取物中加入環己醇前后對照圖

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2個色譜峰，分別為目標峰和干擾峰，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 mg/L～5 mg/L范圍內線性關系良好，相關系數為0.998 3，如圖2，且回收率在90%以上。

圖2　目標峰標準曲線

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2個衍生產物之間轉化的規律，每隔8 h分析一次標樣，濃度為1 mg/L，通過目標峰的峰面積計算環己醇亞硝酸酯的回收率。環已醇亞硝酸酯回收率隨時間的變化趨勢見圖3。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24 h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；到了24 h之后，目標物就會逐漸轉化成干擾物，回收率明顯減少；到了72 h，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24 h內完成檢測，才能保證檢測結果準確可靠。

圖3　環己醇亞硝酸酯回收率隨時間的變化趨勢圖

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2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2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24 h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。

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Further research on determination of sodium cyclamate in food by gas chromatography

ZHAO Xiao-zhen*PANG Xiao-gangZHANG Hong
（Shanxi academy of analytical science，Shanxi Taiyuan 030006，China）

The two peaks in the chromatogram of sodium cyclamate derivative products were determined by gas chromatography and mass spectrometry methods. The target product peak was cyclohexanol nitrite. It was used to quantify sodium cyclamate in food. And the by- product peak was cyclohexanol. The target product peak would gradually turn to the by- product peak. In this article, the target product recoveries of sodium cyclamate were recorded according to different time periods. Results showed that the linearity of calibration curve was very good in the range of 1 mg/L～5 mg/Lwithin 24 hours of the sample pretreated. The correlation coefficient was 0.998 3，and the recoveries were 85%～95%. So the results would be accurate and reliable if the sodium cyclamate derivative products were detected in gas chromatography within 24 hours.

gas chromatogram；food；sodium cyclamate；further research

TS207.3

A

1673-6044（2014）04-0033-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2014.04.010

*趙小珍，女，1982年出生，2007年畢業于山西大學生物化學與分子生物學專業，碩士研究生，工程師。

2014-12-01