GCMS檢測食品中的甜蜜素

徐　嘉，王學連，楊曉燕，鄭建明，周　立

(江蘇天瑞儀器股份有限公司，江蘇　昆山　215300)

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GCMS檢測食品中的甜蜜素

徐嘉，王學連，楊曉燕，鄭建明，周立

(江蘇天瑞儀器股份有限公司，江蘇昆山215300)

甜蜜素是食品生產中常用的添加劑,是一種常用甜味劑，其甜度是蔗糖的30～40倍,控制限量對人們的身體健康有重要意義。氣相色譜質譜聯(lián)用為主要檢測方法，本方法對食品中環(huán)己基氨基磺酸鈉經超聲提取后，在冰浴條件下，與亞硝酸鈉發(fā)生重氮化反應生成衍生物環(huán)己醇亞硝酸酯，衍生物進入氣相色譜質譜聯(lián)用儀進行分離檢測。結果表明最低檢測限為800 μg/kg，即0.8 mg/kg，遠低于限量要求。

甜蜜素；超聲提取；重氮反應；氣相色譜質譜聯(lián)用

甜蜜素也叫環(huán)己基氨基磺酸鈉，是食品生產中常用的添加劑。甜蜜素式最常見的一種甜味劑，其甜度是蔗糖的30～40倍[1]。毒性較小[2]。消費者如果經常食用甜蜜素含量超標的飲料或其他食品，就會因攝入過量對人體的肝臟和神經系統(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。目前甜蜜素的成品檢驗及食品中甜蜜素含量測定缺乏簡便快速的分析方法。

本文采用超聲提取，在酸性介質中甜蜜素與亞硝酸鈉反應進行衍生化，通過氣相色譜質譜聯(lián)用法對食品中甜蜜素進行定性和定量分析，甜蜜素方法主要參照國家標準GB/T5009.97-2003[3]，相應的檢測方法還有高效液相色譜法[4]和液質聯(lián)用等方法[5]等。

1　實　驗

1.1儀器與試劑

氣相色譜質譜聯(lián)用儀(GCMS6800),江蘇天瑞儀器股份有限公司。

甜蜜素標準儲備溶液：稱取一定量的甜蜜素標準品(純度為99.0%)于干燥容量瓶中，用水配成1000 mg/kg標準儲備溶液。

試劑均為優(yōu)級純，試驗用水為二次蒸餾水。

1.2儀器工作條件

1.2.1氣相色譜條件

DB-5毛細管色譜(30 m ×0.25 mm, 0.25 μm)；載氣：氦氣(純度為99.999%)，載氣流量1.0 mL/min；進樣口溫度250 ℃，進樣量1.0 μL，進樣方式為分流進樣,分流比10:1；程序升溫：初始溫度為40 ℃，保持時間10 min，以25 ℃/min速率升至270 ℃，保持時間5 min。

1.2.2質譜條件

電子轟擊離子源(EI)，四級桿溫度150 ℃，接口溫度280 ℃；采集方式為選擇離子監(jiān)測掃描(SIM)，溶劑延遲時間6 min，選擇3個監(jiān)測離子質荷比(m/z)為55，81，83。

1.3實驗方法

1.3.1樣品前處理

將樣品用高速粉碎機粉碎均質或用剪刀剪碎，稱取5 g(精確至0.01 g)樣品于50 mL具塞離心管，加入20 mL水，先渦旋振蕩1 min，然后水浴超聲15 min，最后搖床震蕩10 min，以6000 r/min旋轉離心10 min，移取10 mL上清液于50 mL離心管中，冰浴待衍生化。

1.3.2標準樣品前處理

直接移取20 mL超純水于50 mL離心管中，準確吸取一定濃度的甜蜜素標準溶液1 mL，按照上述樣品衍生步驟進行衍生化反應。以6000 r/min旋轉離心10 min，移取10 mL上清液于50 mL離心管中，冰浴待衍生化。

1.3.3衍生化和測定

在冰浴好的上清液中加入2.5 mL的 100 g/L硫酸溶液和2.5 mL的50 g/L亞硝酸鈉溶液,混勻，冰浴30 min，期間搖勻數(shù)次。加入正己烷5 mL，氯化鈉3 g，渦旋震蕩1 min，6000 r/min旋轉離心10 min，移取1.0 mL上清液通過0.45 μm過濾膜后氣相色譜-質譜條件下測定。

2　結果與討論

2.1特征和離子的選擇

圖1　甜蜜素衍生物在總離子流色譜圖

圖2　甜蜜素衍生物的質譜圖

圖3　甜蜜素衍生物在SIM掃描下的離子流色譜圖

圖4　甜蜜素衍生物在SIM掃描下的質譜圖

甜蜜素的主要衍生物環(huán)己醇亞硝酸酯作為定性和定量，見圖1。保留時間為8.511 min，定性離子(m/z)為55,81,83，定量離子為55。質譜圖見圖2。

2.2前處理條件選擇

2.2.1衍生時間選擇

準確吸取的1 mL甜蜜素儲備液溶液按照上述衍生步驟進行衍生化，甜蜜素衍生物濃度為200 μg/mL，衍生反應時間分別設置為10 min、20 min、30 min、40 min、50 min，考察反應時間對反應的影響。結果表明，隨著時間從10 min升至30 min，衍生物信號響應值逐漸增加，隨著反應時間的延長，響應值反而出現(xiàn)降低，因此，衍生反應溫度30 min最佳。

2.2.2硫酸濃度的選擇

準確吸取的1 mL甜蜜素儲備液溶液按照上述衍生步驟進行衍生化，甜蜜素衍生物濃度為200 ug/mL，冰浴反應條件下，加入50 g/L的亞硝酸鈉和分別為50 g/L，75 g/L，100 g/L，125 g/L，150 g/L。結果表明，酸度從50～100 g/L，反應衍生物信號響應值明顯增加，濃度升高時，響應值出現(xiàn)減少，因此，最終衍生反應酸度為100 g/L。

2.2.3亞硝酸鈉濃度對衍生反應的影響

準確吸取的1 mL甜蜜素儲備液溶液按照上述衍生步驟進行衍生化衍生化，甜蜜素衍生物濃度為200 μg/mL，冰浴反應條件下，加入100 g/L的硫酸，和分別為30 g/L，50 g/L，70 g/L，90 g/L亞硝酸鈉。結果表明，酸度從30～50 g/L，反應衍生物信號響應值明顯增加，濃度升高時，響應值出現(xiàn)減少，因此，最終亞硝酸鈉衍生反應為50 g/L。

3　實驗數(shù)據(jù)

3.1精密度和重復性實驗

準確移取儲備液500 μL于離心管中，用水定容20 mL按照上述標樣衍生步驟進行衍生化，衍生物濃度為100 μg/mL，平行制備反應液6次，用GC-MS測定。考察衍生方法的重現(xiàn)性以及組分保留時間和峰面積的相對標準偏差，6個平行樣的譜。結果表明，保留時間RSD為0.98%，峰面積RSD為6.00%,具體實驗數(shù)據(jù)如表1所示。

表1　重復性測試結果

3.2線性關系和檢測限

準確吸取濃度為10 μg/mL的甜蜜素標準溶液10 μL于50 mL 離心管中對應衍生物濃度分別為2 μg/mL、10 μg/mL、20 μg/mL、100 μg/mL、200 μg/mL，按照上述標樣衍生化步驟進行衍生化，進行線性測試。實驗所得線性方程為：y=940.43x-3525.57，線性相關系數(shù)為0.9984，如圖5所示。以3倍信噪比計算，最低檢測限為0.8 mg/kg該方法的最低檢測限遠低于國標中的限量要求。我國《食品添加劑使用標準》明確規(guī)定，在糕點、面包、飲料、雪糕、醬菜、調料、配制酒等中甜蜜素的最大使用量為0.65 g/kg；在涼果，話梅等中甜蜜素的最大使用量為8.0 g/kg。

圖5　線性關系圖

3.3回收率測試

選擇2 mg/kg、50 mg/kg、200 mg/kg的標樣添加濃度，對某品牌橙汁進行回收率實驗，每個濃度分別做三次平行樣，按處理樣品的方法處理加標后的樣品并測試，采用外標法定量，測試結果如表2所示。

表2　回收率測試結果

3.4實際樣品測試

按照上述樣品處理方法對醬油，橙汁，杏仁，杏仁殼樣品進行前處理和衍生化，使用GC-MS6800進行測試，測試結果如表3所示。

表3　食品中甜蜜素含量測試結果

注：“N.D”表示“未檢出”。

4　結　論

食品中的甜蜜素經過亞硝酸鈉重氮化反應，生成的衍生物通過GCMS進行測定分析，該方法重現(xiàn)性好，保留時間RSD為0.98%，峰面積RSD為6.00%。同時具有良好的線性范圍，線性相關系數(shù)為0.9984，方法最低檢測限為0.8 mg/kg。

三種標樣添加濃度的回收率在105.7%～113.3%之間，結果偏高，原因可能為標樣當中的衍生物濃度較高分解為環(huán)己醇比較多，導致標樣濃度降低，回收率也偏高。

本實驗采用GCMS-6800，在SIM掃描模式下對食品中的甜蜜素進行測試和分析，方法穩(wěn)定可靠，線性范圍好，靈敏度高，受雜質峰的干擾小，能夠有效地對食品中的甜蜜素進行定性定量分析。

[1]閆福安.國內外合成甜味劑的發(fā)展現(xiàn)狀及趨[J].廣州食品工業(yè)科技,2003,19(1):46-47.

[2]豐達明,陳誠之.離子締合型離子選擇電極的研究Ⅻ.環(huán)己烷氨基磺酸根(甜蜜素)電極的研制[J].分析化學, 1988,16(8): 738-739,737.

[3]GB/T 5009.97-2003食品中環(huán)己基氨基磺酸鈉的測定[S].

[4]黃衛(wèi)國,楊小滿,黃建東,等.液質聯(lián)用快速測定果凍中的甜蜜素[J].廣州化工,2013,41(16):135-136.

[5]段淑娥,張常虎,屈穎娟,等.高效液相色譜法測定食品中的甜蜜素[J].廣州化工,2012,40(07):136-138.

Determination of Sodium Cyclamate in Food by GCMS

XUJia,WANGXue-lian,YANGXiao-yan,ZHENGJian-ming,ZHOULi

(Jiangsu Skyray Instrument Co., Ltd., Jiangsu Kunshan 215300, China)

Sodium cyclamate is used in the production of food additives. It is a commonly used sweetener, with the sweetness of sucrose 30 to 40 times, the control limits on people’s health is very important. Using GCMS as the main detection method, this method generated derivative cyclohexanol nitrites in food cyclohexylamino sodium after ultrasonic extraction, under ice-cooling, the reaction with sodium nitrite occurs diazo derivatives were separated into the GCMS for testing. The results showed that the lowest detection limit was 800 μg/kg, well belowed the limit requirements.

cyclamate; ultrasonic extraction; diazo reaction; GCMS

徐嘉(1990-)，男，助理工程師，主要從事化學檢測及應用。

O657.63

B

1001-9677(2016)012-0124-03