氣相色譜-質譜聯用法測定日用品及食品中9種凉味劑的含量

林　晨，王李平，吳凌濤，蔡大川，張方圓，林澤鵬，方　麗，李雪瑩，張志軍

(中國廣州分析測試中心　廣東省分析測試技術公共實驗室，廣東　廣州　510070)

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氣相色譜-質譜聯用法測定日用品及食品中9種凉味劑的含量

林晨，王李平*，吳凌濤，蔡大川，張方圓，林澤鵬，方麗，李雪瑩，張志軍

(中國廣州分析測試中心廣東省分析測試技術公共實驗室，廣東廣州510070)

建立了日用品及食品中薄荷腦等9種新型凉味劑含量的測定方法。樣品經乙醇超聲提取后，用DB-1701MS毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)分離，選擇離子監測模式(SIM)進行質譜檢測。在優化分析條件下，9種凉味劑分離良好，其在0.25～250 μg/mL濃度范圍內線性關系良好，相關系數均大于0.996，除薄荷氧基-1,2丙二醇(0.26 μg/g)外，其余凉味劑的檢出限均小于0.1 μg/g；在3個不同加標濃度下的平均回收率為82.8%～103.5%，相對標準偏差(RSD，n=6)均不高于3.7%。該方法靈敏、準確、可靠，能較好地分離薄荷腦等9種凉味劑，具有分析時間短、抗干擾性好、定量準確等優點，可為含薄荷(清涼)口味食品的質量控制及未知凉味劑含量樣品的分析提供科學數據。

氣相色譜-質譜聯用法(GC-MS)；凉味劑；日用品；食品

涼味劑是能產生清涼效果且藥性不強的化學物質的總稱，是一類具有優雅的涼香、薄荷香、醚香、辛香和桉葉樣香氣及獨特的清新涼味，是對人體有良好藥效和生理作用的化學物質，現作為添加劑已廣泛應用于食品、日化、煙草和醫藥等領域，是一類十分重要的添加劑[1-3]。

薄荷醇是最傳統的涼味劑，雖具有非常明顯的薄荷味道，但該物質帶苦味及刺激性氣味，揮發性強而作用短暫，用量低時清涼效果不明顯，以及幾乎不溶于水且對眼睛有較強的刺激性，從而限制了其在很多產品中的使用[4]。為解決上述難題，吳奇林等[5]以薄荷醇作母體，對其結構進行改造，合成出多種不同類型的新型凉味劑，按其結構可分為薄荷氧基系列[6]、縮羰基類系列、WS(酰胺類)系列[7]、其他涼味劑。 由于各種凉味劑均存在一定的缺點，使得人們在產品的研發中加入多種凉味劑，以獲得涼感持續時間長、感覺較為均勻的加香產品。凉味劑作為食品添加劑，直接影響入口，對口腔的味覺存在一定的影響。

目前國內主要采用氣相色譜和氣相色譜-質譜聯用對含有薄荷香味的樣品中薄荷腦、薄荷酮和乙酸薄荷酯3種凉味劑含量進行測定[8-13]，而多種新型凉味劑的測定尚無文獻報道，我國也無正式的國家標準對食品中的凉味劑進行檢測和對其用量進行限制。故建立合適方法測定食品中的多種凉味劑已成為目前凉味劑研究最迫切的問題。在現有分析方法中，氣相色譜-質譜聯用法在香精香料組成及成分分析中應用最為廣泛[14-19]。本文采用GC-MS建立了日用品和食品中9種凉味劑含量的測定方法，從而為建立日用品和食品中凉味劑測定的標準方法提供了參考，也為企業添加凉味劑提供了依據。

1　實驗部分

1.1儀器與試劑

Agilent 7890B/5977A氣相色譜-質譜聯用儀(美國安捷倫公司)；Sartorius電子天平(BSA224S，廣州市深華實驗儀器設備有限公司)；XW-80A微型渦旋混合儀(上海瀘西分析儀器有限公司)；TDZ5-WS離心機(湖南賽特湘儀)；超聲波發生儀(昆山市超聲波清洗機有限公司)。

薄荷腦(純度≥99%，中國食品藥品檢定研究所)；薄荷酰胺(WS-3)(純度≥98%，阿拉丁試劑有限公司)；N,2,3-三甲基-2-異丙基丁酰胺(WS-23)、乙酸(N-乙基-對薄荷基-3-羧酰胺)乙酯(WS-5)(純度≥98%，北京百靈威科技有限公司)；異胡薄荷醇、乳酸薄荷酯、薄荷氧基-1,2丙二醇、薄荷酮甘油縮酮(純度≥98%，上海安譜實驗科技股份有限公司)；乙酸薄荷酯(純度≥99%，上海安譜實驗科技股份有限公司)；甲醇、乙醇、乙腈、正己烷(分析純，廣州化學試劑廠)；實驗用水為二次蒸餾水。

1.2供試品溶液的制備

固體樣品(口香糖、薄荷糖)：稱取0.2～0.5 g樣品碾碎后置于30 mL帶塞三角瓶中，分兩次用20 mL乙醇在40 ℃水浴中超聲30 min，合并兩次萃取液，氮吹濃縮至10～25 mL，離心后過0.45 μm尼龍微孔濾膜，待測。

膏狀樣品(牙膏、洗發水)：稱取0.2～0.5 g樣品置于30 mL帶塞三角瓶中，加1 mL水將樣品分散后，分兩次用20 mL乙醇在40 ℃水浴中超聲30 min，合并兩次萃取液，氮吹濃縮至10～25 mL，離心后過0.45 μm尼龍微孔濾膜，待測。

液體樣品(漱口水、雪碧)：稱取0.1～0.2 g樣品，用乙醇定容至10～25 mL后，過0.45 μm尼龍微孔濾膜，待測。

1.3色譜條件

色譜條件：色譜柱：DB-1701MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；進樣口溫度：260 ℃，傳輸線溫度：280 ℃，柱溫：初始80 ℃維持2 min，以15 ℃/min升至200 ℃，再以20 ℃/min升至260 ℃，保持10 min；不分流進樣，進樣量1 μL；載氣為氦氣，柱流量：1.0 mL/min。

質譜條件：離子源(EI)溫度：230 ℃；四極桿溫度：150 ℃；溶劑延遲4 min；掃描方式：SIM(選擇離子見表1)。

2　結果與討論

2.1前處理條件的考察

由于薄荷味食品和日用品中含有多種凉味劑，而且含量范圍較廣(目前實測樣品中含量為0.001%～3.0%)，因此高效、簡便的樣品提取方法對于準確測定尤為關鍵。

2.1.1萃取溶劑的考察采用乙醇、乙腈、二氯甲烷作萃取溶劑，對固體、膏體、液體樣品(加標濃度為1 000 μg/g)進行回收率實驗，結果顯示，乙腈的萃取效率最高(86.5%～105.3%)，乙醇次之(82.8%～103.5%)，二氯甲烷最低(68.5%～83.4%)。但由于乙腈的溶解能力較強，特別是在膏體樣品中有較多干擾峰，綜合考慮，選用乙醇作為萃取劑。

2.1.2萃取方式的考察以乙醇為萃取劑，分別采用直接萃取、浸泡過夜萃取、超聲萃取3種方式對固體、膏體、液體樣品進行萃取，重點對薄荷腦含量進行對比。結果表明，對于液體樣品，此3種方式的萃取結果無明顯差異；而對于固體、膏體樣品，采用浸泡過夜萃取、超聲萃取兩種方式得到的薄荷腦含量較高，但由于浸泡過夜耗時較長，不利于日常測試，因此實驗最終選用超聲萃取。

2.1.3萃取時間的優化以乙醇為萃取劑，分別考察了其對含涼味劑的固體、膏體樣品超聲萃取不同時間(5，10，20，30，40，60 min)時的萃取效果，并重點對薄荷腦含量進行對比。結果表明，萃取時間超過30 min后，薄荷腦的含量變化不大，因此選擇超聲萃取時間為30 min。

2.2色譜條件的優化

考察了DB-1701MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，DB-225MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)和HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)色譜柱對9種凉味劑分離的影響。在“1.3”條件下分別對9種凉味劑的標準品、薄荷味樣品和無薄荷味樣品進行測定，結果表明DB-1701MS柱的分離效果最佳，此時9種凉味劑的峰形對稱，且分析時間短，各涼味劑之間分離度均大于1.5(見圖1)。

2.3線性范圍、檢出限與定量下限

配制0.25，2.50，10.0，50.0，100，250 μg/mL 6個濃度水平的混合標準工作溶液，在選定的色譜條件和質譜參數下上機測定。以目標物定量離子的峰面積(Y)為縱坐標，相應質量濃度(X，μg/mL) 為橫坐標繪制工作曲線。結果顯示，各化合物在0.25～250 μg/mL濃度范圍內呈良好的線性關系，相關系數(r2)為0.996 3～0.999 6(表1)。采用標準添加法進行測定，以定量離子信噪比S/N≥3確定樣品的檢出限(LOD)，S/N≥10確定定量下限(LOQ)，得到9種涼味劑的LOD為0.007 5～0.26 μg/g，LOQ 為0.025～0.87 μg/g。經全掃描模式實驗后，選擇各峰相對豐度較大、無流失干擾的4個特征離子進行含量測定，除薄荷氧基-1,2丙二醇外，其余8種凉味劑的檢出限均小于0.1 μg/g，這可能是由于薄荷氧基-1,2丙二醇的離子化效率低，相對響應值較其他凉味劑低，故其檢出限明顯高于其他凉味劑。

表1　9種化合物的特征離子、相關系數、線性范圍、檢出限及定量下限Table 1　Characteristic ions,correlation coefficients,linear ranges,LODs and LOQs of 9 cooling agents

*quantitative ion

2.4回收率與精密度

向空白薄荷糖、牙膏、漱口水樣品中添加0.050,1.000,12.50 mL濃度為1 000 μg/mL的混合標準溶液,優化條件下進行回收率實驗，每個加標水平做3個平行，結果見表2。各化合物的平均回收率為82.8%～103.5%，相對標準偏差(RSD)為0.7%～3.7%。

2.5實際樣品的檢測

采用建立的方法分析口香糖、薄荷口香糖、薄荷糖 、牙膏、漱口水、雪碧、洗發水7種樣品中9種涼味劑的含量，每個樣品重復測定3次，測得結果見表3。結果表明，清涼樣品中均含有3～4種凉味劑，其中普遍含有薄荷腦，另外主要添加凉味劑有乙酸薄荷酯和WS系列的N,2,3-三甲基-2-異丙基丁酰胺和乙酸(N-乙基-對薄荷基-3-羧酰胺)乙酯，異胡薄荷醇和薄荷酮甘油縮酮均未作涼味劑使用到食品中。

表3不同樣品的測定結果

Table 3Detected results of different samples

w/(μg·g-1)

ND：no detected

3　結　論

本文通過優化樣品預處理及色譜-質譜測定條件，建立了日用品和食品中9種新型凉味劑的GC-MS聯用測定方法。實際樣品檢測結果表明，清涼樣品中均加有3～4種凉味劑，其中普遍添加薄荷腦，另外主要添加的凉味劑有乙酸薄荷酯以及WS系列的WS-5和WS-23。該方法樣品前處理簡便快速、靈敏可靠、成本低，方法各項技術指標均能滿足日用品和食品中凉味劑的分析要求，適用于樣品中凉味劑的定性和定量分析。

[1]Watson H R,Hems R,D.Rowsell D G,Spring D J.J.Soc.Cosmet.Chem.,1978,29:185-200.

[2]Watson H R,Rowsell D G，Spring D J.U.S.Patent,4150052.1979.

[3]Furrer S M,Slack J P,McCluskey S T,Ungureanu I M,Daniher A T,Blancher G,Bell K,Krawec P,Cole L,Gray K.Chem.Percept.,2008,1(2):119-126.

[4]Shen E R,Wang W,Zhu C Y.ToothpasteIndustry(沈萼芮,王薇,朱傳勇.牙膏工業),2009,19(1):53-55.

[5]Wu Q L,Li Y Q,Xiao Y J.FlavourFragranceCosmetics(吳奇林，李慶廷，肖友檢.香料香精化妝品),2008,(6):33-39.

[6]Shimizu T,Kobayashi R,Ohmori H,Nakata T.Synlett,1995,(6):650-652.

[7]Chen L,Yan R A.Mod.FoodSci.Technol.(陳磊,晏日安.現代食品科技),2006,22(4):269-270.[8]Jiang Z H,Gao X B,Wang Y M.J.Chin.Med.Mater.(江周虹,高向波,王玉梅.中藥材),2009,32(6):906-908.

[9]Chen Z M.Chin.J.Pharm.Anal.(陳在敏.藥物分析雜志),2011,31(10):1957-1960.

[10]Cheng A P,Shen C Y,Zhang Z H.NorthwestPharm.J.(程愛平,沈春燕,章展煌.西北藥學雜志),2010,25(1):11-13.

[11]Chen S.StraitPharm.J.(陳碩.海峽藥學),2012,24(12):41-43.

[12]Wang C G,Wang C L,Liu H,Yan H,Li G L.Chin.Tradit.HerbalDrug(王成港,王春龍,劉衡,閻卉,李桂龍.中草藥),2004,35(11):1252-1253.

[13]You F M,Wang Z,Ren X Y,Wu L,Ke Z H.FeedInd.(游飛明,王征,任小英,吳凌,柯振華.飼料工業),2014,35(23):58-61.

[14]Zheng J,Liu A J,He L R,Wang Y,Zhao Y.Mod.FoodSci.Technol.(鄭捷,劉安軍,何立蓉,王瑩,趙瑩.現代食品科技),2010,26(3):306-310.

[15]Jiang C Q,Yang H M,Wang L,Wang L,Geng Y Q.J.Instrum.Anal.(蔣次清,楊洪明,王璐,王嵐,耿永勤.分析測試學報),2007,26(9):300-303.

[16]Jiang C Q,Geng Y Q,Wang L,Wang L,Li Z.J.Instrum.Anal.(蔣次清,耿永勤,王璐,王嵐,李忠.分析測試學報),2008,27(11):88-90.

[17]Zeng S T,Ji D W,Liu H.FlavourFragranceCosmetics(曾詩濤,季大偉,劉華.香料香精化妝品)，2015,(4):77-82.[18]Lu B L,Huang S J,Zhu J.Horticulture&Seed(陸冰琳,黃世杰,朱靜.園藝與種苗),2015,(8):78-79.

[19]Zhong R M,Zeng Q X,Zhang Z M,Wang Y M,Peng H G.J.Instrum.Anal.(鐘瑞敏,曾慶孝,張振明,王羽梅,彭華貴.分析測試學報),2006,25(5):16-20.

Determination of Nine Kinds of Cooling Agents in Daily Necessities and Foods by Gas Chromatography-Mass Spectrometry

LIN Chen,WANG Li-ping*,WU Ling-tao,CAI Da-chuan,ZHANG Fang-yuan,LIN Ze-peng,FANG Li,LI Xue-ying,ZHANG Zhi-jun

(Guangdong Provincial Public Laboratory of Analysis and Testing Technology,China National Analytical Center (Guangzhou),Guangzhou510070,China)

A capillary GC-MS method was established for the determination of nine kinds of new cooling agents in mint flavor foods and daily necessities.The samples were ultrasonically extracted with ethanol,and separated on a DB-1701MS column(30 m×0.25 mm×0.25 μm),then the extract was detected by MS under SIM mode.Those new cooling agents have good resolution and linear relationships within the concentration range of 0.25-250 μg/mL under the optimum conditions.The detection limits for most of cooling agents were less than 0.1 μg/g,except menthoxypropanediol(0.26 μg/g).The spiked recoveries were in the range of 82.8%-103.5% with relative standard deviations(RSDs,n=6) not more than 3.7%.The method has the advantages of short peak retention,high sensitivity,accurancy,reliability,good reproducibility and selectivity,and could provide some scientific data for the quality control of mint flavor food and the analysis of cooling agent composition in unknown sample.

gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS);cooling agent;daily necessities;food

2015-12-24；

2016-05-10

廣東省專業鎮中小微企業服務平臺建設項目(2013B091604003)；廣東省水產專業鎮產品安全與質量控制創新發展聯盟建設(2015B090906023)；動物源性食品安全監測技術研究和公共服務平臺(粵科規財字【2014】208號)

王李平，碩士，助理研究員，研究方向：食品及藥品的安全質量，Tel：020-87603497，E-mail：wangjiang0916@126.com

10.3969/j.issn.1004-4957.2016.08.014

O657.63；TQ233.33

A

1004-4957(2016)08-1010-05