氣相色譜法測定饅頭中甜蜜素

包 琴 成曉琴 張 強*（

1四川省輕工業研究設計院，四川成都 610000）（2國家輕工業食品質量監督檢測成都站，四川成都 610000）

氣相色譜法測定饅頭中甜蜜素

包 琴1，2*成曉琴1，2張 強1，2**（

1四川省輕工業研究設計院，四川成都 610000）（2國家輕工業食品質量監督檢測成都站，四川成都 610000）

甜蜜素，又稱濃縮糖或甜素，化學名為環己基氨基磺酸鈉，是一種常見的人工合成的非營養型甜味劑，其甜度是蔗糖的30～50倍，水溶性好，價格低廉。有研究表明，直接食用甜蜜素可導致小白鼠膀胱腫瘤的發生；甜蜜素在微生物作用下可分解為環己胺等有害物質。我國對甜蜜素的使用范圍和用量都有非常嚴格的規定，如果濫用或超標使用，會對人體造成傷害。我國明確規定甜蜜素不能用于饅頭類食品，而很多發達國家已經全面禁止在食品中使用甜蜜素，因此準確測定甜蜜素含量對保護群眾健康意義重大。試驗發現，國內現行的甜蜜素檢測方法，在測定過程中存在衍生時間長、操作復雜、準確度低等缺點，嚴重影響試驗結果的準確性與可信度。本文在大量試驗的基礎上，研究并總結出適用于饅頭中甜蜜素檢測的氣相色譜測定法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

正己烷、正庚烷、乙酸乙酯、三氯甲烷、四氯化碳、亞硝酸鈉、硫酸，均為分析純；試驗用水均為去離子水；孔徑0.45 μm濾頭，DIKMA。

1.145 g/L甜蜜素標準溶液：稱取甜蜜素標準品（純度大于99%，購于Dr.Ehrenstorfer GmbH）0.114 5 g，用水溶解后轉移到100 mL容量瓶中，定容至刻度，于1℃～4℃冰箱保存，有效期1個月。

1.2 儀器與設備

7820A氣相色譜儀，美國Aglient，配FID檢測器；LT602C電子天平，常市天量儀器有限責任公司；數控超聲波清洗器，L265×W162×H210，深圳市潔康洗凈電器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 甜蜜素的提取及衍生化反應

準確稱取5.00 g已粉粹的試樣于50 mL比色管中，加35 mL左右水，振搖1 min，超聲提取。置于冰浴，準確加入5 mL 正庚烷，加入50 g/L亞硝酸鈉溶液5 mL，100 g/L硫酸溶液5 mL，蓋緊瓶蓋，搖勻，在冰浴中放置30 min，其間振搖3次。靜置分層后取上層清液供氣相色譜測定。

1.3.2 氣相色譜的條件

氣相毛細管色譜柱：HP-5（0.32 mm×30 m，0.25 μm）；色譜柱程序升溫步驟：初始溫度為80℃，保持1 min，5℃/min升溫至100℃，保持3 min；FID檢測器溫度：230℃；進樣口溫度：200℃。

1.3.3 標準曲線的繪制

準確移取1.145 g/L甜蜜素標準使用溶液0.5mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、5.0 mL于50 mL比色管中，加水至25 mL刻度，配制成衍生后質量濃度分別為0.114 5 mg/mL、0.229 0 mg/mL、0.458 0 mg/mL、0.687 0 mg/mL、1.145 0 mg/mL的溶液。標準曲線衍生化同樣品溶液。

2 結果與分析

2.1 色譜柱的選擇

考察非極性HP-5毛細管柱（0.32 mm×30 m，0.25 μm）和強極性毛細管柱DB-WAXter毛細管柱（0.25 mm×30 m，0.25 μm）對甜蜜素衍生產物的測定，其結果見圖1、圖2。

圖1 HP-5色譜圖

圖2 DB-WAXter色譜圖

由圖1、圖2可知，HP-5和DB-WAXter 2種色譜柱在相同色譜條件下均能對甜蜜素衍生后的產物有良好的分離效果和響應值。HP-5柱對甜蜜素衍生主產物環己醇亞硝酸酯的保留時間為4.480 min，副產物環己醇的保留時間4.683 min，峰面積之和為1 654 983。DB-WAXter對甜蜜素衍生主產物環己醇亞硝酸酯的保留時間為4.840 min，副產物環己醇的保留時間6.417 min，峰面積之和為622 918。HP-5柱相對于DB-WAXter柱目標物的出峰時間較早，且主副產物出峰時間接近，峰型較好，響應值高，因此選擇HP-5色譜柱。

2.2 萃取劑的選擇

考察四氯化碳、三氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、正庚烷5種萃取劑對甜蜜素標準儲備液（1.145 g/L）提取的影響，結果見下頁圖3。由圖3可知，乙酸乙酯萃取效果最好，但萃取時間最長，不容易與水相分層；四氯化碳與三氯甲烷萃取效果較好，與甜蜜素分離度高，但它們與水混溶后，有機相置于下層，不利于提??；正庚烷揮發性低，化學性質與正己烷類似，毒性沒有正己烷強，且提取效果好，與甜蜜素分離度高，因此選用正庚烷為甜蜜素的萃取劑。

圖3 不同萃取劑對甜蜜素提取效果

2.3 衍生條件優化

2.3.1 超聲萃取對甜蜜素提取的影響

甜蜜素易溶于水，采用人工振蕩輔助水提的效率低、測定結果精密度差，因此本文選用具有安全、高效、快速等特點的超聲波輔助萃取?？疾斐晻r間對甜蜜素提取的影響，分別超聲5 min、10 min、20 min、30 min，對比甜蜜素的峰面積，結果見表1。

表1 不同超聲時間對甜蜜素提取的影響

由表1可知，樣品超聲3 min前萃取量明顯增加，但超過3 min后其檢測結果趨于穩定。因此，為了保證饅頭中甜蜜素含量的測定，每個樣品在衍生反應之前萃取5 min。

2.3.2 硫酸濃度對甜蜜素提取的影響

在衍生過程中加入5 mL 50 g/L硝酸鈉，分別加入5 mL 100 g/L硫酸和5 mL 200 g/L硫酸，以考察不同濃度硫酸對衍生的影響。不同濃度硫酸對甜蜜素標準品進行衍生反應，其結果見圖4。

圖4 硫酸濃度對衍生反應的影響

由圖4可知，硫酸濃度對該衍生反應影響不大，考慮試劑用量和檢測成本，本方法在冰浴條件下依次加入5 mL 50 g/L硝酸鈉，5 mL 100 g/L硫酸。2.3.3 反應時間對甜蜜素提取的影響

考察不同靜置時間30 min、60 min、120 min、240 min、過夜對甜蜜素衍生結果的影響，見表2。

表2 峰面積對比

由表2可知，主產物會隨著時間和反應條件變化逐漸轉變為副產物，但主副產物的峰面積之和保持不變。這是因為甜蜜素衍生產物有2個，分別是環己醇亞硝酸酯（主產物）和環己醇（副產物）。該反應是動態過程，中間產物環己醇、環己醇亞硝酸酯可互相轉換，不同的反應條件，這2個產物的含量也不同，并且在放置過程中環己醇和環己醇亞硝酸酯的平衡會移動（見圖5、圖6），這與相關文獻［1］、［3］、［4］研究結果一致。其轉化方程式如下：

圖5 放置30 min的色譜圖

圖6 放置過夜的色譜圖

C6H12NSO3Na(甜蜜素 環己基氨基磺酸鈉)+ NaNO2(亞硝酸鈉)→C6H12O(環己醇)（酸性條件下）C6H12O(環己醇)+NaNO2(亞硝酸鈉)=環己醇亞硝酸酯

由表2、圖5、圖6可以看出，峰面積之和隨著時間的推移幾乎沒有變化，維持在一個穩定值，但主產物峰面積變小，副產物峰面積變大，實際反應中環己基氨基磺酸鈉生成環己醇后，在硫酸介質下與亞硝酸鈉作用生成環己醇亞硝酸酯，此反應是個可逆反應，環己醇和環己醇亞硝酸酯處于動態平衡的過程，隨著時間的推移，主產物環己醇亞硝酸酯可逐步轉化成副產物環己醇。因此定量時選用主副產物之和，試驗結果不受時間、溫度等其他因素的影響，使其結果更接近真實值。

3 方法評價

3.1 標準曲線與檢出限

按試驗方法對甜蜜素標準溶液系列進行測定，甜蜜素的質量濃度在0.114 5 g/L～1.145 g/L范圍內與峰面積呈線性關系，線性回歸方程：Y=2×106X+186 30，相關系數R2=0.999 7，標準曲線見圖7。以3倍信噪比計算方法檢出限，10倍信噪比計算方法定量限。固體稱樣量為5 g時，方法檢出限（3S/N）為0.001 55 g/kg，方法定量限（10S/N）為0.005 12 g/kg。

圖7 甜蜜素氣相分析標準曲線

3.2 方法準確度與精密度

在饅頭樣品中分別加入高、中、低3個水平的甜蜜素進行回收率試驗，結果見表3。

表3 回收率試驗結果（n=7）

由表3可知，樣品回收率為90.8%～111%，相對標準偏差為2.4%～10.9%，滿足饅頭分析檢測要求。

4 結論

對饅頭中甜蜜素的前處理及檢測條件進行了探討與改進。樣品經超聲輔助正庚烷萃取，加入5 mL 50 g/L硝酸鈉和5 mL 100 g/L硫酸衍生反應后經氣相色譜（FID），HP-5色譜柱測定。該方法檢出限、精密度、準確度均能滿足國家要求。改進后的方法操作簡單，易控制，試驗毒性低，適用于饅頭中甜蜜素的測定。

［1］秦德萍，毛慶，韓燕，等.毛細管氣相色譜法檢測高蛋白食品中的甜蜜素［J］.中國食品添加劑，2016（5）：147-151.

［2］蘇揚，張聰.甜蜜素及檢測方法［J］.江蘇調味副食品，2011，28（1）：11-13.

［3］洪萍，祝福春，韓見龍，等.GC/GC-MS檢測食品中甜蜜素的研究進展［J］.中國衛生檢驗雜志，2009，19（12）：3 012-3 015.

［4］ISIDRE CASALS，MARIA REIXACH，et al.Quantification of cyclamate and cyclohexylamine in urine samples using high-performance liquid chromatography with trinitrobenzenesulfonic acid pre-column derivatization［J］.Journal of Chromatography A，1996，750（1-2）：397-402.

［5］國家衛生和計劃生育委員會.GB 2760—2014食品安全國家標準 食品添加劑使用標準［S］.北京：中國標準出版社，2014.

［6］張斌，許莉勇.超聲萃取技術研究與應用進展［J］.浙江工業大學學報，2008，36（5）：558-561.

［7］馬建華，趙笑虹.食品中甜蜜素含量測定［J］.現代食品科技，2005，21（1）：122-125.

［8］余濤，葉堅.氣相色譜測定甜蜜素改良方法的研究［J］.中國衛生檢驗雜志，2006，16（12）：1 453-1 487.

［9］中國國家標準化管理委員會.GB/T 5009.97—2003食品中環己基氨基磺酸鈉（甜蜜素）的測定［S］.北京：中國標準出版社，2003：689-693.

［10］宋家玉，焦艷妮，李洪寬，等.毛細管柱氣相色譜法測定食品中甜蜜素［J］.理化檢驗（化學分冊），2014，50（3）：361-364.

Determination of sodium cyclamate in steamed bread by GC

BAO Qin1，2*CHENG Xiaoqin1，2ZHANG Qiang1，2**1（Sichuan institute of light industry，Sichuan Chengdu 610000，China）
2（National light industry food quality supervision and testing station of Chengdu，Sichuan Chengdu 610000，China）

建立了毛細管柱氣相色譜法測定饅頭類食品中甜蜜素的方法。采用超聲輔助正庚烷萃取饅頭中甜蜜素，樣品經過衍生化處理（控制反應條件），選擇HP-5毛細管柱作為色譜柱，采用FID氫火焰離子化檢測器檢測。結果表明，甜蜜素質量濃度在0.114 5 mg/mL～1.145 mg/mL范圍內與峰面積呈線性關系，相關系數0.999 7；當取樣量5 g時，方法的檢出限為0.001 55g/kg，定量限為0.005 12 g/kg；樣品回收率在90.8% ～111%之間，相對標準偏差為2.4%～10.9%。該方法檢測結果準備可靠，重復性好，檢出限低，適用于饅頭類食品中甜蜜素的檢測。

甜蜜素；氣相色譜法；饅頭

GC for determination of sodium cyclamate in steamed bread is established.After ultrasonic extraction,the sample was treated with heptane,then the extracted was used for derivative reaction(controlled thn conditions),Polar HP-5 capillary chromatographic column was chosen as the separation column,and FID was adopted for determination. The results showed that linear relationship was kept in the range of 0.114 5 mg/mL～1.145 mg/mL between values of peak and mass concentration of sodium cyclamate,and the correlation coefficient was 0.999 7.When testing a sample of 5 grams,the detection limit was 0.001 55 g/kg,the limit of quantification was 0.005 12 g/kg.The values of recovery and RSD's were in the ranges of 90.8%～111%and 2.4%～10.9%respectively.The method is reliable,accurate and repeatable,thus it is suitable tu test the content of cyclamate in steamed bread.

gas chromatography；steamed bread；sodium cyclamate

TS211.7

A

1673-6044（2017）02-0050-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2017.02.014

*包琴，女，1987年出生，2012年畢業于西華大學食品科學專業。

**張強，通訊作者，E-mail：641101540@qq.com.

2017-03-21