氣相色譜-火焰熱離子檢測器法測定白酒中甜蜜素的研究

王 爍，柯潤輝，安紅梅，李曉斌，尹建軍

（中國食品發酵工業研究院，國家食品質量監督檢驗中心，北京 100015）

甜蜜素是一種人工合成的非營養性水溶性的甜味劑，化學名稱為環己基氨基磺酸鈉（或環己基氨基磺酸鈣），是食品生產中常用的添加劑。由于甜蜜素風味好，價格低廉，并且不會提供能量，因此甜蜜素廣泛用于調味品、糕點、蜜餞、飲料等食品以及供糖尿病人等特殊人群使用的甜食[1]。我國食品安全標準GB 2760—2014《食品添加劑使用標準》中規定了食品添加劑的使用范圍和使用限量，但是超限量、超范圍違規使用各類食品添加劑的現象仍然屢禁不絕。

白酒是我國傳統的釀造飲品，歷史悠久，工藝獨特。優質白酒之所以具有醇甜感，是由于發酵過程中產生的多元醇、酮等甜味物質帶來的，比如丁二醇、雙乙酰等[2]。甜味適度的白酒給人以綿甜、甘醇的愉悅感，并且能遮蓋酒類發酵過程中的苦澀等雜味。為保護我國特有的傳統酒種，我國食品安全國家標準中規定發酵型白酒中禁止添加甜味劑[3]，但仍有一些生產廠家為了降低成本和改善口感向白酒中違規添加甜蜜素等甜味劑。目前，測定食品中甜蜜素常用的方法有氣相色譜法[4]、液相色譜法[5-6]、質譜法[7]、比色法[8]、薄層層析法[9]等。其中，比色法、薄層層析法和液相色譜法靈敏度較低，難以滿足痕量檢測需求。質譜法靈敏度高，但是儀器價格昂貴，使用成本高，在企業中普及難度大。目前應用較多的是氣相色譜法，甜蜜素衍生后用火焰離子化檢測器（FID）[11]或電子捕獲檢測器（ECD）[12]測定。氣相色譜法方法比較成熟，成本較低。但是由于FID檢測器為通用型檢測器，靈敏度相對較低，且在測白酒基質時易受干擾而產生假陽性結果[13]，故國標方法中特別說明GC-FID法不適用于白酒中甜蜜素的檢測[14]。而ECD檢測器雖然對電負性物質具有很高靈敏度，但也具有抗干擾能力差、易被污染的缺點。因此建立一種低成本、高靈敏度、準確可靠且適用于白酒中痕量甜蜜素檢測的方法十分必要。

FTD檢測器是選擇性檢測器，對含氮和含磷有機化合物有高靈敏度、高選擇性、重復性好和線性范圍寬的優點，其抗干擾能力好于ECD檢測器，靈敏度優于FID檢測器。本研究建立了次氯酸鈉衍生，正庚烷提取，氣相色譜-火焰熱離子檢測器（FTD）測定白酒中甜蜜素的方法，前處理過程簡單，基質干擾少，靈敏度高，能有效避免假陽性結果的出現。應用本方法對市售78個白酒樣品中甜蜜素進行了測定，并對陽性白酒樣品進行了質譜確認，實驗結果令人滿意。本方法可為白酒企業進行甜蜜素的日常監控提供簡單經濟、準確可靠的技術手段。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑和儀器

樣品：實驗所用的白酒樣品均采集于本地零售市場，共78個，涵蓋濃香型、清香型、醬香型等主流香型。

試劑：正庚烷（色譜純，美國J.T.Baker公司），次氯酸鈉（有效氯≥8.0%，西隴化工股份有限公司），硫酸（優級純，95.0%～98.0%，北京化工廠），碳酸氫鈉（含量≥99.5%，西隴化工股份有限公司），氫氧化鈉（含量≥96.0%，北京化工廠）、乙醇（≥95.0%vol，北京化工廠）、甜蜜素純度標準物質(標準純度值99.3%，中國計量科學研究院)，所用試劑未指明者均為分析純，水為蒸餾水。

儀器設備：GC-14C氣相色譜儀（日本島津公司），LCMS-8050液相色譜儀-串聯質譜儀（日本島津公司），BSC323S電子天平（賽多利斯科學儀器北京有限公司），GL-88B渦旋振蕩器（海門市其林貝爾儀器制造有限公司），SE812氮氣吹干儀（北京帥恩科技有限責任公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 標準溶液制備

準確稱取0.100 g環乙基氨基磺酸鈉標準品，置于100 mL容量瓶中，用水溶解并定容，混勻，即得濃度為1.0 g/L的標準溶液。準確吸取10 mL于100 mL容量瓶中，搖勻，即得濃度為100 mg/L的標準溶液。

1.2.2 色譜條件

色譜柱為TG-5MS石英毛細柱（30 m×0.25μm×0.25 mm，美國Thermo Scientific公司）；載氣為高純度氮（純度99.999%）；恒流模式，柱流速為1.00 mL/min；進樣口溫度250℃；無分流進樣，進樣量1 μL；FTD檢測器溫度250℃，氫氣表壓力：50 kPa，空氣表壓力40 kPa。

升溫程序：氣化室初始溫度80℃，保持2 min，以10℃/min的速率升至200℃，總運行時間為14 min。

1.2.3 測定方法

準確吸取白酒樣品10.0 mL于50 mL具塞試管中，待測。

前處理方法參考《GB 5009.97—2016食品安全國家標準食品中環已基氨基磺酸鈉的測定》中第二法（高效液相色譜法）[14]，略作調整。具體如下：將處理好的白酒樣品溶液或標準溶液中準確加入2.0 mL硫酸溶液（1∶1，v∶v），5.0 mL正庚烷和1.0 mL次氯酸鈉溶液（1∶1，v∶v），于渦旋振蕩器上渦旋1 min。靜置，吸取上層有機相于另一50 mL具塞試管中，加入25 mL碳酸氫鈉溶液（5%，W∶V），渦旋1 min。靜置，加入一定量無水Na2SO4脫水，準確取出3.0 mL，氮吹濃縮定容至0.5 mL后，吸取試樣lμL注入氣相色譜儀進行分析。

陽性樣品則用GB 5009.97—2016方法中第三法（液相色譜-串聯質譜法）進行確認[14]：準確吸取樣品2.0 mL，過0.45 μm濾膜，經液相色譜-串聯四極桿質譜儀分析測定。

2 結果討論

2.1 樣品處理條件對檢測白酒中甜蜜素含量的影響

2.1.1 p H值的影響

考慮到白酒為微酸性液體，本方法考察了樣品溶液pH值對提取效率的影響。取5份超純水溶液，加入適量甜蜜素標準溶液使其濃度為20 mg/L，然后用硫酸溶液和氫氧化鈉溶液調節其pH值為5、5.5、6、6.5、7。再經過1.2.3測定方法分析，考察pH值對回收率的影響。實驗共5組，每組實驗做3個平行樣品，取平均值，結果見圖1。

圖1表明，5組實驗的回收率均在95%～105%之間，說明微酸性樣品溶液對方法的提取效率無明顯影響。

2.1.2 酒精度的影響

由于白酒中含有大比例的乙醇，本試驗考察了不同濃度的乙醇對方法提取效率的影響。將95%vol乙醇溶液用蒸餾水配制成乙醇濃度分別為30%vol、40%vol、50%vol、60%vol的4組乙醇水溶液，模擬不同酒精度數的白酒，分別加入相同濃度的甜蜜素標準溶液，按照1.2.3方法分析測定，每組實驗做3個平行樣品，結果見圖2。

圖2 樣品溶液中乙醇濃度對提取效率的影響

圖2表明，4組實驗的回收率均在96%～102%之間，說明在30%vol～60%vol濃度范圍的乙醇對實驗提取效率無明顯影響。

2.2 方法適用性實驗

由于生產工藝的不同，我國白酒的主要香型分為5種：濃香型、清香型、醬香型、米香型和其他香型[15]。白酒的香型與其化學組成部分密切相關，不同香型的白酒中成分差別較大。為了考察不同香型白酒中的發酵產物對甜蜜素的測定的影響，本方法進行了方法適用性的研究。

取未檢出甜蜜素的濃香型、清香型、醬香型白酒樣品，分別加入相同濃度的甜蜜素標準溶液，按照1.2.3測定方法分析測定。實驗共3組，每組實驗做3個平行樣品，結果見圖3。

圖3 不同香型白酒方法適用性實驗

圖1 樣品溶液pH值對提取效率的影響

圖3表明，3組實驗的回收率均在96%～103%之間，說明白酒的香型對甜蜜素的測定無干擾，本方法可適用于各種香型白酒中甜蜜素的檢測。

2.3 穩定性實驗

將處理好的甜蜜素衍生待測液放置于4℃下冷藏保存，每隔1 h測定1次，重復測定4次，實驗結果無明顯差異，在樣品溶液處理后的24～48 h之間，不定時重復測定6次，實驗結果無明顯差異。說明本方法處理的甜蜜素衍生物性質穩定，可靠性好。

2.4 方法的線性范圍和檢出限

將濃度為100 mg/L的甜蜜素標準溶液稀釋，分別配制成含量為0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、5.0 mg/L、10.0 mg/L的標準溶液，按照1.2.3測定方法分析測定，繪制標準工作曲線。以甜蜜素的峰面積y對相應的質量濃度x繪制標準曲線，求出回歸方程：Y=11121X+4372.6，R2=0.9994。

結果表明，甜蜜素的含量在0.5～10.0 mg/L之間時與峰面積呈現良好的線性關系（見圖4）。

圖4 甜蜜素的標準曲線

圖5 甜蜜素標準溶液（A）和某陽性白酒樣品氣相色譜圖（B）

方法的最低檢出限按3倍信噪比計算，量取10 mL白酒樣品，甜蜜素添加濃度為標準曲線最低點，按照1.2.3測定方法分析測定，得到方法的最低檢出限為0.2 mg/L，能夠滿足日常監測的需要。

2.5 方法的回收率和精密度

分別在空白白酒樣品中添加從低到高3個濃度水平的甜蜜素標樣，添加濃度分別為0.5 mg/L、2.0 mg/L和5.0 mg/L，按實驗1.2.3方法測定，每個水平平行測定6次，計算回收率和精密度，所得結果見表1。

表1 方法回收率及相對標準偏差(n=6)

實驗測定的回收率在92.3%～102.6%之間，相對標準偏差在3.5%～4.3%之間，符合分析檢測試驗的要求。結果表明，本方法測定白酒中甜蜜素精密度良好，加標回收率符合要求。

3 實際樣品的檢測

利用本研究建立的分析方法對78個市售白酒樣品中的甜蜜素進行了測定，其中包括濃香型白酒20個，清香型白酒31個，醬香型白酒17個。結果發現有3個樣品檢出甜蜜素（圖5），其余的均未檢出。然后3個陽性樣品用GB 5009.97—2016中第三法LC-MS/MS分析方法對結果進行確證，均為陽性樣品（表2），兩種方法所得結果具有較好的一致性。結果表明，本方法準確可靠，可用于白酒中甜蜜素的檢測。

表2 兩種方法測定甜蜜素含量結果

4 結論

本研究建立了一種氣相色譜-火焰熱離子檢測器測定白酒中甜蜜素的方法，并應用本方法對市售78個白酒樣品中的甜蜜素進行了檢測。結果表明，本方法無假陽性干擾、操作簡便、快捷、準確度高、重現性好、方法檢出限低，能夠滿足用氣相色譜法測定白酒中甜蜜素的要求。本方法的建立彌補了國標中氣相色譜法不適用于白酒樣品的不足，為白酒中測定甜蜜素的提供了新的工具，可在白酒企業質量把關方面發揮積極作用。

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