毛細管柱氣相色譜測定食品中甜蜜素的研究進展

侯芳菲，曹佳，房靜

（天津生物工程職業技術學院，天津300462）

甜蜜素，化學名稱為環己基氨基磺酸鈉，是食品生產中常用的添加劑。我國是甜蜜素最大的生產國和出口國，產能主要分布在長三角、珠三角地區。甜蜜素是一種常用的非營養型甜味劑，其甜度是蔗糖的30～40 倍，而價格僅為蔗糖的三分之一，而且用量稍多時不會有苦味[1]，因而是國際通用的食品添加劑，可用于清涼飲料、果汁、冰激凌、糕點食品及蜜餞中，還可用于家庭調味、烹飪、醬菜品、化妝品、糖漿、糖衣、甜錠、牙膏、漱口水、唇膏等。但是經常食用甜蜜素含量超標的飲料或其他食品，會對人體的肝臟和神經系統造成危害，特別是對代謝排毒能力較弱的老人、孕婦和小孩危害更明顯。

GB 5009.97-2016《食品中環己基氨基磺酸鈉的測定》食品安全國家標準規定了食品中環己基氨基磺酸鈉（甜蜜素）的三種測定方法為氣相色譜法、液相色譜法和液相色譜-質譜/質譜法[2]。該標準中液相色譜法適用于飲料類、蜜餞涼果、果丹類、話化類、帶殼及脫殼熟制堅果與籽類、配制酒、水果罐頭、果醬、糕點、面包、餅干、冷凍飲品、果凍、復合調味料、腌漬的蔬菜、腐乳食品中甜蜜素的測定；液相色譜-質譜/質譜法用于白酒、葡萄酒、黃酒、料酒中甜蜜素的測定；氣相色譜法是以氣體（N2、He、Ar、H2）為流動相的柱色譜分離技術。氣相色譜法分離分析物質顯示出分離效能高、分析速度快、靈敏度高和應用范圍廣等特點，所以近年來得到了廣泛使用。目前，毛細管色譜柱以其柱效高、分離度好等優勢，在食品檢測行業中的應用已經非常廣泛。李偉等[3]研究發現，毛細管柱色譜法代替填充柱能得到更好分析效果。

1 毛細管柱氣相色譜的優點

毛細管柱氣相色譜是氣相色譜的一種，該方法空心柱阻力小，將固定液直接涂在管壁上，總的柱內壁面積較大，涂層可很薄，則組分在氣相和液相相間的傳質阻力降低，這些因素使得毛細管柱的柱效比填充柱有了很大的提高[4]。分離效率比填充柱高10～100 倍，毛細管色譜柱柱效高達3 000～4 000 塊/m 理論塔板，一般采用程序升溫，分析速度快，色譜峰窄，峰形對稱，在色譜分析中的應用越來越廣泛[5]。

2 不同食品中甜蜜素的測定

2.1 酒中甜蜜素的測定

國標中規定，除配制酒外，飲料酒（如白酒、果酒、黃酒等）中甜蜜素不得檢出。由于白酒生產原料和生產工藝的復雜性和多樣性，白酒中環己醇及環己基的類似物質與亞硝酸鈉反應，生成環己醇亞硝酸酯，而被誤認為是環己基氨基磺酸鈉與亞硝酸鈉的反應，如果在儀器設備種類有限，只能用氣相色譜進行檢測的情況下，可能造成酒中含有甜蜜素的假象，從而造成誤判。陳玉波等[6]利用氣相色譜毛細管柱內標法測定白酒中甜蜜素含量，對樣品前處理技術進行了改良，通過加熱使白酒中的環己醇完全揮發，不會造成甜蜜素測定的假陽性結果，是一種非常可行的分析方法。張秋香[7]建立了氣相色譜-質譜聯用測定白酒中甜蜜素的方法，在酸性條件下，采用次氯酸鈉將甜蜜素轉化成含環己基氨基的N,N-二氯環己胺，再用正己烷萃取后采用氣質聯用法測定，從而消除測定結果出現假陽性的可能。丁立平[8]建立了快速測定酒類中甜蜜素的氣相色譜-質譜聯用方法，檢測限0.010 mg/ L，相對標準偏差范圍在4.52%～7.51%之間。馬艷等[9]依據甜蜜素的物理、化學性質，采用在硫酸介質中環己基氨基磺酸鈉與亞硝酸反應，生成環己醇亞硝酸酯，利用毛細管柱氣相色譜氫火焰離子化檢測器進行分離分析，保留時間定性，外標法定量測定了葡萄酒和白酒中的甜蜜素含量。段建發等[10]利用氣相色譜-質譜法測定甜蜜素含量，方法可操作性強，靈敏度高。顧建華等[11]利用毛細管氣相色譜法測定黃酒中甜蜜素含量，甜蜜素含量在0～5.0 g/L 范圍內線性關系良好。鄭鋮等[12]利用毛細管氣相色譜法測定黃酒中甜蜜素含量，測定的線性范圍為0.1～2.0 mg/mL。

2.2 飲品中甜蜜素的測定

飲品中經常被檢測出來添加甜蜜素。崔忠寶等[13]測定了210 份飲品樣品，發現174 份中含有甜蜜素，其中清涼飲料、酸奶中甜蜜素含量較高。李小杏等[14]利用氣相色譜法測定飲料中的甜蜜素含量，方法簡單方便，重現性好。林國斌等[15]建立了用毛細管柱作為分離柱測定冰棒、雪糕及冰淇淋中環己基氨基磺酸鈉的方法。在炎熱的夏天，冰浴中的冰塊易融化，實驗溫度難以控制，使結果重現性較差，且試管在水中容易倒下，采用本文方法可較好地克服以上缺點。改進后采用不同濃度的標準系列繪制標準曲線，使試樣的測定結果更加準確。梅文泉等[16]建立了用弱極性石英毛細管（HP-5）毛細管柱氣相色譜測定飲料中甜蜜素含量的方法，固體樣品中的甜蜜素經勻漿提取，飲料樣品經稀釋后，在優化的色譜條件下，氫火焰離子化檢測器測定。色譜圖中甜蜜素檢出限飲料樣品2 mg/L，固體樣品20 mg/kg。

張均媚等[17]建立了乳飲料中甜蜜素測定的毛細管氣相色譜法，方法回收率在95.5%～104.6%之間，能滿足微量分析的需要。

2.3 高蛋白食品中甜蜜素的測定

實際檢測過程中，在測定基體復雜的高蛋白樣品時，由于高糖、高脂、高蛋白的影響，酯化過程中易發生乳化現象，操作困難，回收率偏低，分離效果差，雜質干擾大。秦德萍等[18]在國標的基礎上，試樣經超聲提取、沉淀劑去蛋白質和脂肪，離心定容后過濾，取其濾液進行衍生化反應，使用化學沉淀劑去除大部分基質，優化了儀器分析條件，在正己烷萃取衍生產物后的20 h 內以毛細管氣相色譜檢測甜蜜素的含量，建立了檢測高蛋白食品中甜蜜素的毛細管氣相色譜分析方法。孔祥建等[19]建立了應用Carrez試劑沉淀蛋白，毛細管柱分離檢測乳制品中甜蜜素的方法。經驗證，方法檢出限為5.16 μg，定量下限為15.48 μg，在0.0～1.0 μg 濃度范圍內線性關系良好，相關系數為0.999 9，回收率在94.2%～103.6%之間。該方法樣品處理簡單，方法精密度高，準確性好，適合乳制品的定量分析檢測。宋家玉等[20]選擇弱極性的DB-5 型毛細管色譜柱（0.53 mm×30 m，1.0 μm）作為分離柱，使用氫火焰離子化檢測器檢測，樣品按照類別，分別用水或石油醚提取去脂后，再用水超聲提取，離心分離并過濾后，取其濾液進行色譜分析，解決了高脂、高蛋白樣品易乳化、雜質干擾等問題。張霞等[21]利用毛細管氣相色譜法測定奶油類冰淇淋樣品中的甜蜜素，利用亞鐵氰化鉀及乙酸鋅沉降蛋白，消除了乳化現象，利用HP-5（30 m×0.32 mm×0.25 m）毛細管色譜柱程序升溫檢測，測定結果得到，樣品加標回收率為90.5%～103.8%，適用于含奶油類冰淇淋等樣品的測定。

2.4 其它食品中甜蜜素的測定

顧建華等[22]采用超聲提取、沉淀去蛋白和脂肪、凈化等手段對樣品進行前處理，建立了高靈敏度并且能快速、簡便的測定高脂固體食品中甜蜜素含量的檢測方法。陳靜文等[23]利用毛細管柱氣相色譜法分析炒貨、醬菜、蜜餞和酒類四類食品中的甜蜜素含量，使用HP-5 毛細管色譜柱，改進方法，固體樣品采用超聲提取，節省了時間。胡曉琴[24]對比了兩種毛細管色譜柱測定某品牌冰糖雪梨中甜蜜素的分離度、線性范圍、回收率和精密度，結果表明兩種毛細管色譜柱測定結果的一致性較好，且準確度和精密度均符合要求，但在測定基質較復雜的產品時分離度有所區別。陳國亮等[25]利用超聲萃取毛細管氣相色譜法快速測定食品中甜蜜素，取得了滿意的效果。

章沙沙[26]建立了毛細管柱氣相色譜法測定食品中甜蜜素的方法，食品中甜蜜素經超聲提取，衍生化后，使用正己烷提取，離心，取上清液進行氣相色譜法測定，采用毛細管柱程序升溫分離，氫火焰離子化檢測器檢測，保留時間定性，外標法定量，提高了靈敏度及分辨率，檢驗結果更加準確可靠。黨富民等[27]對食品中甜蜜素測定方法進行了改進及優化，使用毛細管柱，優化了升溫條件，得到了尖銳的甜蜜素峰形，色譜峰與溶劑峰和雜質峰的分離效果更好；3 個濃度梯度（0.02、0.20、1.00 g/kg）的平均回收率在85%～106%，相對標準偏差在2.6%～8.9%。結果表明改進后的食品中甜蜜素的測定方法，標準曲線的線性更好，方法準確度和精確度更高，定量也更準確。周丹等[28]建立了毛細管柱氣相色譜法測定食品中的甜蜜素的方法，使用Rxi-5ms 毛細管色譜柱，使用氫火焰離子化檢測器（FID）檢測，在優化的色譜條件下，測定得出的甜蜜素的峰形較好，雜峰干擾小。標準曲線線性相關系數為0.999 8，方法回收率高。管華玫[29]采用采用HP-5 毛細管柱進行分離，使用氫火焰離子化檢測器進行檢測食品中的甜蜜素，方法的最低檢出限為2.5 mg/kg，重復性好，實用性強，而且由于毛細管柱分離效果好好，能很好地避免樣品中各成分的干擾，準確度高，獲得了令人滿意的結果。

綜上，毛細管柱氣相色譜在食品甜蜜素測定中得到了廣泛應用，氣相色譜法測定甜蜜素是國標中的第一法，因測定需要進行亞硝化衍生，且存在衍生物色譜圖峰面積不穩定的問題，所以改進樣品前處理的方法[30]，為食品中甜蜜素測定提供準確度高和實用性強的測定方法是未來的研究方向。