超高效液相色譜串聯靜電場軌道阱質譜快速檢測白酒中10種甜味劑

朱 明，李 巧，余 磊，戴 唯

（1.貴陽海關綜合技術中心，貴州貴陽 550081；2.貴陽學院，貴州生態環境中優勢農產品殘留農藥降解關鍵技術研究重點實驗室，貴州貴陽 550005）

隨著中國白酒越來越受世界消費者的青睞，國際市場更加廣泛，因此，要求我國白酒企業的釀造工藝更加規范，衛生質量安全標準向國際化標準靠近[1]。貴州白酒文化歷史悠久，也是我國傳統白酒發源地和醬香型白酒的主要產區，白酒工業在貴州經濟中占有重要的位置。貴州白酒生產企業既有茅臺、國臺等大型企業，也有眾多小作坊，大多數小作坊廠房簡陋，設備陳舊，技術落后。隨著白酒行業不斷的發展，國內白酒行業各類安全隱患和事件凸顯，甜味劑問題等多種白酒事件頻發，這些問題在一定程度上制約了白酒行業的發展[2]。據貴州省市場監管局食品不合格情況的通告，2019—2020年貴州省食品安全監督抽檢結果涉及甜味劑的超范圍使用問題，其中白酒中不合格項目包括甜蜜素、糖精鈉、三氯蔗糖等甜味劑[3-4]。

甜味劑是賦予食品甜味的物質，是一類重要的食品添加劑，已在美國、歐盟及中國等100 多個國家和地區廣泛使用，有的品種使用歷史已超過100年[5]。甜味劑有人工和天然之分，在食品中適量添加可改善食品風味，但長期大量攝入人工甜味劑可能會導致高血糖、葡萄糖耐受不良、肥胖等代謝系統性疾病[6]。隨著食品工業的發展，復合甜味劑的使用和新型甜味劑的開發成為發展的潮流和趨勢，但這也對監管提出了新的挑戰[7]。我國GB 2760—2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》規范管理使用的甜味劑有甜菊糖苷、糖精鈉、甜蜜素、阿斯巴甜、安賽蜜、甘草、木糖醇、麥芽糖醇等十余種，可以用于面包、糕點、餅干、飲料、調味品等食品中。根據食品安全國家標準規定，白酒中不允許添加天然或人工合成甜味劑[8]。因此白酒中檢出甜味劑屬于超范圍使用，原因可能是生產企業為增加產品的某方面口感，在產品中添加甜味劑來調節，也可能是原輔料帶入的因素。

食品中甜味劑的分析方法有液相色譜法[9-16]、氣相色譜法[17-20]、拉曼光譜法[20]、離子色譜法[21-24]、液相色譜串聯質譜法[25-50]。液相色譜檢測時由于甜蜜素與三氯蔗糖的紫外吸收較弱，不適宜使用紫外檢測器，使得多種甜味劑同時檢測受到限制，氣相色譜檢測甜蜜素需要衍生化且會產生假陽性情況。上述幾種檢測方法抗干擾能力弱、靈敏度低及特異性不強。目前檢測機構多采用液相色譜串聯四極桿質譜法檢測白酒中甜味劑，但低分辨率質譜的缺點是必須采用標準參考物質做定性的依據。鑒于此，本研究針對白酒樣品的特性，建立了一種基于超高效液相色譜串聯靜電場軌道阱質譜同時檢測白酒中10 種甜味劑的快速檢測方法，該方法前處理簡單、快速，不僅可以實現甜味劑的精準定性，同時可完成準確定量，為白酒中甜味劑檢測提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

酒樣：市售某品牌白酒樣品。

甜味劑標準物質：安賽蜜（德國Dr 公司，批號：G137930）；甜蜜素（北京壇墨公司，批號：A1910277）；D(+)-甘露糖（德國Dr 公司，批號：G832837）；D-山梨糖醇（德國Dr 公司，批號：G145145）；糖精鈉（德國Dr 公司，批號：G154497）；阿斯巴甜（德國Dr 公司，批號：G132138）；阿力甜（加拿大Toronto Research Chemicals 公司，批號：A536500）；麥芽糖醇（美國TMstandard 公司，批號2221805）；紐甜（上海安譜公司，批號：44760100）；三氯蔗糖（德國Dr 公司，批號：G125127）；乙酸銨（色譜純，天津科密歐公司）；甲醇（色譜純，美國默克公司）；純水（18.2Ω，美國密理博公司）。

儀器設備：超高效液相色譜（美國賽默飛世爾公司，Ultimate-3000）和靜電場軌道阱質譜儀（美國賽默飛世爾公司，Q-Exactive）。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品前處理

準確稱取樣品1.00 g，用純水定容至10.0 mL，混勻，經0.22 μm有機濾膜過濾后測定。

1.2.2 標準溶液的配制準確稱取適量標準物質，分別用純水溶解后配制成1000 mg/L 的標準儲備液，于4 ℃冷藏保存。準確吸取各標準儲備液繪制1.0～100 ng/mL 工作曲線。

1.2.3 色譜條件

ACQUITY UPLC HSS T3（100 mm×2.1 mm，1.8 μm）；柱溫35 ℃。流動相為0.01 mol/L 乙酸銨溶液和甲醇；流速0.3 mL/min；采用梯度洗脫（見表1）；進樣量10 μL。

表1 梯度洗脫條件

1.2.4 質譜條件

可加熱點噴霧離子源（HESI），負離子檢測模式；鞘氣流速：12 L/min（即40 arb）；輔助氣流速：3.6 L/min（即12 arb）；吹掃氣流速：0 L/min；噴霧電壓：3000 V；毛細管溫度：325 ℃；輔助氣加熱溫度：350 ℃；掃描模式：一級全掃描+數據依賴的二級掃描（Full scan+ddms2），母粒子掃描分辨率：70000，最大注入時間：200 ms，掃描范圍100～500 m/z，子粒子掃描分辨率：17500，觸發閾值：1×105，最大注入時間：50 ms。

2 結果與分析

2.1 樣品前處理的選擇

在一個檢測過程中，樣品前處理通常會占用全程時間的50 %以上，因此在不影響檢測結果的前提下采用簡單、無損、低成本、環境友好的前處理方法是最優選擇。針對白酒樣品，本方法采用樣品用水稀釋10 倍后直接上機檢測，結合色譜柱分離和精確質量數定性定量，未見有基質干擾和基質效應。

2.2 流動相的選擇

本文對常用的流動相甲醇-水和乙腈-水進行對比，結果表明，使用甲醇效果略好于乙腈。同時，將0.1 %甲酸水溶液和0.01 mol/L 乙酸銨溶液分別與甲醇作流動相進行比較，發現流動相中含有0.1%甲酸時，部分甜味劑峰形拖尾，而用0.01 mol/L乙酸銨時，響應較高，同時峰形較好。因此，本文采用0.01 mol/L乙酸銨水溶液-甲醇作流動相。

2.3 質譜參數的選擇

采用Xcalibur 2.1 軟件計算的化合物加合離子的理論單一同位素的精確質量數作為提取色譜圖的依據，表2 列出了10 種甜味劑的分析參數。理論精確質量數與實測精確質量數的相對偏差越小，則篩查結果的可信程度越高。

從表2 可看出，10 甜味劑的質量數相對偏差全部＜3 μg/kg，按照歐盟2002/657/EC 增加的LC/MS目標準則，篩查要求質量精度在±50 mDa 之間，分辨率＞10000，因此可根據保留時間、精確質量數對白酒中非法添加甜味劑進行快速篩查與確證。10種甜味劑相關色譜和質譜信息見表2和圖1。

2.4 線性范圍和最低檢出限

關于高分辨質譜的最低檢出限，有報道以10倍信噪比所對應的濃度值作為最低檢出限[51-52]，但由于高分辨質譜提取目標離子的精確質量數，基線噪音極低，以此方法計算出的最低檢出限與方法的真實性存在差距。本實驗采用基質空白提取液逐級稀釋標準溶液至儀器所能檢出的最低濃度，該濃度應滿足在較長一段時間內連續多次平行測定的相對標準偏差較低，然后將該濃度做為方法的最低檢出限。見表3。

表2 10種甜味劑的分子式、保留時間、理論精確質量數和實測精確質量數

圖1 10種甜味劑提取離子色譜圖和二級質譜圖

表3 10種甜味劑的線性范圍、相關系數、檢測限和回歸方程

表4 10種甜味劑加標回收率與相對標準偏差（n=6）

2.5 方法的回收率和精密度

以1 μg/kg、5 μg/kg、10 μg/kg 3 個水平添加到空白樣品中，測定回收率和精密度，結果見表4。

3 結論

本試驗建立了超高效液相色譜串聯靜電場軌道阱質譜快速檢測白酒中10 種甜味劑的方法，白酒樣品用水稀釋后即可直接進樣分析，采用ACQUITY UPLC HSS T3 色譜柱同時對安賽蜜、糖精鈉、甜蜜素、阿斯巴甜、紐甜、麥芽糖醇、阿力甜、D-山梨糖醇、D-甘露糖及三氯蔗糖進行色譜分離檢測，并采用高分辨質譜與二級離子碎片進行準確的定性定量分析。實際樣品檢測結果表明，該方法能夠滿足白酒中10 種甜味劑的精準定性和準確定量的快速檢測，極大地提高了分析效率和準確性。