溫度對(duì)飲料中甜蜜素的轉(zhuǎn)化率及定量分析的影響

◎ 王東銘，王麗萍，秦蕓樺，陳 瑜，袁 舟

（浙江公正檢驗(yàn)中心有限公司，浙江 杭州 311305）

甜蜜素又稱(chēng)環(huán)己基氨基磺酸鈉，通常是指環(huán)己基氨基磺酸的鈉鹽或鈣鹽。甜蜜素的甜味純正，甜度通常認(rèn)為是蔗糖的30倍，在美國(guó)曾成為一種消費(fèi)量很大的人工甜味劑，被公認(rèn)為是安全物質(zhì)，這種情況一直持續(xù)到1969年。1970年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院研究委員會(huì)收到有關(guān)甜蜜素為致癌物的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，美國(guó)食品與藥物管理局（FDA）為此立即發(fā)布規(guī)定嚴(yán)格限制使用甜蜜素[1]。

1982年9月，Abbott實(shí)驗(yàn)室和能量控制委員會(huì)在大量試驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，以最新的研究事實(shí)證明甜蜜素的食用安全性，許多國(guó)際組織也相繼發(fā)表大量評(píng)論明確表示甜蜜素為安全物質(zhì)，但FDA至今還沒(méi)有解決這個(gè)問(wèn)題。盡管如此，目前仍有許多國(guó)家（包括我國(guó)）繼續(xù)承認(rèn)甜蜜素的甜味劑地位，允許甜蜜素的使用。

根據(jù)我國(guó)《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 2760—2014）規(guī)定，甜蜜素可以作為甜味劑，其使用范圍為：①水果罐頭、腐乳類(lèi)、餅干和果凍等，最大使用量為0.65 g·kg-1。②蜜餞涼果、果醬、熟制豆類(lèi)等，最大使用量為1.0 g·kg-1。③面包與糕點(diǎn)等，最大使用量為1.6 g·kg-1。④涼果類(lèi)、話(huà)化類(lèi)等，最大使用量為8.0 g·kg-1[2]。對(duì)于甜蜜素的測(cè)定，由于檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法中要求在冰浴中進(jìn)行衍生反應(yīng)，本文針對(duì)不同溫度對(duì)衍生產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率以及其定量分析的影響做了一定的分析研究。

1 材料與方法

1.1 儀器設(shè)備

氣相色譜儀Agilent6890（美國(guó)安捷倫公司配7693自動(dòng)進(jìn)樣器、氫火焰離子化檢測(cè)器）、旋渦混合器、離心機(jī)、Agilent DB-5色譜柱（15 m×250 μm×0.25 μm）。

1.2 色譜分析條件

進(jìn)樣量1.0 μL；氣化室溫度250 ℃；分流比10∶1；載氣-恒流模式，流速為1.0 mL·min-1；程序升溫柱箱初始溫度為60 ℃并停留1 min，以10 ℃·min-1升溫至100 ℃停留3 min，最后升溫至250 ℃停留5 min；檢測(cè)器溫度250 ℃；空氣流速350 mL·min-1，H2流速：35 mL·min-1，檢測(cè)器尾吹流速 25 mL·min-1。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

通過(guò)制備對(duì)應(yīng)濃度標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)與飲料樣品試樣，在0 ℃（冰水浴）、5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃ 5個(gè)溫度條件下，進(jìn)行衍生化反應(yīng)，并在各溫度條件下制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，校準(zhǔn)對(duì)應(yīng)溫度下飲料樣品的衍生產(chǎn)物測(cè)試濃度，記錄對(duì)應(yīng)衍生產(chǎn)物環(huán)己醇亞硝酸酯、環(huán)己醇與兩種產(chǎn)物總的峰面積[3]，峰面積分別用S己醇亞硝酸酯、S環(huán)己醇與S總表示，并對(duì)兩種產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率及定量分析進(jìn)行數(shù)據(jù)分析[4]。

稱(chēng)取飲料25.0 g至50 mL容量瓶中，用移液管從容量瓶中分取10.0 mL試液于50 mL帶蓋離心管中，準(zhǔn)確加入5 mL正庚烷，2.5 mL 50 g·L-1亞硝酸鈉溶液，2.5 mL 200 g·L-1硫酸溶液搖勻，在0 ℃（冰水浴）、5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃等溫度條件下衍生反應(yīng)30 min，期間不時(shí)搖動(dòng)以促進(jìn)衍生反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，在離心管中加入2.5 g氯化鈉，加蓋搖勻后置旋渦混合器上振動(dòng)1 min，期間搖勻1次，待靜置分層后吸取1.0 mL上層正庚烷層于進(jìn)樣瓶中（若難以分層，則吸出正庚烷層于離心管中進(jìn)行離心分離再行吸取），將試樣在1.2色譜分析條件下分析[5]。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)衍生化效率的影響

不同溫度對(duì)衍生反應(yīng)的影響見(jiàn)表1。以S總作為衍生化效率，不同溫度對(duì)甜蜜素衍生化效率的影響見(jiàn)圖1與表2。由圖1與表2可知，以衍生反應(yīng)溫度為0 ℃（冰水浴）中甜蜜素轉(zhuǎn)化為環(huán)己醇亞硝酸酯與環(huán)己醇的衍生轉(zhuǎn)化率為基準(zhǔn)，衍生反應(yīng)溫度在5 ℃時(shí)，衍生轉(zhuǎn)化率降低5.37%；衍生反應(yīng)溫度在15 ℃時(shí)，衍生轉(zhuǎn)化率升高1.05%，衍生反應(yīng)溫度在25℃時(shí)，衍生轉(zhuǎn)化率降低9.86%；衍生反應(yīng)溫度在35 ℃時(shí)，衍生轉(zhuǎn)化率下降16.9%，下降較為明顯。

表2 不同溫度相對(duì)冰水浴衍生化效率相對(duì)偏差表

圖1 不同溫度對(duì)甜蜜素衍生化效率變化趨勢(shì)圖

表1 不同溫度對(duì)衍生反應(yīng)的影響表

續(xù)表1

2.2 溫度對(duì)定量分析的影響

以各溫度下的校準(zhǔn)曲線(xiàn)對(duì)飲料試樣的校準(zhǔn)濃度進(jìn)行定量分析，見(jiàn)圖2。由圖2與表3可知，以衍生反應(yīng)溫度為0 ℃（冰水浴）中甜蜜素校準(zhǔn)濃度為基準(zhǔn)，衍生反應(yīng)溫度為5 ℃時(shí)，甜蜜素校準(zhǔn)濃度降低4.16%；衍生反應(yīng)溫度為15 ℃時(shí)，甜蜜素校準(zhǔn)濃度升高1.19%；衍生反應(yīng)溫度為25 ℃時(shí)，甜蜜素校準(zhǔn)濃度降低2.12%；衍生反應(yīng)溫度為35 ℃時(shí)，甜蜜素校準(zhǔn)濃度升高3.23%。

圖2 不同溫度對(duì)甜蜜素定量分析變化趨勢(shì)圖

表3 不同溫度相對(duì)冰水浴校準(zhǔn)濃度相對(duì)偏差表

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，從甜蜜素轉(zhuǎn)化率來(lái)看，以衍生反應(yīng)溫度為0 ℃（冰水浴）中甜蜜素轉(zhuǎn)化為環(huán)己醇亞硝酸酯與環(huán)己醇的衍生轉(zhuǎn)化率為基準(zhǔn)，在衍生反應(yīng)溫度為5 ℃與15 ℃時(shí)，轉(zhuǎn)化率分別降低5.37%與升高1.05%，仍在誤差范圍內(nèi)，衍生反應(yīng)溫度為25 ℃與35 ℃時(shí)，轉(zhuǎn)化率分別降低9.86%與16.9%，已超出誤差范圍，由此可見(jiàn)，甜蜜素在各溫度條件下的轉(zhuǎn)化率差別較大，尤其是衍生反應(yīng)溫度在25 ℃與35℃特別突出；從甜蜜素校準(zhǔn)濃度來(lái)看，以衍生反應(yīng)溫度為0 ℃（冰水浴）中甜蜜素校準(zhǔn)濃度為基準(zhǔn)，其他各衍生反應(yīng)溫度下的校準(zhǔn)濃度相對(duì)偏差均在5%以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中環(huán)己基氨基磺酸鈉的測(cè)定》（GB 5009.97—2016）中“在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測(cè)定結(jié)果的絕對(duì)差值不得超過(guò)算術(shù)平均值的10%”的要求。因此甜蜜素的反應(yīng)條件在溫度方面對(duì)其定量分析的影響較小。