氣相色譜法測(cè)定食品中甜蜜素的深入研究

趙小珍　龐小剛　張洪

（山西省分析科學(xué)研究院，山西太原030006）

氣相色譜法測(cè)定食品中甜蜜素的深入研究

趙小珍*龐小剛張洪

（山西省分析科學(xué)研究院，山西太原030006）

通過(guò)氣相色譜和質(zhì)譜方法定性，確定了甜蜜素衍生化產(chǎn)物的目標(biāo)峰和干擾峰，目標(biāo)峰為環(huán)己醇亞硝酸酯，即甜蜜素定量峰，干擾峰為環(huán)己醇，目標(biāo)峰會(huì)隨著時(shí)間的變化逐漸轉(zhuǎn)化成干擾峰。通過(guò)對(duì)不同時(shí)間段的甜蜜素衍生化目標(biāo)產(chǎn)物回收率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析表明在樣品處理完24 h之內(nèi)進(jìn)樣，甜蜜素回收率在85%～95%之間，甜蜜素在1 mg/L～5 mg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)為0.998 3。因此在樣品處理完24 h之內(nèi)上機(jī)檢測(cè)，能保證結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

氣相色譜；食品；甜蜜素；深入研究

甜蜜素又稱(chēng)濃縮糖或甜素，化學(xué)名為環(huán)己基氨基磺酸鈉，是一種常用的蔗糖替代品，甜度是蔗糖的30～80倍，在我國(guó)食品行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，目前對(duì)其安全性尚有爭(zhēng)議。根據(jù)國(guó)家GB2760-2007的規(guī)定，甜蜜素可在醬菜腐乳類(lèi)、涼果類(lèi)、蜜餞涼果類(lèi)、帶殼烘焙類(lèi)和炒制瓜子類(lèi)等五大類(lèi)食品中限量使用。但是在我國(guó)，甜蜜素使用超標(biāo)的事件時(shí)有發(fā)生，因此做好甜蜜素的監(jiān)測(cè)工作和改進(jìn)甜蜜素的檢測(cè)方法對(duì)保障人民身體健康具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前采用氣相色譜法檢測(cè)食品中甜蜜素的文獻(xiàn)報(bào)道很多，但關(guān)于反應(yīng)產(chǎn)物出現(xiàn)2個(gè)色譜峰的問(wèn)題卻鮮有報(bào)道。根據(jù)GB/T 5009.97-2003中規(guī)定的食品中甜蜜素的測(cè)定方法，在硫酸介質(zhì)中，環(huán)己基氨基磺酸鈉與亞硝酸鈉反應(yīng)生成環(huán)己醇亞硝酸酯，通過(guò)其色譜峰對(duì)甜蜜素進(jìn)行定性和定量。但在實(shí)際工作中，我們發(fā)現(xiàn)甜蜜素衍生物有2個(gè)色譜峰，而且隨著時(shí)間的變化，這2個(gè)峰的大小會(huì)發(fā)生變化，結(jié)果直接導(dǎo)致色譜保留時(shí)間定性困難，峰面積（峰高）定量不準(zhǔn)確。我們通過(guò)一系列嚴(yán)密試驗(yàn)對(duì)本底檢測(cè)，本底加標(biāo)和氣質(zhì)聯(lián)用儀離子全掃描方法達(dá)到了定性的目的，定性了甜蜜素衍生物中的干擾峰，干擾峰的化學(xué)成分，并且深入研究了目標(biāo)色譜峰和干擾峰二者的變化規(guī)律，提出了氣相色譜法測(cè)定食品中甜蜜素的最佳檢測(cè)時(shí)間，以及分離度更好的毛細(xì)管色譜柱分離方法，完善了國(guó)標(biāo)中甜蜜素的檢測(cè)方法，為食品中甜蜜素的有效監(jiān)測(cè)提供了依據(jù)。

1　材料與方法

1.1儀器與試劑

Agilent7890A氣相色譜儀，附氫火焰離子化檢測(cè)器；ThermoPolarisQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。

甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)溶液，帶有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書(shū)的食品甜味劑甜蜜素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)SB05-218-2008，標(biāo)準(zhǔn)值10 mg/mL，不確定度2%，定值機(jī)構(gòu)為農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研檢測(cè)所；正己烷，色譜純；亞硝酸鈉、硫酸、氯化鈉，國(guó)產(chǎn)分析純，天津四友生物醫(yī)學(xué)技術(shù)有限公司。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備

準(zhǔn)確吸取1.00 mL環(huán)己基氨基磺酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液于100 mL帶塞比色管中，加水20 mL。置冰浴中，加入5 mL 50 g/L亞硝酸鈉溶液，5 mL 100 g/L硫酸溶液，搖勻，在冰浴中放置30 min，并經(jīng)常搖動(dòng)，然后準(zhǔn)確加入10 mL正己烷，5 g氯化鈉，振蕩1 min，待靜止分層后吸出正己烷層，用氣相色譜儀和氣質(zhì)聯(lián)用儀分析。

1.2.2氣相色譜條件

色譜柱：HP-5毛細(xì)管色譜柱（30m×0.25mm× 0.25 μm）；固定液：（5%苯基）-甲基聚硅氧烷；程序升溫：柱溫80℃保持3 min，升溫速率6℃/min，終止溫度150℃保持3 min；氣化室溫度：150℃；檢測(cè)器溫度：150℃；進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣，分流比5:1；柱流速：1.5 mL/min，氫氣：30 mL/min；空氣：300 mL/min。

1.2.3質(zhì)譜條件

傳輸線：250℃，電子電離源溫度：200℃，溶劑延遲時(shí)間：3 min；掃描范圍：50～600，全掃描。

1.2.4甜蜜素衍生物定性

試驗(yàn)采用氣相色譜和質(zhì)譜2種方法定性，相互確證了甜蜜素衍生物中的目標(biāo)峰和干擾峰。氣相色譜定性采用對(duì)本底檢測(cè)和本底加標(biāo)檢測(cè)，然后對(duì)比目標(biāo)峰和干擾峰的保留時(shí)間以及峰面積的變化達(dá)到定性目的。質(zhì)譜法定性采用Thermo PolarisQ氣質(zhì)聯(lián)用儀離子全掃描方法定性，通過(guò)NIST（2005）譜庫(kù)對(duì)質(zhì)譜圖進(jìn)行自動(dòng)檢索。

1.2.5繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

甜蜜素標(biāo)樣處理完后，立即將標(biāo)準(zhǔn)提取液進(jìn)樣1 μL～5 μL于氣相色譜儀中，即甜蜜素含量分別為1 μg、2 μg、3 μg、4 μg、5 μg，根據(jù)響應(yīng)值繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.6進(jìn)樣時(shí)間對(duì)回收率的影響

對(duì)質(zhì)量濃度為1 mg/L標(biāo)樣進(jìn)行分析，每隔8 h進(jìn)樣1次，計(jì)算回收率，繪制環(huán)己醇亞硝酸酯回收率隨時(shí)間變化趨勢(shì)圖。

2　結(jié)果與分析

2.1甜蜜素衍生物定性

甜蜜素在硫酸介質(zhì)中、低溫狀態(tài)下與亞硝酸鈉反應(yīng)，生成環(huán)己醇，環(huán)己醇在酸性條件下又繼續(xù)與亞硝酸鈉反應(yīng)生成環(huán)己醇亞硝酸酯。因此，我們推斷甜蜜素衍生物的干擾物可能為環(huán)己醇，目標(biāo)物環(huán)己醇亞硝酸酯不穩(wěn)定，會(huì)隨著時(shí)間的推移慢慢轉(zhuǎn)化成環(huán)己醇，造成甜蜜素檢測(cè)結(jié)果的不穩(wěn)定和重復(fù)性較差等問(wèn)題。為了確定干擾物的成分，我們首先將環(huán)己醇標(biāo)樣加入之前的正己烷提取物中，發(fā)現(xiàn)干擾物峰面積明顯增加，出峰時(shí)間保持一致。正己烷提取物中加入環(huán)己醇前后對(duì)照見(jiàn)圖1。然后用氣質(zhì)聯(lián)用儀對(duì)干擾物定性，NIST（2005）譜庫(kù)自動(dòng)檢索結(jié)果顯示，SI值為912，RSI值為933，與環(huán)己醇匹配率為83%。

圖1　正己烷提取物中加入環(huán)己醇前后對(duì)照?qǐng)D

2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

從色譜圖（圖1）上可以看出，甜蜜素衍生產(chǎn)物呈2個(gè)色譜峰，分別為目標(biāo)峰和干擾峰，目標(biāo)峰即環(huán)己醇亞硝酸酯。標(biāo)樣處理完成后，將正己烷提取產(chǎn)物立即用氣相色譜儀分析，以目標(biāo)峰峰面積計(jì)算，做出的標(biāo)準(zhǔn)曲線在1 mg/L～5 mg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)為0.998 3，如圖2，且回收率在90%以上。

圖2　目標(biāo)峰標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.3環(huán)己醇亞硝酸酯回收率隨時(shí)間的變化趨勢(shì)

為了研究時(shí)間的變化和甜蜜素2個(gè)衍生產(chǎn)物之間轉(zhuǎn)化的規(guī)律，每隔8 h分析一次標(biāo)樣，濃度為1 mg/L，通過(guò)目標(biāo)峰的峰面積計(jì)算環(huán)己醇亞硝酸酯的回收率。環(huán)已醇亞硝酸酯回收率隨時(shí)間的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖3。結(jié)果顯示，隨著時(shí)間的推移，目標(biāo)峰逐漸變小，干擾峰逐漸變大，環(huán)己醇亞硝酸酯的回收率越來(lái)越低。通過(guò)圖3繪制的曲線可以看出，在最初的24 h之內(nèi)，目標(biāo)物回收率相對(duì)穩(wěn)定，在85%～95%之間，受干擾物的影響較?。坏搅?4 h之后，目標(biāo)物就會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化成干擾物，回收率明顯減少；到了72 h，回收率基本為零。因此，檢測(cè)食品中甜蜜素含量時(shí)，應(yīng)該在樣品處理完24 h內(nèi)完成檢測(cè)，才能保證檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

圖3　環(huán)己醇亞硝酸酯回收率隨時(shí)間的變化趨勢(shì)圖

3　結(jié)論

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法中規(guī)定的甜蜜素的檢測(cè)方法為，在硫酸介質(zhì)中甜蜜素與亞硝酸鈉反應(yīng)，生成環(huán)己醇亞硝酸酯，通過(guò)環(huán)己醇亞硝酸酯的色譜峰對(duì)甜蜜素進(jìn)行定性和定量，標(biāo)準(zhǔn)中并未提出檢測(cè)時(shí)間的問(wèn)題。但實(shí)際工作中，我們發(fā)現(xiàn)甜蜜素衍生產(chǎn)物在色譜圖上呈現(xiàn)2個(gè)色譜峰，除了環(huán)己醇亞硝酸酯外還有一個(gè)干擾峰，而且環(huán)己醇亞硝酸酯會(huì)隨著時(shí)間的變化逐漸減少，影響了檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。本文通過(guò)研究，首先定性了甜蜜素衍生物的2個(gè)色譜峰，即目標(biāo)峰為環(huán)己醇亞硝酸酯，干擾峰為環(huán)己醇，生成的環(huán)己醇亞硝酸酯會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化成環(huán)己醇。其次通過(guò)對(duì)不同時(shí)間段的目標(biāo)產(chǎn)物回收率進(jìn)行分析，表明樣品處理完之后應(yīng)在24 h之內(nèi)上機(jī)檢測(cè)，才能確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。因此本文對(duì)國(guó)標(biāo)中甜蜜素檢驗(yàn)方法的完善和發(fā)展具有一定意義，為今后甜蜜素檢驗(yàn)的創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

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Further research on determination of sodium cyclamate in food by gas chromatography

ZHAO Xiao-zhen*PANG Xiao-gangZHANG Hong
（Shanxi academy of analytical science，Shanxi Taiyuan 030006，China）

The two peaks in the chromatogram of sodium cyclamate derivative products were determined by gas chromatography and mass spectrometry methods. The target product peak was cyclohexanol nitrite. It was used to quantify sodium cyclamate in food. And the by- product peak was cyclohexanol. The target product peak would gradually turn to the by- product peak. In this article, the target product recoveries of sodium cyclamate were recorded according to different time periods. Results showed that the linearity of calibration curve was very good in the range of 1 mg/L～5 mg/Lwithin 24 hours of the sample pretreated. The correlation coefficient was 0.998 3，and the recoveries were 85%～95%. So the results would be accurate and reliable if the sodium cyclamate derivative products were detected in gas chromatography within 24 hours.

gas chromatogram；food；sodium cyclamate；further research

TS207.3

A

1673-6044（2014）04-0033-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2014.04.010

*趙小珍，女，1982年出生，2007年畢業(yè)于山西大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)專(zhuān)業(yè)，碩士研究生，工程師。

2014-12-01