食品中甜蜜素測定方法的改進(jìn)及優(yōu)化

黨富民，羅瑞峰，謝 勇，孫鳳霞*

(1.新疆農(nóng)墾科學(xué)院分析測試中心，新疆石河子 832000；2.農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(石河子)，新疆石河子 832000)

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食品中甜蜜素測定方法的改進(jìn)及優(yōu)化

黨富民1，2，羅瑞峰1，2，謝 勇1，2，孫鳳霞1，2*

(1.新疆農(nóng)墾科學(xué)院分析測試中心，新疆石河子 832000；2.農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(石河子)，新疆石河子 832000)

摘要[目的] 改進(jìn)并優(yōu)化目前采用的測定食品中甜蜜素的國標(biāo)方法GB/T5009.97-2003。[方法]在已有的測定食品中甜蜜素的國標(biāo)方法基礎(chǔ)上，將不銹鋼填充柱改為毛細(xì)管柱，優(yōu)化了升溫條件，并對標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作方式進(jìn)行了改進(jìn)。[結(jié)果]采用改進(jìn)的國標(biāo)方法，得到的甜蜜素峰形尖銳，色譜峰與溶劑峰和雜質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)偏差在2.6%~8.9% 。[結(jié)論]改進(jìn)的食品中甜蜜素的測定方法標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性更好，方法準(zhǔn)確度和精確度更高，定量更準(zhǔn)確。

關(guān)鍵詞甜蜜素；食品；毛細(xì)管柱；方法改進(jìn)

Optimization and Improvement of Method for Determining Sodium Cyclamate in Food

DANG Fu-min1,2, LUO Rui-feng1,2, XIE Yong1,2, SUN Feng-xia1,2*(1. Analysis and Testing Center, Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science, Shihezi, Xinjiang 832000; 2. Food Quality Supervision and Testing Center (Shihezi), Ministry of Agriculture, Shihezi, Xinjiang 832000)

Abstract[Objective] To improve and optimize the national standard method GB/T5009.97-2003 to determinate sodium cyclamate in food. [Method] On the basis of national standard method, the stainless steel filled column was changed to capillary column, temperature condition was optimized, and the standard curve was also improved. [Result] The results showed that by using the improved GB method, the chromatographic peak of sodium cyclamate was sharper, the target chromatographic peak was separated better to solvent peak and impurities peak. The average recoveries of there concentrations(0.02, 0.20, 1.0 g/kg) were ranged between 85% and 106%, and the relative standard deviations were ranged between 2.6% and 8.9%. [Conclusion] The improved determination method for sodium cyclamate in food has better linearity, higher accuracy and precision degree, and more accurate quantity.

Key wordsSodium cyclamate; Food; Capillary column; Method improvement

甜蜜素是一種人工合成的非營養(yǎng)型食品甜味劑，為白色結(jié)晶或白色晶體粉末，易溶于水，是目前我國食品行業(yè)中應(yīng)用最多的一種甜味劑。甜蜜素甜度為蔗糖的30~50倍，在我國廣泛用于蜜餞、飲料等食品中，如超量使用，會引起食品安全問題。長期食用過量的甜蜜素會加重肝臟負(fù)擔(dān)，并對腎臟有一定的毒副作用，具有潛在的致癌性，因此我國國標(biāo)2760《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》嚴(yán)格規(guī)定了甜蜜素的使用范圍及用量[1-3]。近年來，甜蜜素檢測技術(shù)研究取得了重要進(jìn)展，如氣相色譜法、高效液相色譜法、離子色譜法、氣相色譜質(zhì)譜法(GC-MS)等方法[4-8]。我國《食品中甜蜜素的測定方法》為1991年首次發(fā)布[9]，2003年標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.97僅對該測定方法的名稱和結(jié)構(gòu)編寫進(jìn)行了修改[10]，距今已有多年。該標(biāo)準(zhǔn)第一法檢驗方法為填充柱單濃度點變換體積標(biāo)準(zhǔn)曲線氣相色譜法，在實際應(yīng)用中由于填充柱法易造成峰形拖尾，干擾大，分離效果有限，實際樣品測定中存在一定的缺陷，給檢測結(jié)果帶來一定的不確定性，在諸多方面不能適應(yīng)現(xiàn)代食品安全的需要。為了保障消費者身體健康，修訂原標(biāo)準(zhǔn)，提高方法的靈敏度、重現(xiàn)性和結(jié)果的準(zhǔn)確性，建立靈敏度高的分析方法，增強標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性和可操作性是很有必要的。為此，筆者修訂了標(biāo)準(zhǔn)的第一法氣相色譜法，并對儀器使用條件和標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作方式進(jìn)行了優(yōu)化研究，建立了毛細(xì)管氣相色譜法，利用DB-1大口徑毛細(xì)管柱，通過反復(fù)試驗比對，確定了升溫條件，多濃度點標(biāo)準(zhǔn)曲線，降低了誤差，提高了方法的準(zhǔn)確性。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1主要試劑和原料。正己烷；氯化鈉；50 g/L亞硝酸鈉溶液：稱取25 g亞硝酸鈉，溶于水并稀釋至500 mL；100 g/L硫酸溶液：稱取50 g硫酸小心加入400 mL水中，加水至500 mL。甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)溶液：精準(zhǔn)稱取0.500 0 g甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)品(甜蜜素含量≥98%)，加水溶解并定容至50 mL，此標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為10.0 mg/mL，置于1~4 ℃冰箱保存。

1.1.2主要儀器。6890N氣相色譜儀，包括氫火焰離子化檢測器，美國安捷倫科技有限公司；IKA-T18BS高速均質(zhì)器，德國IKA公司；離心機，轉(zhuǎn)速≥4 000 r/min，上海盧湘儀離心機儀器有限公司。

1.2方法

1.2.1樣品前處理。準(zhǔn)確移取10.0 mg/mL甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)使用溶液0.10、0.20、0.50、1.00、2.00 mL于100 mL帶塞比色管中，加水20.00 mL。置冰浴中，加入5.00 mL 50 g/L亞硝酸鈉溶液，5.00 mL 100 g/L的硫酸溶液，搖勻，在冰浴上放置30 min，并經(jīng)常搖動，然后準(zhǔn)確加入10.00 mL正己烷，搖勻，加入5.00 g氯化鈉，然后置旋渦混合器上振動1 min(或振搖80次)，靜置30 min。取各濃度標(biāo)準(zhǔn)系列上清液1 μL注入氣相色譜儀，繪制甜蜜素含量—峰面積標(biāo)準(zhǔn)曲線。

液體樣品的測定：稱取20.00 g樣品于100 mL帶塞比色管中，置冰浴中，按上述標(biāo)準(zhǔn)曲線制作同樣處理，取上清液測定。

固體樣品的測定：稱取 2.00 g已剪碎的固體樣品于研缽中，加少許硅膠研磨至干粉狀，經(jīng)漏斗倒入100 mL容量瓶中，加水沖洗研缽，并將洗液一并轉(zhuǎn)移至容量瓶，加水至刻度，不時搖勻，1 h后過濾即得試樣。準(zhǔn)確吸取上述濾液20.00 mL于100 mL帶塞比色管中，置冰浴中，按上述標(biāo)準(zhǔn)曲線制作同樣處理，取上清液測定。

1.2.2色譜參考條件。色譜柱：DB-1型毛細(xì)管柱(30 m×0.53 mm×1.50 μm)；程序升溫條件：60 ℃保持12 min；進(jìn)樣口溫度：200 ℃；進(jìn)樣量：1 μL，不分流進(jìn)樣；檢測器：氫火焰離子化檢測器(FID)；溫度：250 ℃；載氣：高純氮氣；流量：8.0 mL/min；氫氣：40 mL/min；空氣：350 mL/min。

2結(jié)果與分析

2.1色譜條件的改進(jìn)及優(yōu)化原標(biāo)準(zhǔn)中的氣相色譜法采用填充柱分析，溶劑峰干擾大、分離效果及準(zhǔn)確性差、靈敏度低，對復(fù)雜基質(zhì)的樣品缺少去干擾措施，對含量較低的樣品不能滿足需要。該試驗將不銹鋼填充柱改為分離度高的DB-1型毛細(xì)管柱，相對于填充柱而言，毛細(xì)管柱具有理論塔板數(shù)高、分析速度快的特點。結(jié)果表明，用DB-1得到的甜蜜素峰形尖銳，與國標(biāo)使用的填充柱相比克服了溶劑拖尾的干擾，分離效率和靈敏度提高，可解決甜蜜素與雜質(zhì)用填充柱難以分離的問題，出峰時間控制到 6.3~6.6 min，標(biāo)準(zhǔn)峰與溶劑峰和雜質(zhì)峰的分離效果更好，回收率和精密度更高，能滿足食品中甜蜜素的檢測分析要求。甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)樣品的色譜圖見圖1。

圖1　甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)樣品的色譜Fig.1　Chromatogram of sodium cyclamate standard sample

2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的改進(jìn)及優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)曲線的一個重要功能就是消除誤差的影響，但國標(biāo)制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線有違這個原則。另外，不同體積法進(jìn)樣易受進(jìn)樣針的準(zhǔn)確性、儀器性能穩(wěn)定性等因素的影響，且大體積進(jìn)樣，存在毛細(xì)管柱嚴(yán)重過載的問題。原標(biāo)準(zhǔn)采用只取一種濃度作處理、不同進(jìn)樣體積法制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)相應(yīng)值對甜蜜素質(zhì)量繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，誤差幾率大。

筆者采用多個濃度水平，固定體積1 μL進(jìn)樣，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線更為合理。該方法取5個濃度作處理，改為準(zhǔn)確移取10.00 mg/mL甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)溶液0.10、0.20、0.50、1.00、2.00 mL于100 mL帶塞比色管中，加水20.00 mL后進(jìn)行衍生化，固定進(jìn)樣體積1 μL。進(jìn)樣量均為1 μL，很好地消除了儀器的系統(tǒng)誤差。同時，由于試樣液進(jìn)樣量與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)樣量相同，相對來說定量更準(zhǔn)確，出現(xiàn)失誤的概率更低，操作更科學(xué)規(guī)范。以甜蜜素的濃度為橫坐標(biāo)，相對應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，相關(guān)系數(shù)為0.999 6。

2.3方法的準(zhǔn)確度和精密度對飲料、葡萄酒和糕點的空白樣品分別按改進(jìn)的方法進(jìn)行方法精密度和準(zhǔn)確度試驗，添加0.02、0.20、1.00 g/kg 3個濃度水平，每一濃度做6次平行，所得結(jié)果見表1。由表1可見，平均回收率在85%~106%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.6%~8.9%。采用改進(jìn)的方法得到的添加回收率更高，結(jié)果重現(xiàn)性更好。圖2為葡萄酒空白樣品中添加甜蜜素的色譜圖。

表1空白樣品中甜蜜素的回收率及精密度(n=6)

Table 1Recovery and precision of sodium cyclamate in blank samples(n=6)

樣品名稱Samplename添加濃度Addingconcentrationg/kg平均回收率Averagerecoveryrate∥%RSD%飲料Drink0.02905.60.20983.71.001012.6葡萄酒Wine0.02875.20.20963.31.001032.8糕點Pastry0.02858.90.20956.11.001063.9

圖2　葡萄酒空白樣品中添加甜蜜素的色譜Fig.2　Chromatograms of sodium cyclamate in blank grape wine samples

2.4實際樣品的測定從市場采集100份樣品包括飲料、葡萄酒和糕點等，采用該研究建立的修訂后毛細(xì)管柱氣相色譜測定方法對100份樣品進(jìn)行檢測分析，檢出陽性樣品30份，其中飲料樣品中甜蜜素檢出率最高，表明該方法完全可滿足目前食品中甜蜜素的分析要求。

3結(jié)論

通過優(yōu)化色譜條件對目前采用的GB/T5009.97-2003國標(biāo)第一法氣相色譜法進(jìn)行改進(jìn)及優(yōu)化，將不銹鋼填充柱改為毛細(xì)管柱，優(yōu)化了升溫條件，并對標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作方式進(jìn)行了改進(jìn)。結(jié)果表明，采用改進(jìn)方法得到的甜蜜素峰形尖

銳，色譜峰與溶劑峰和雜質(zhì)峰的分離效果更好，平均加標(biāo)回收率在85%~106%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%，標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性更好，相關(guān)系數(shù)為0.999 6。該研究所建立的檢測方法較目前使用的國標(biāo)方法準(zhǔn)確度和精密度更高，定量更準(zhǔn)確，方法更科學(xué)規(guī)范，可替代目前使用的國標(biāo)方法對食品中的甜蜜素進(jìn)行檢測分析，完全可滿足食品中甜蜜素的分析要求。

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收稿日期2015-12-21

作者簡介黨富民(1982- )，男，甘肅武威人，高級實驗師，碩士，從事食品安全檢測與分析研究。*通訊作者，副研究員，從事食品安全檢測與分析研究。

基金項目兵團(tuán)科技攻關(guān)項目(2015AB009)；新疆農(nóng)墾科學(xué)院引導(dǎo)計劃項目(76YYD201501)。

中圖分類號TS 202.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2016)03-077-02