安賽蜜(Acesulfame-K),又稱(chēng)甜蜜素或乙?;前匪徕洠且环N高倍甜味劑,其甜度是蔗糖的200-400倍,無(wú)熱量,且在人體內(nèi)不代謝、不吸收,因此廣泛應(yīng)用于食品加工中。
目前,安賽蜜是世界上公認(rèn)的較安全的高倍甜味劑之一。經(jīng)過(guò)多個(gè)國(guó)際組織機(jī)構(gòu)和國(guó)家權(quán)威性研究機(jī)構(gòu)20多年的獨(dú)立毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)和嚴(yán)格的毒理審查,未發(fā)現(xiàn)其有任何安全性問(wèn)題,在國(guó)際上使用近10年也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么不良的反應(yīng)。雖然在國(guó)家及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)使用安賽蜜是安全的,但現(xiàn)實(shí)生活中仍會(huì)出現(xiàn)過(guò)量或超范圍添加的情況,可能存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。在我國(guó),安賽蜜可以用在飲料、水果罐頭、糕點(diǎn)、果醬、醬菜、蜜餞類(lèi)、果凍、八寶粥罐頭及面包等食品中,從市場(chǎng)監(jiān)管部門(mén)的抽查可以看出,確實(shí)存在安賽蜜超范圍或超劑量使用的情況。因此,有必要對(duì)安賽蜜在食品中的安全性進(jìn)行深入的研究與探索。本文總結(jié)了目前對(duì)安賽蜜在食品中的安全研究進(jìn)展,并展望未來(lái)可能的研究方向,以期為制定相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)的依據(jù),進(jìn)一步規(guī)范甜蜜素在食品中的規(guī)范使用。
一、安賽蜜的化學(xué)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
安賽蜜還叫AK糖,化學(xué)名為6-甲基-1,2,3-氧惡嗪-4-(3H)-酮-2,2-二氧化物鉀鹽(乙?;前匪徕洠?,結(jié)構(gòu)如圖1所示。安賽蜜屬于第四代人工合成甜味劑,呈白色結(jié)晶性粉末狀,溶于水,微溶于酒精,其化學(xué)性非常穩(wěn)定,不容易出現(xiàn)分解失常的現(xiàn)象,而且不參與機(jī)體的代謝,也不提供能量。最重要的是,安賽蜜價(jià)格便宜,在熱和酸性環(huán)境中穩(wěn)定性較好,因此在各類(lèi)飲料中得到了廣泛、大量的應(yīng)用,也常用于高溫食品的加工和制作中。
安賽蜜的甜味特性主要是通過(guò)刺激人的甜味受體產(chǎn)生的,它能夠與甜味受體結(jié)合,激活信號(hào)傳導(dǎo)通路,向大腦發(fā)送甜味的信號(hào)。同時(shí),安賽蜜不被人體消化酶降解,也不被細(xì)胞吸收,所以不提供能量,不會(huì)引起血糖升高??梢哉f(shuō),安賽蜜為人們提供了一種低熱量的甜味選擇,符合現(xiàn)代社會(huì)大眾的健康飲食需求。
二、安賽蜜相關(guān)檢測(cè)技術(shù)的研究進(jìn)展
目前,安賽蜜常見(jiàn)的分析方法有高校液相色譜法、氣相色譜法、離子色譜法和液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法等。
(一)高效液相色譜法
高效液相色譜是以液體為流動(dòng)相,采用高壓輸液系統(tǒng),將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動(dòng)相泵入裝有固定相的色譜柱,各成分在柱內(nèi)被分離后,再進(jìn)入檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。這種方法不僅提升了檢測(cè)效率,還大大降低了檢測(cè)成本,具有分析速度快、分離效果好、靈敏度高和檢出限低等優(yōu)點(diǎn)。
孫文等人利用高效液相色譜法檢測(cè)食品中的安賽蜜成分,先用牛奶和酸奶作為樣,用pH為4.5的甲醇-三乙酸銨溶液提取,HLB固相萃取柱凈化。然后又測(cè)試了紅酒和果汁、糕點(diǎn)這些樣品,經(jīng)體積為1:1的甲醇-水提取之后定容,得出安賽蜜含量為500ng/mL,相關(guān)系數(shù)r為0.999,回收率為86.34%-116.52%。
陳晴川等利用反相高效液相色譜法和二極管陣列檢測(cè)器,一次測(cè)定了糖精鈉、安賽蜜、甜蜜素、山梨酸、苯甲酸、咖啡因、可可堿和茶堿,整個(gè)過(guò)程十分迅速,加標(biāo)回收率為78.5%-107.2%。
劉芳等人建立了固相萃取-高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測(cè)食品中5種人工合成甜味劑(安賽蜜、糖精鈉、甜蜜素、三氯蔗糖和阿巴斯甜)的方法,樣品經(jīng)過(guò)甲酸緩沖液提取、固相萃取柱凈化后,C18柱子分離,檢出限分別為:安賽蜜2.5mg/L、糖精鈉3mg/L、甜蜜素10mg/L、三氯蔗糖2.5mg/L、阿斯巴甜5mg/L。
曾海笑采用離子對(duì)作為流動(dòng)相,樣品沉淀蛋白離心去雜質(zhì)后,經(jīng)高效液相色譜-紫外吸收檢測(cè)器檢測(cè)安賽蜜、阿巴斯甜、糖精鈉和甜蜜素四種甜味劑,方法簡(jiǎn)便,不需要衍生,且重現(xiàn)性好,適用于甜菊糖中R-A的定量分析。
黃薇等人用甲醇-0.02mol/L乙酸銨溶液做流動(dòng)相,C18柱分離,二極管陳列檢測(cè)器檢測(cè)安賽蜜,方法線性為0.005-0.100mg/mL,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.3%-4.3%,回收率為96.0%-97.6%。
陳文冰等人利用高效液相色譜法檢測(cè)安賽蜜,將安賽蜜簡(jiǎn)單處理后利用反向C18分離,用甲醇以及乙酸銨溶液為流動(dòng)相,在紫外波長(zhǎng)230nm、流速1.3mL/min、柱溫是室內(nèi)正常溫度的條件下測(cè)定,結(jié)果表明相關(guān)系數(shù)r基本在0.9992以上,回收率為98.62%-100.12%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差≤1.06%。
馮民賢用甲醇和乙酸銨為流動(dòng)相,在檢測(cè)波長(zhǎng)230nm、流速1.0mL/min、進(jìn)樣量10μm的條件下,使用二極管陳列檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,相關(guān)系數(shù)r≥0.999,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.13%-2.13%,回收率為86.7%-100.0%。
肖樹(shù)秀利用高效液相色譜法檢測(cè)了白酒中安賽蜜的含量,利用不同的前處理方法最后得出水浴的方法最好,然后使用甲醇和乙酸銨作為流動(dòng)相,C18柱分離,在波長(zhǎng)230nm下進(jìn)行檢測(cè),得出的回收率為95%-102%。
(二)離子色譜法
離子色譜法可以快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出食品中的致癌物、重金屬、農(nóng)藥殘留等有害物質(zhì),還可以對(duì)食品加工原料和成品中的離子進(jìn)行檢測(cè),以保障食品的質(zhì)量和安全。
朱懷遠(yuǎn)等人利用甜蜜素的水溶性,在水中以電離的特性,采用去離子水震蕩提取樣品中的甜蜜素,用30mmol/L氫氧化鉀溶液作為淋洗液,經(jīng)陰離子交換色譜柱分離,電導(dǎo)檢測(cè)器-離子色譜法直接測(cè)定甜蜜素。
許晶冰等人建立了離子色譜法同時(shí)測(cè)定白酒中甜蜜素(環(huán)己基氨基磺酸鈉)、糖精鈉含量的分析方法。白酒樣品經(jīng)氮吹至近干,以20mmol/L氫氧化鈉定容后過(guò)0.22μm濾膜,直接進(jìn)行色譜分析,選用IonPac AS 16陰離子交換分析柱、IonPac AG 16陰離子保護(hù)柱,用梯度洗脫的方式分離,最后過(guò)電導(dǎo)檢測(cè)器測(cè)定含量。該方法在安賽蜜檢測(cè)中表現(xiàn)出較高的準(zhǔn)確度。
馬國(guó)軍和他的研究伙伴利用以下方法檢測(cè)了酒中的安賽蜜。先讓樣品經(jīng)過(guò)IonPac AS 17-C色譜柱,再用KOH梯度洗脫的方法讓待測(cè)的樣品分離,流速為1mL/min,這個(gè)方法的線性范圍為0.1-50mg/L,回收率為94.0%-104.1%。
佘家勝和他的研究團(tuán)隊(duì)在無(wú)糖可樂(lè)中利用離子色譜法檢測(cè)了安賽蜜的含量,選用了Thermo lonPac AG 11-HC(50mm×4mm)保護(hù)柱和Thermo lonPac AG 11-HC(250mm×4mm)分離柱,最后結(jié)果顯示,安賽蜜在0.112-112mg/L呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)在0.999以上,系統(tǒng)相對(duì)偏差為2%,回收率為98.22%-103.9%。
(三)液質(zhì)聯(lián)用法
這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確性高、靈敏度高、選擇性高、檢測(cè)時(shí)間短,在食品、藥品和環(huán)境等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
李傳慧等人采用快速分離液相色譜-串聯(lián)四級(jí)桿電噴霧質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定食品中糖精鈉、安賽蜜、甜蜜素、阿巴斯甜和紐甜5種人工合成的甜味劑,色譜分離采用ZOBAX C18柱,以乙腈和水為流動(dòng)相,ESI電離模式下,采用多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)進(jìn)行監(jiān)測(cè),5種甜味劑的平均添加回收率為82.3%-104.3%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)≤2.0%。
劉曉霞等人利用ZOBAX C18柱為分離柱,甲酸銨溶液和乙腈為流動(dòng)相,經(jīng)高效液相色譜分離,采用電噴霧串聯(lián)四極桿質(zhì)譜進(jìn)行檢測(cè),樣品平均回收率為81.3%-106.0%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差<11%。
劉超等人使用DGU20A-API3200型高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測(cè)冰粉中的安賽蜜,以ZORAX Eclipse Plus C18(4.6mm×150mm,3.5μm)為液相色譜柱,乙腈-10mmol/L乙酸銨為流動(dòng)相,流速為0.4mL/min,通過(guò)HPLC-MS/MS系統(tǒng)中全掃描模式對(duì)安賽蜜進(jìn)行定性分析,分析后的安賽蜜在0-100ng/mL范圍內(nèi)線性良好(R2=0.9999)。
肖丹測(cè)試葡萄酒中安賽蜜時(shí),以Waters Acquity UPLC BEH C18柱(2.1mm×50mm,1.7μm)為分析柱,提取過(guò)濾后,用超高液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè),得出線性范圍相關(guān)系數(shù)>0.999,回收率為85.4%-99.4%。
陳鑫利用ZORBAX SB- C18色譜柱,對(duì)流動(dòng)相的組成以及質(zhì)譜的各種參數(shù)做了優(yōu)化,在ESI負(fù)離子模式下,運(yùn)用多反應(yīng)檢測(cè)模式進(jìn)行測(cè)定,安賽蜜、糖精鈉、甜蜜素的檢出限分別為3.60、7.2、0.63μm/kg,回收率為88.9%-102.3%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.6%-5.3%。
(四)其他檢測(cè)方法
Medeiro等研究者采用方波伏安法,通過(guò)硼摻雜的碳電極,同時(shí)檢測(cè)飲料中的阿斯巴甜和甜蜜素,氧化峰電位差可達(dá)400mV。
YongnianNi等人在堿性溶液中使用高錳酸鉀對(duì)食品中的阿斯巴甜、糖精和安賽蜜進(jìn)行氧化,再通過(guò)紫外分光光度法測(cè)定其含量。
MiguelACantarelli等人采用分子吸收分光光度法檢測(cè)食品中的阿斯巴甜和安賽蜜,結(jié)果與HPLC法的檢測(cè)結(jié)果一致。
蔣奕修和他的團(tuán)隊(duì)使用超聲去CO2后純水稀釋?zhuān)酶咝⒐茈娪?電導(dǎo)法對(duì)飲料中的磺胺類(lèi)人工合成甜味劑進(jìn)行分離檢測(cè),檢出限較低。
AnaBeatrizBergamo等人建立了微管電泳-電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)法,對(duì)甜味劑進(jìn)行了檢測(cè),回收率良好。
Yu Wang及其團(tuán)隊(duì)利用間接競(jìng)爭(zhēng)酶聯(lián)免疫吸附法對(duì)食品中的糖精鈉含量進(jìn)行測(cè)定,其結(jié)果與其他檢測(cè)方法一致。
GDPierini及團(tuán)隊(duì)使用旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極結(jié)合多元矯正模型和線性狀安法檢測(cè)飲料中的安賽蜜和阿斯巴甜,再通過(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)中的最小二乘法進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)其結(jié)果與高效液相色譜法存在顯著差異。
陳湖水等人利用場(chǎng)放大進(jìn)樣-毛細(xì)管電泳非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)法,再結(jié)合液液萃取的方法對(duì)醬油中的安賽蜜含量進(jìn)行了檢測(cè),方法快速簡(jiǎn)單、成本較低。檢測(cè)過(guò)程如下:醬油樣品經(jīng)過(guò)酸化后,以乙酸乙酯為萃取劑,有效消除醬油中無(wú)機(jī)鹽和一些微量元素對(duì)安賽蜜的干擾,然后對(duì)萃取時(shí)間、溫度和一些條件做了優(yōu)化。結(jié)果顯示,醬油中安賽蜜的檢出限和定量限分別為0.15mg/kg、0.48mg/kg,加標(biāo)回收率為92.3%-108.1%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差<8.0%。
三、安賽蜜的安全性評(píng)估
對(duì)安賽蜜進(jìn)行毒理學(xué)研究是評(píng)估其安全性的重要內(nèi)容之一,主要包括安賽蜜的急性毒性、亞急性和慢性毒性、致突變性和致癌性等方面。一般情況下,采用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)評(píng)估安賽蜜對(duì)動(dòng)物的急性毒性效應(yīng),通過(guò)給動(dòng)物長(zhǎng)時(shí)間的安賽蜜暴露,觀察動(dòng)物在暴露期間和暴露后的生理變化和行為變化。若動(dòng)物出現(xiàn)了體重下降、器官損傷、免疫功能下降等不良效應(yīng),說(shuō)明安賽蜜對(duì)機(jī)體有損傷。若在給予高劑量安賽蜜后,動(dòng)物出現(xiàn)了一系列急性毒性癥狀,如嘔吐、腹瀉、呼吸困難等,這些癥狀在一定時(shí)間后會(huì)逐漸消除,表明安賽蜜具有一定的急性毒性,可能會(huì)對(duì)人體健康構(gòu)成一定的危害。比如,現(xiàn)有的一些研究顯示,在給予小鼠更高劑量(60、450、1100和2250mg/kg)安賽蜜時(shí),其具有顯著致畸性和遺傳毒性。
除了毒理學(xué)研究,也有研究機(jī)構(gòu)對(duì)安賽蜜進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。歐洲食品安全局(EFSA)及糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)合各國(guó)專(zhuān)家委員會(huì)對(duì)安賽蜜進(jìn)行了嚴(yán)格的安全評(píng)估,通過(guò)檢測(cè)血液中安賽蜜代謝產(chǎn)物的濃度、尿液成分的變化等,評(píng)估其在人體內(nèi)的積累和毒性。結(jié)果表明,安賽蜜會(huì)跟著尿液一起排出體外,不會(huì)在人體或動(dòng)物體內(nèi)進(jìn)行代謝,也不會(huì)在體內(nèi)留下殘留物。
通過(guò)以上研究可以發(fā)現(xiàn),在使用安賽蜜時(shí),需要合理控制安賽蜜的攝入量和暴露時(shí)間,從而降低其對(duì)人體的潛在毒性和危害。目前,《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》(GB 2760-2014)對(duì)不同食品中安賽蜜的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了明確規(guī)定。其中,在果汁飲料中的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)為20mg/kg,在糕點(diǎn)中的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)為50mg/kg,在嬰幼兒食品中的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)則為10mg/kg。
此外,我國(guó)還對(duì)食品中安賽蜜的使用條件、包裝標(biāo)簽以及質(zhì)量控制等方面提出了更為詳細(xì)的要求。比如,要求食品生產(chǎn)企業(yè)必須在食品中標(biāo)明安賽蜜的使用類(lèi)別和使用量,以便消費(fèi)者正確選擇食品。
總的來(lái)說(shuō),安賽蜜作為一種使用廣泛的甜味劑,經(jīng)過(guò)各國(guó)研究機(jī)構(gòu)和專(zhuān)家們開(kāi)展的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、人體試驗(yàn)和流行病學(xué)研究后發(fā)現(xiàn),只要按規(guī)定合理添加,并不會(huì)對(duì)人體有害。為此,食品生產(chǎn)企業(yè)要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求使用安賽蜜,并在食品中標(biāo)明安賽蜜的使用類(lèi)別和使用劑量,確保食品安全。人們?cè)谶x購(gòu)食品時(shí)也要多留意食品添加劑信息,盡量選擇添加劑少的食品。
基金項(xiàng)目:內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2021MS03044);內(nèi)蒙古特色果酒系列產(chǎn)學(xué)研科技創(chuàng)新平臺(tái)能力建設(shè)項(xiàng)目(BR221046);內(nèi)蒙古特色果酒系列產(chǎn)品產(chǎn)學(xué)研科技創(chuàng)新平臺(tái)(NJCXY-19-05);新工科背景下食品學(xué)科產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新研究(ZYZD202303)。
*通信作者:鄭海武(1991-),男,漢族,河北邯鄲人,講師,碩士研究生,研究方向?yàn)榘l(fā)酵工程。