气相色谱法测定食品中甜蜜素的深入研究

赵小珍，庞小刚，张洪

（山西省分析科学研究院，太原 030006）

甜蜜素又称浓缩糖或甜素，化学名环己基氨基磺酸钠，是一种常用的蔗糖替代品，甜度是蔗糖的30～80倍，在我国食品行业中有着广泛的应用^[1]。目前其安全性尚有争议^[2-4]。根据国家GB2760—2007的规定，甜蜜素可在酱菜腐乳类、凉果类、蜜饯凉果类、带壳烘焙类和炒制瓜子类五大类食品中限量使用^[5]。但是在我国甜蜜素使用超标的事件时有发生，因此做好甜蜜素的监测工作和改进甜蜜素的检测方法，对保障人民身体健康具有重要的现实意义。

目前采用气相色谱法检测食品中甜蜜素的文献报道很多^[6-8]，但关于反应产物出现两个色谱峰的问题却鲜有报道。根据GB/T5009.97—2003中规定的食品中甜蜜素的测定方法，在硫酸介质中环己基氨基磺酸钠与亚硝酸钠反应，生成环己醇亚硝酸酯，通过其色谱峰对甜蜜素进行定性和定量^[9]。但在实际工作中，我们发现甜蜜素衍生物有两个色谱峰，而且随着时间的变化，这两个峰的大小会发生变化，结果直接导致色谱保留时间定性困难，峰面积（峰高）定量不准确。我们通过一系列严密实验对本底检测、本底加标和气质联用仪离子全扫描方法达到了定性的目的，定性了甜蜜素衍生物中的干扰峰及其化学成分，并且深入研究了目标色谱峰和干扰峰二者的变化规律，提出了气相色谱法测定食品中甜蜜素的最佳检测时间，以及分离度更好的毛细管色谱柱分离方法，完善了国标中甜蜜素的检测方法，为食品中甜蜜素的有效监测提供了依据。

1　材料与方法

1.1　仪器与试剂

Agilent7890A气相色谱仪，附氢火焰离子化检测器

Thermo PolarisQ气相色谱-质谱联用仪

甜蜜素标准溶液：带有标准物质证书的食品甜味剂甜蜜素溶液标准物质，标准号SB05-218—2008，标准值10mg/ml，不确定度2%。定值机构为农业部环境保护科研检测所。

正己烷，色谱纯；亚硝酸钠、硫酸、氯化钠，国产分析纯。试剂生产厂家均为天津四友生物医学技术有限公司。

1.2　试验方法

1.2.1　标准样品的制备

准确吸取1.00ml环己基氨基磺酸钠标准溶液于100ml带塞比色管中，加水20ml。置冰浴中，加入5ml 50g/L亚硝酸钠溶液，5ml 100g/L硫酸溶液，摇匀，在冰浴中放置30min，并经常摇动，然后准确加入10ml正己烷，5g氯化钠，振荡1min，待静止分层后吸出正己烷层，用气相色谱仪和气质联用仪分析。

1.2.2　气相色谱条件

色谱柱：HP-5 毛细管色谱柱（30m×0.25mm×0.25um）。固定液：（5%苯基）-甲基聚硅氧烷。色谱条件：程序升温，柱温80℃保持3min，升温速率6℃/min，终止温度150℃保持3min；气化室温度150℃，检测器温度150℃；进样方式，分流进样，分流比5 : 1；柱流速1.5ml/min，氢气30ml/min，空气300ml/min。

质谱条件：传输线250℃，电子电离源温度为200℃，溶剂延迟时间3min；全扫描，扫描范围m/z 50～600。

1.2.3　甜蜜素衍生物定性

实验采用气相色谱和质谱两种方法定性，相互确证了甜蜜素衍生物中的目标峰和干扰峰。气相色谱定性采用对本底检测和本底加标检测，然后对比目标峰和干扰峰的保留时间以及峰面积的变化达到定性目的。质谱法定性采用Thermo PolarisQ气质联用仪离子全扫描方法定性，通过NIST（2005）谱库对质谱图进行自动检索。

1.2.4　绘制标准曲线

甜蜜素标样处理完后，立即将标准提取液进样1～5µl于气相色谱仪中，即甜蜜素含量分别为1μg、2μg、3μg、4μg、5µg，根据响应值绘制标准曲线。

1.2.5　进样时间对回收率的影响

对浓度为1mg/L的标样进行分析，每隔8h进样一次，计算回收率，绘制环己醇亚硝酸酯回收率随时间的变化趋势图。

2　结果与分析

2.1　甜蜜素衍生物定性

甜蜜素在硫酸介质中、低温状态下与亚硝酸钠反应生成环己醇，环己醇在酸性条件下又继续与亚硝酸钠反应生成环己醇亚硝酸酯。因此，我们推断甜蜜素衍生物的干扰物可能为环己醇，目标物环己醇亚硝酸酯不稳定，会随着时间的推移慢慢转化成环己醇，造成甜蜜素检测结果的不稳定和重复性较差等问题。为了确定干扰物的成分，我们首先将环己醇标样加入之前的正己烷提取物中，发现干扰物峰面积明显增加，出峰时间保持一致（图1）。然后用气质联用仪对干扰物定性，NIST（2005）谱库自动检索结果显示，SI值为912，RSI值为933，与环己醇匹配率为83%。

2.2　标准曲线的绘制

从色谱图（图1）上可以看出，甜蜜素衍生产物呈两个色谱峰，我们称之为目标峰和干扰峰，目标峰即环己醇亚硝酸酯。标样处理完成后，将正己烷提取产物立即用气相色谱仪分析，以目标峰峰面积计算，做出的标准曲线在1～5mg/L范围内线性关系良好，相关系数r=0.9983，如图2，且回收率在90%以上。

2.3　环己醇亚硝酸酯回收率随时间的变化趋势

为了研究时间的变化和甜蜜素两个衍生产物之间转化的规律，每隔8h分析一次标样，浓度为1mg/L，通过目标峰的峰面积计算环己醇亚硝酸酯的回收率。结果显示，随着时间的推移，目标峰逐渐变小，干扰峰逐渐变大，环己醇亚硝酸酯的回收率越来越低。通过图3绘制的曲线可以看出，在最初的24h之内，目标物回收率相对稳定，在85%～95%之间，受干扰物的影响较小，但是24h之后，目标物就会逐渐转化成干扰物，回收率明显减少，到了72h，回收率基本为零。因此，检测食品中甜蜜素含量时，应该在样品处理完24h内完成检测，才能保证检测结果准确可靠。

3　结论

国家标准方法中规定的甜蜜素的检测方法为，在硫酸介质中甜蜜素与亚硝酸钠反应，生成环己醇亚硝酸酯，通过环己醇亚硝酸酯的色谱峰对甜蜜素进行定性和定量，标准中并未提出检测时间的问题。但实际工作中，我们发现甜蜜素衍生产物在色谱图上呈现两个色谱峰，除了环己醇亚硝酸酯外还有一个干扰峰，而且环己醇亚硝酸酯会随着时间的变化逐渐减少，影响了检测结果的稳定性和准确性。本文通过研究，首先定性了甜蜜素衍生物的两个色谱峰，即目标峰为环己醇亚硝酸酯，干扰峰为环己醇，生成的环己醇亚硝酸酯会逐渐转化成环己醇。其次通过对不同时间段的目标产物回收率进行分析，表明样品处理完之后应在24h之内上机检测，才能确保检测结果的准确可靠，因此本文对国标中甜蜜素检验方法的完善和发展具有一定意义，为今后甜蜜素检验的创新奠定基础。

参考文献

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[2] 赵耀. 食品工业, 2004, 15(8): 136-138.

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[6] 周路明, 李忠, 苟健, 等. 理化检验化学分册, 2009, 45(4): 476-477.

[7] 刘剑波, 廖燕芝. 食品与机械, 2007, 23(3): 138.

[8] 宋瑞霞, 谢翔燕. 食品研究与开发, 2008, 29(1): 128-130.

[9] 中华人民共和国卫生部. GB/T5009.97—2003, 食品中环己基氨基磺酸钠的测定[S].

作者简介：赵小珍，女(汉)，工程师，硕士研究生，研究方向为食品中微生物、添加剂和农药残留的检测。E-mail: zhaoxiaozhen1982@126.com