氣相色譜外標法測定食品中甜蜜素含量方法的改進

程水連 王澤科 祝正輝

CHENG Shui-lian WANG Ze-ke ZHU Zheng-hui

（1.益陽市食品質量安全監督檢驗中心，湖南 益陽 413000；2.益陽市環境監測站，湖南 益陽 413000）

(1.Yiyang Food Quality Safety Supervison and Inspection Center,Yiyang,Hunan 413000,China；2.Yiyang EnvironmentalMonitoring Station,Yiyang,Hunan 413000,China)

甜味劑環己基氨基磺酸鈉俗稱甜蜜素，在高甜度甜味劑中，其甜度是最低的，甜度為蔗糖的30～80倍。其風味較自然，后苦不明顯，熱穩定性高，是不被人體吸收的低熱能甜味劑。甜蜜素與糖精具有協同作用，價格低于天門冬酰苯丙氨酸甲酯，甜度高、熱量低、不易發生齲齒、安全性高，在代謝過程中不受胰島素的控制，不會引起肥胖癥和血壓升高，適合糖尿病、肥胖癥患者食用，這諸多優點使得甜蜜素已成為目前中國食品行業中應用最多的一種甜味劑，廣泛用于醬菜類、調味汁、糕點、配制酒和飲料等食品中[1-3]。中國GB 2760——2011規定甜蜜素最大使用量為0.65 g/kg，但如果經常食用甜蜜素含量超標的飲料或其他食品，就會因攝入過量對人體的肝臟和神經系統造成危害，特別是對代謝排毒的能力較弱的老人、孕婦、小孩危害更明顯[4]。隨著國家及普通消費者對食品安全監督的日益重視和關注，建立甜蜜素的科學檢測方法具有顯著的重要性和必要性。

甜蜜素的含量檢測目前常采用《食品中環己基氨基磺酸鈉的測定》(GB/T 5009.97——2003)中的第一種方法，即氣相色譜法，該方法先把試樣在酸性介質中與亞硝酸鈉反應，將甜蜜素轉化為環己醇亞硝酸酯后，以環己醇亞硝酸酯為目標檢測峰，利用甜蜜素標準品制成的標準曲線進行測定。但該方法在檢測時會出現兩個峰(見圖1)，先出現主峰環己醇亞硝酸酯(保留時間：3.389 min)，緊接著出現環己醇小峰(保留時間：3.550min)。推其可能的原因是，試樣在冰浴條件下的酸性介質中處理，環己醇亞硝酸酯可能在酸的催化作用下，或者正己烷提取液中殘存的微量酸和水在色譜柱的較高溫度下將少量該環己醇亞硝酸酯轉化為環己醇。該測定方法由于少量副產物環己醇的產生將導致測定的結果偏低，同時，測定的重現性也會受到影響。GB/T 5009.97——2003中的第一法試驗表明，環己醇的含量將隨著試樣酸性處理時間的延長和試液溫度的上升而加劇，若采用進一步在堿性條件下水解，環己醇亞硝酸酯的峰可以完全消失(見圖2)，表明在堿性條件有利于向生成醇的方向轉變[5]，從而使水解進行徹底。本研究利用在堿性條件下水解時環己醇亞硝酸酯有利于向生成醇的方向轉變這一條件，甜蜜素的含量檢測完全可以通過氣相色譜外標法間接測定樣品酯化后的水解產物環己醇的含量[6]，實現準確測定甜蜜素含量。本試驗對GB/T 5009.97——2003食品中的甜蜜素測定第一法氣相色譜法檢測甜蜜素含量方法進行了改進。將目標檢測峰從原方法中的環己醇亞硝酸酯改為其水解產物環己醇，該方法在原有方法試樣前處理過程中增加了一步NaOH堿性水解過程，本檢測方法的試樣處理要點在于：在冰浴甚至冰鹽浴并攪拌的條件下，利用硫酸和亞硝酸鈉將甜蜜素最大限度轉化為環己醇亞硝酸酯，再通過對水解液的堿性、反應溫度和時間的控制將環己醇亞硝酸酯完全水解為環己醇。

圖1 未經水解處理的甜蜜素反應液的氣相色譜圖Table1 GC Spectrum of the reaction solution of Sodium Cyclamate withouthydrolysis

圖2 經水解處理的甜蜜素反應液的氣相色譜圖Table2 GC Spectrum of the reaction solution of Sodium Cyclamate by Hydrolysis

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

正己烷：分析純（質量分數為98.0%），湖南匯虹試劑有限公司；

氯化鈉：分析純（質量分數為99.5%），湖南匯虹試劑有限公司；

亞硝酸鈉：分析純（質量分數為99.0%），長沙市有機試劑廠；

50 g/L亞硝酸鈉溶液：稱取5 g亞硝酸鈉，用水定容至100mL；

濃硫酸：分析純（質量分數為98.0%），株洲石英化玻有限公司；

100 g/L硫酸溶液：量取濃硫酸5.5mL濃硫酸，定容至100mL；

氫氧化鈉：分析純（質量分數為96.0%），廣東光華化學廠有限公司；

40 g/L氫氧化鈉溶液：稱取4 g氫氧化鈉，用水定容至100mL；

環己醇：色譜純（質量分數為99.5%），天津市光復精細化工研究所；

甜蜜素標準品：質量分數為99.0%，德國Dr.Ehrenstorfer公司；

旋渦混合器：XW-80A型，上海滬西分析儀器廠有限公司；

電子天平：FR2007型，上海越平科學儀器有限公司

氣相色譜儀（附火焰離子化檢測器（FID））：GC-2010型，日本島津公司。

1.2 方法

1.2.1 色譜條件 色譜柱：30 m×0.53 mm（內徑）×1.5μm（膜厚）Rtx-1毛細管柱;檢測器：氫火焰離子化檢測器（FID）；流速：載氣（N2）30mL/min，空氣 100 mL/min，氫氣 40 mL/min。溫度：柱溫采用程序升溫，起始溫度為50℃，保留3 min，以80℃/min上升到220℃，保留5 min，汽化室溫度為220℃，無分流，檢測器溫度為250℃；進樣量：1μL[7-9]。

1.2.2 樣品處理

(1)液體試樣：搖勻后直接稱取。含二氧化碳的試樣先加熱除去，含酒精的試樣加40 g/L氫氧化鈉溶液調至堿性，于沸水浴中加熱除去，制成試樣。

(2)固體試樣：涼果、蜜餞類、醬菜類試樣將其剪碎制成試樣。

1.2.3 分析步驟

(1)樣品制備：① 液體試樣：稱取20.0 g試樣于100 mL帶塞比色管，置冰浴中。②固體試樣：稱取2.0 g己剪碎的試樣于100mL帶塞比色管，置冰浴中。

(2)測定：① 標準曲線制備：準確稱取0.012 5 g環己醇（色譜純）于50 mL容量瓶中，用正己烷溶解并定容至刻度，搖勻作儲備液。分別量取儲備液 0，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00mL于25mL容量瓶中，用正己烷定容至刻度，搖勻。此時的濃度分別為 20.0，40.0，60.0，80.0，100.0 μg/mL 的環己醇標準品溶液。②樣品的處理：樣品管置于冰浴中，加入5mL 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30min，并經常搖動[10]，然后置于熱水浴中加入40 g/L氫氧化鈉溶液，調至pH為10，大約30 min后，將試液冷卻至室溫，準確加入10 mL正己烷，5 g氯化鈉，搖勻后置漩渦混合器中振動1 min（或振搖100次），待靜止分層后取上層清液進行氣相色譜分析。

(3)甜蜜素的計算：

式中：

X——試樣中環己基氨基磺酸鈉的含量，g/kg；

m——試樣質量，g；

10——加入正己烷的定容體積，mL；

2.01 ——環己基氨基磺酸鈉的摩爾質量是環己醇的摩爾質量的倍數；

m1——測定樣品中環己醇的含量，μg/mL。

2 結果與討論

2.1 精密度和加標回收率的測定

在已知質量濃度的樣品中加入5個質量濃度水平的標準品溶液，制備成樣品，每個樣品連續測定5次，測定精密度和加標回收率（見表1），精密度在4.09%～4.28%，加標回收率在94.60%～96.22%。

2.2 兩種測定方法的精密度比較

本試驗利用0.217 2mg/mL甜蜜素標準溶液進行了本檢測方法和GB/T 5009.97——2003中的第一種方法的精密度比對試驗。測定結果見表2。

由表2可知，本方法的測定結果比GB/T 5009.97平均提高檢出率3.77%，說明本方法較GB/T 5009.97具有更高的準確性。

表1 精密度和回收率的測定Table1 Determination ofRSD and recovery rate（n=5）

表2 兩種方法測定結果的比較Table2 Comparison ofdetermination resultsby twomethods

3 結論

本試驗建立了通過測定環己醇含量來準確測定甜蜜素的分析方法，該檢測方法在樣品前處理時通過加NaOH使水解完全生成環己醇，這樣避免了GB/T 5009.97——2003方法在試樣前處理及檢測過程中有少量副產物環己醇對甜蜜素含量檢測的準確性及重現性的影響。試驗結果表明：該方法水解簡單、完全，對甜蜜素的檢測準確，簡便，為食品中甜蜜素含量檢測提供了一種更為科學、精確度更高的好方法。

1 食品添加劑環己基氨基磺酸鈉（甜蜜素）[EB/OL].（2006-08-26）[2009-02-01].http://www.cdfpm.cn/faic.cn/saf/saf.asp？id=42.

2 中華人民共和國衛生部.GB 2760——2011食品添加劑使用標準[S].北京:中國標準出版社,2011.

3 LYWDF.關于出口食品中甜蜜素、糖精鈉等的安全衛生問題[EB/OL].（2004-08-22)[2009-02-01].http://bbs.foodmate.net/thread 11292-1-1.htm l.

4 張均媚，劉偉娟，薛剛.含乳飲料中甜蜜素的測定[J].食品研究與開發，2005,26(1):136～138.

5 邢其毅，徐瑞秋，裴偉偉，等.基礎有機化學[M].第3版.北京：高等教育出版社，2005.

6 劉波平，江海亮，羅香，等.氣相色譜法測定柴胡注射液中環己醇[J].分析實驗室，2002,9(5):18～19.

7 曹玉發,徐燕.淺談白酒中甜蜜素檢測方法的研究[J].科技風,2009,20(10)：261～264.

8 李小杏,經輝.氣相色譜法測定飲料中的甜蜜素的含量[J].廣西輕工業,2008(10)：5～6.

9 蘇建國,陳枚,李歆,等.氣相色譜內標法測定食品中甜蜜素含量[J].監督與選擇,2006(8):58～59.

10 中華人民共和國衛生部提出，中國國家標準化管理委員會.GB/T 5009.97——2003食品中環己基氨基磺酸鈉的測定[S].北京：中國標準出版社，2003.