提取時間等因素對果脯類食品甜蜜素測定結果的影響

□忻 琦

（浙江經貿職業技術學院 浙江 杭州 310018）

提取時間等因素對果脯類食品甜蜜素測定結果的影響

□忻 琦

（浙江經貿職業技術學院 浙江 杭州 310018）

利用氣相色譜法，通過超時浸漬、超時超聲和加堿中和對果脯樣品中甜蜜素含量的樣品前處理進行實驗，結果表明超時浸漬、超聲和加堿中和對果脯中甜蜜素提取結果有顯著的影響。對果脯類粘稠復雜的食品進行甜蜜素提取時可通過超時浸漬、超時超聲和加堿中和來提高甜蜜素提取率。

果脯類食品；甜蜜素提取；提取時間；影響

環己基氨基磺酸鈉（Sodium Cyclamate）俗稱甜蜜素[1]，是一種比較常見的非營養添加甜味劑，甜度約為蔗糖的40～50倍[2]，是我國常用的甜味添加劑之一。口服甜蜜素不會在體內形成積累，但是過量攝入會對人體的肝臟和神經系統造成危害。

隨著科學技術的進步、設備精密度的提高，在甜蜜素的測定方面，一些學者和專業技術人員進行了大量的技術探討，其中關于氣相色譜儀條件優化的研究[3]探討較多，對食品中甜蜜素測定效率的提高做出了很多貢獻，但對食品前處理過程的優化較少。我國食品中甜蜜素的測定廣泛采用氣相色譜法，然而根據國標（GB5009.97-2016）[2]對于果脯、蜜餞、涼果等試樣制備的過程復雜繁瑣，準確率和效率低[2,5]，對于甜蜜素試樣前處理的優化需要進一步探討，尤其提取時間方面的優化。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

儀器：Agilent 7890A型氣相色譜儀帶自動進樣器配備氫火焰離子化檢測器（美國安捷倫柯基有限公司）；色譜柱：HP-5（30m*320μm*0.25μm）。

標準物質：食品甜味劑環己基氨基磺酸鈉標準溶液（GBW(E)100027）。

試劑：亞硝酸鈉（AR，滬試）；硫酸（AR，98%，滬試）；氯化鈉（AR，滬試）；氫氧化鈉（AR，滬試）；丙酮（AR，滬試）；正庚烷（GCS,沃凱）。

實驗食品樣品為：華味亨，吃不厭話梅。

1.2 試劑配制

1.2.1 試劑配制。氫氧化鈉溶液（10g/L）：稱取50g氫氧化鈉，溶于水，轉移至容量瓶并稀釋至500mL，混勻。

硫酸溶液（200g/L）：稱取54g硫酸，小心緩緩加入300mL水，轉移至容量瓶并稀釋至500mL，混勻。

亞硝酸鈉溶液（50g/L）：稱取25g氫氧化鈉，溶于水，轉移至容量瓶并稀釋至500mL，混勻。

1.2.2 標準溶液配制。環己基氨基磺酸鈉（5.00mg/mL）：精確稱取0.5612g環己基氨基磺酸鈉標準品，用水溶解并定容至100mL，混勻，此溶液1.00m相當于環己基氨基磺酸5.00mg（環己基氨基磺酸鈉與環己基氨基磺酸的換算系數為0.8 909）。

環己基氨基磺酸標準使用液（1.00mg/mL）：準確移取20.0mL環己基氨基磺酸標準儲配液用水稀釋定容至100mL，混勻。

1.2.3 樣品制備。按照國標，果脯蜜餞屬于低脂、低蛋白樣品。樣品從包裝中取出，用剪刀剪開去核、剪碎，集中于研磨皿中。搗碎，研磨至粘稠糊狀，并充分混勻。

1.3 實驗方法

由于果脯樣品粘稠復雜的性質，研磨果脯樣品非常費時費力，且效果很差。而制作果脯的過程中，原材料經過超長時間的浸潤，甜蜜素等添加劑已經深入樣品中，想要完全提取出來非常不易。針對果脯樣品難以提取的特性，本文采用國標法、超時浸漬法和超時超聲法分別對同一批樣品進行提取，并上機測試相應試樣提取出的甜蜜素的濃度，比較各方法的效果，并分析是否可用于實際的甜蜜素測試工作中。

除此之外，實驗分析發現，果脯樣品在加水提取的過程中，呈很強的酸性。由于甜蜜素在酸性條件下會緩慢分解，本文還通過對比不加堿中和和加堿中和兩組試樣測得的甜蜜素濃度，來進一步分析加堿中和的必要性。

1.3.1 國標標準樣品前處理。稱取5.0g左右打碎混勻樣品于50mL離心管中，加30mL水，振搖，超聲提取 20min，混勻，離心（3 000r/min）10min，過濾，用水分次洗滌殘渣，收集濾液并定容至50mL，混勻備用。[2]

1.3.2 超時浸漬樣品前處理。稱取5.0g左右打碎混勻樣品于50mL離心管中，加30mL水，振搖，置于18℃環境下，分別浸漬 8、16、24、32h，超聲提取20min，混勻，離心（3 000r/min）10min，過濾，用水分次洗滌殘渣，收集濾液并定容至50mL，混勻備用。

1.3.3 超時超聲提取樣品前處理。稱取5.0g左右打碎混勻樣品于50mL離心管中，加30mL水，振搖，分別超聲提取 20min、1h、2h、4h，混勻，離心（3 000r/min）10min，過濾，用水分次洗滌殘渣，收集濾液并定容至50mL，混勻備用。

1.3.4 加堿中和樣品前處理。稱取5.0g左右打碎混勻樣品于50mL離心管中，加30mL水和0.5mL 10g/mL的NaOH溶液，振搖，超聲提取20min，混勻，離心（3 000r/min）10min，過濾，用水分次洗滌殘渣，收集濾液并定容至50mL，混勻備用。

1.3.5 加堿中和超時浸漬樣品前處理。稱取5.0g左右打碎混勻樣品于50mL離心管中，加30mL水和0.5mL 10g/mL的NaOH溶液，振搖，置于18℃環境下，分別浸漬 8、16、24、32h，超聲提取 20min，混勻，離心（3 000r/min）10min，過濾，用水分次洗滌殘渣，收集濾液并定容至50mL，混勻備用。

1.3.6 加堿中和超時超聲提取樣品前處理。稱取5.0g左右打碎混勻樣品于50mL離心管中，加30mL水和0.5mL 10g/mL的NaOH溶液，振搖，超聲提取20min、1h、2h、4h，混勻，離心（3 000r/min）10min，過濾，用水分次洗滌殘渣，收集濾液并定容至50mL，混勻備用。

1.3.7 酸性對甜蜜素分解影響的實驗。通過比較兩組標準物質（初始濃度0.20mg/mL），一組加硫酸調節pH值低于1，另一組保持中性，同時放在25℃室溫下，于 0、4、8、16、24 時后進行衍生化，測定其中甜蜜素含量，制甜蜜素濃度關于時間的曲線圖。

1.3.8 超時浸漬對甜蜜素提取影響的實驗。通過比較兩組果脯樣品，一組試樣采取不加堿超時浸漬處理，一組采用加堿超時浸漬處理。兩組在浸漬過程中，保存于18℃環境中。分別于浸漬8、16、24、32h后進行衍生化并上機測試，同時以一組國標法測定結果為參照，結果繪制甜蜜素濃度關于時間的曲線圖。

1.3.9 超時超聲對甜蜜素提取影響的實驗。通過比較兩組果脯樣品，一組試樣采取不加堿超時超聲處理，一組采用加堿超時超聲處理。兩組在超聲過程中，使用循環水維持水溫不變。分別于超時20min（國標法）[2]和1、2、4個小時后進行衍生化并上機測試，結果繪制甜蜜素濃度關于時間的曲線圖。

1.3.10 衍生化。準確移取10mL已制備好的試樣溶液，預冰浴10min；保持冰浴并加入2.5mL硫酸溶液，2.5mL亞硝酸鈉溶液，蓋緊蓋子，立即震蕩，然后加入5.0mL正庚烷并迅速蓋緊蓋子，搖勻；繼續冰浴30min，期間震蕩5次；加入2.5g氯化鈉，蓋緊蓋子后在漩渦混合器上震動1min；靜置20min后備用。

1.4 測定

分別用自動進樣器注入1μL經衍生化處理的標準系列各濃度上清液入氣相色譜儀中，可測得不同濃度被測物的響應值峰，以濃度為橫坐標，以環己醇亞硝酸酯和環己醇[6]兩峰面積之和為縱坐標，繪制標準曲線。

在完全相同的條件下進樣1μL經衍生化的試樣上清液，保留時間定性，測得峰面積，根據標準曲線得到樣液中的組份濃度，平行測定兩次。

1.4.1 色譜條件。進樣口：210℃，分流比2：1，隔墊吹掃流量30mL/min；

色譜柱：載氣為氮氣，1.2mL/min；

柱溫箱程序升溫：初始溫度50℃；以10℃/min升溫到180℃，保持2min；以8℃/min升溫到210℃，保持5分鐘；尾吹流量30mL/min；

檢測器：溫度300℃，氫氣30mL/min,空氣300mL/min。

1.4.2 分析結果的表述。試樣中環己基氨基磺酸含量按下式計算：

X3——試樣中環己基氨基磺酸的含量，單位為毫克每千克（mg/kg）；

c——由標準曲線計算出的試樣溶液中環己基氨基磺酸的濃度，單位為微克每毫升（μg/mL）；

V——試樣的定容體積，單位為毫升（mL），本實驗為50mL；

m——試樣的質量，單位為克（g）。

2 結果分析

2.1 色譜圖

在實驗條件下進行氣相色譜分析得到部分色譜圖如下圖1～5所示:

圖1 國標標準法測定果脯中甜蜜素含量的色譜圖

圖1為用國標標準方法測定的果脯甜蜜素含量的色譜圖，其中甜蜜素a、b分別代表環己醇亞硝酸酯和環己醇，對應的保留時間分別為4'41"和4'57"。其基線穩定，雜峰數量極小，甜蜜素衍生化兩組分出峰良好。測定甜蜜素含量為0.190mg/mL。

圖2 超時浸漬法測定果脯中甜蜜素含量的色譜圖

圖2為在國標基礎上，未加堿中和超時浸漬32h的色譜圖，其中甜蜜素a、b分別代表環己醇亞硝酸酯和環己醇，對應的保留時間分別為4'41"和4'57"。其基線穩定，雜峰數量極小，甜蜜素衍生化兩組分出峰良好。測定甜蜜素含量為0.175mg/mL。

圖3 超時超聲法測定果脯中甜蜜素含量的色譜圖

圖3為在國標基礎上，未加堿中和超時超聲提取4h的色譜圖，其中甜蜜素a、b分別代表環己醇亞硝酸酯和環己醇，對應的保留時間分別為4'41"和4'57"。其基線穩定，雜峰數量極小，甜蜜素衍生化兩組分出峰良好。測定甜蜜素含量為0.204mg/mL。

圖4 加堿超時浸漬法測定果脯中甜蜜素含量的色譜圖

圖4為在國標基礎上，加堿中和并超時浸漬32小時的色譜圖，其中甜蜜素a、b分別代表環己醇亞硝酸酯和環己醇，對應的保留時間分別為4'42"和4'57"。其基線穩定，雜峰數量極小，甜蜜素衍生化兩組分出峰良好。測定甜蜜素含量為0.248mg/mL。

圖5為在國標基礎上，加堿中和并超時超聲提取4小時的色譜圖，其中甜蜜素a、b分別代表環己醇亞硝酸酯和環己醇，對應的保留時間分別為4'42"和4'57"。其基線穩定，雜峰數量極小，甜蜜素衍生化兩組分出峰良好。測定甜蜜素含量為0.213mg/mL。

圖5 加堿超時超聲提取法測定果脯中甜蜜素含量的色譜圖

2.2 不同因素的影響分析

2.2.1 加堿中和。甜蜜素在酸性環境下會緩慢分解，且這種分解只能發生在衍生化之前。這種分解會造成甜蜜素測定結果偏低，如果分解時間過長，會造成比較大的影響。在樣品前處理過程中加堿中和酸性能有效抑制這種分解。

本實驗通過超長時間對比甜蜜素在中性和酸性環境下久置，不同時間下濃度的變化，研究甜蜜素在酸性條件的分解情況。本實驗結果顯示，甜蜜素在酸性條件下會分解，但是比較緩慢，如圖6所示24h只分解了10%，因此，從果脯中提取甜蜜素前處理時間比較長時，應進行加堿中和，以確保提取效果。

圖6 酸性條件下甜蜜素分解情況

孫靖茹的研究也發現[7]，在液相色譜法測定甜蜜素的過程中，因為本身流動相為弱堿性，所以某些情況下酸堿性可能會造成保留時間不一致。加堿中和也可以保持各樣品保留時間的一致性。

2.2.2 超時浸漬。浸漬是一種常用的提取辦法，對于果脯來說，是腌制的逆過程。浸漬的優點是操作簡單，樣品打碎研磨后泡在水中就可以了，只要容器沒有限制，可以非常大批量的制備樣品。但是浸漬的缺點也很明顯，浸漬過程比較緩慢，而且由于果脯本身酸性比較強，浸漬過程中甜蜜素可能會分解。

如下圖7所示，本實驗結果表明，在加堿抑制甜蜜素分解的情況下，浸漬超過24h后，含量已經高出24.5%；浸漬超過32h后，甜蜜素的含量可高出25.6%。而不加堿組的濃度在浸漬超過24h后，因為甜蜜素分解的含量開始下降。這說明超時浸漬在提取果脯中的甜蜜素有顯著影響。

2.2.3 超時超聲提取。超聲提取是一種非常實用而有效的快速提取方法，然而對于果脯等粘稠且復雜的樣品來說，國標的超聲提取20min是遠遠不夠的。

本實驗結果如下圖8所示，加堿的試樣對超聲靈敏度要高于不加堿的試樣。4h的超時超聲后，不加堿的試樣的濃度提高了7.9%，加堿的試樣則為10.9%。說明超聲的確能有效提取果脯中的甜蜜素，但是4h的超聲仍然無法比較完全提取出浸潤在樣品中的甜蜜素。

圖7 超時浸漬法測定果脯中甜蜜素含量結果

圖8 超時超聲法測定果脯中甜蜜素含量結果

簡單的超聲效果非常有限，圖8中可以看出，即使超聲超時到4個小時，仍然只提高了10.9%的濃度。而1小時左右，濃度關于超聲時間曲線的斜率是驟降的，說明超聲提取的效果已接近極限，想要盡可能完全提取果脯試樣中的甜蜜素，超聲時間應加長。

白艷玲[8]等的研究中，也同時采用了超聲和浸漬兩種方法，得出了一些食品樣品經過浸漬2h后超聲30min可以達到超聲平衡的結論。

結束語

加堿中和、超時浸漬和超時超聲都對果脯中甜蜜素的提取有顯著影響。其中超時浸漬方法可以更完全地提取果脯中的甜蜜素；超時超聲方法可以更快的提取果脯中的甜蜜素；加堿中和的方法則可以抑制超長時間浸泡下甜蜜素的分解并有助于食品樣品解構，使樣品更加均勻而不黏連。

在處理類似于果脯一類的粘稠復雜的食品樣品過程中，前處理階段超時處理必不可少，并配套加堿中和。樣品前處理中延長超聲時間，并合理加入8～16h的浸漬時間，會更有助于提高甜蜜素檢測的準確性。

[1]中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.GB 1886.37-2015食品安全國家標準 食品添加劑 環己基氨基磺酸鈉（又名甜蜜素）[S].北京:中國標準出版社,2015.

[2]中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.GB 5009.97-2016食品安全國家標準 食品中環己基氨基磺酸鈉的測定[S].北京:中國標準出版社,2016.

[3]程水連,王澤科,祝正輝.氣相色譜外標法測定食品中甜蜜素含量方法的改進[J].食品與機械,2013，29(2):85～87.

[4]徐嘉,王學連,楊曉燕,等.GCMS檢測食品中的甜蜜素[J].廣州化工,2016,44(12):124～126.

[5]向仲朝,羅赟.高效液相色譜測定食品中環己基氨基磺酸鈉的提取方法研究[J].現代預防醫學,2012,39(11):2822～2823,2828.

[6]史玉坤,喻利娟.甜蜜素衍生產物的色譜/質譜確定[J].中國衛生檢驗雜志,2006,16(5):617～618.

[7]孫靖茹,董倩.酸堿性對液相色譜串聯質譜法測定酒類中甜蜜素的影響[J].釀酒,2017,44(3):38～40.

[8]白艷玲,王麗玲.超聲提取氣相色譜法快速測定食品中甜蜜素含量的研究[J].中國熱帶醫學,2004,4(2):190～191.

1004-7026（2017）16-0074-04

O657.71;TS207.3

A

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.16.050

忻琦（1993.9-），本科，實驗助理，研究方向：化學檢測。