試論毛細管氣相色譜法測定食品中的甜蜜素

◎ 周 琦

（費縣檢驗檢測中心，山東 臨沂 277700）

甜蜜素的化學名稱為環己基氨基磺酸鈉，屬于水溶性甜味劑，其甜度是蔗糖的50倍左右，且價格低廉，但攝入過量會導致人體肝腎系統受損，不利于人體健康。現階段，在我國的食品加工中允許適度應用甜蜜素。但一些廠家為了改善食品的口感，會超范圍、超劑量的應用甜蜜素。通過毛細管柱氣相色譜檢測食品中甜蜜素的含量，效果精準，可提升甜蜜素檢測效果。

1 材料與方法

1.1 試劑

正庚烷[CH3(CH2)5CH3]、氯化鈉（NaCl）、石油醚（沸程為30～60 ℃）、氫氧化鈉（NaOH）、硫酸（H2SO4）、亞鐵氰化鉀{K4[Fe(CN)6]·3H2O}、硫酸鋅（ZnSO4·7H2O）、亞硝酸鈉（NaNO2）。

1.2 儀器與設備

氣相色譜儀：配有氫火焰離子化檢測器（FID）；渦旋混合器、離心機（轉速≥4 000 r·min-1）、超聲波振蕩器、樣品粉碎機、10 μL微量注射器、恒溫水浴鍋、天平。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

在進行毛細管氣相色譜法測定食品中的甜蜜素過程中，要進行樣品前處理，其具體方式如下：①液體試樣處理。將其搖均之后直接稱取10 g樣品，將其后置于50 mL具塞比色管之中。②固體試樣。糕點以及面包類的制成粉狀；而蜜餞、果脯等食品則通過粉碎機打磨形成粉狀或均勻漿狀液體，然后稱取2.0 g放置在研缽之中，加入少許海砂，研磨成干粉狀，利用漏斗導入到100 mL容量瓶，同時用水沖洗研缽，并將沖洗液轉移到容量瓶中，然后加水搖動，1 h后過濾獲得試樣，精準吸取10 mL置于50 mL具塞比色管。

1.3.2 樣品衍生以及提取

將樣品混合均勻之后，將50 mL具塞比色管放置在冰水浴中，加入2.5 mL亞硝酸鈉溶液，溶液濃度為50 g·L-1；再加入 2.5 mL 硫酸溶液，溶液濃度為 100 g·L-1，搖勻；然后在冰水浴中放置30 min后再次搖動，加入5.0 mL正庚烷、2.5 g氯化鈉，搖勻后通過旋渦混合器振動1 min，或振搖80次，靜置、分層后將正烷層析出，在10 mL的帶塞離心管中對其進行離心，將上層正庚烷通過氣相色譜儀進行分析處理。

1.3.3 樣品的測定分析

可將衍生的以及提取好的正庚烷提取液進樣通過1 μL在氣相色譜儀進行分析。

1.3.4 配制標準系列

精準稱取1.0 000 g的甜蜜素標準物質，加水溶解到定容為100 mL，將其配制形成濃度為10 mg·kg-1的標準溶液。取8支50 mL具塞比色管，分別加入10 mL水，然后再分別加入 0、0.002 5、0.012 5、0.05、0.10、0.25、0.50 mL和1.00 mL標準溶液，分別對應0、5、25、100、5 000、500、1 000 μg和2 000 μg的標準物質。

2 結果與分析

2.1 樣品預處理優化分析

將普通液體試樣搖勻后，稱取25.0 g試樣樣品，根據需求確定是否要進行過濾處理，通過水定容為50 mL備用。

稱取25.0 g試樣放置于燒杯中，通過氫氧化鈉溶液進行處理，調整pH至7～8，60 ℃水浴加熱30 min，清除酒精后放冷，用水定容到50 mL備用。

2.2 固體、半固體試樣的處理

處理低脂、低蛋白樣品，先稱取打碎后混勻的樣品3.00～5.00 g置于50 mL離心管中，加入30 mL水，振搖并超聲提取20 min，混勻后再離心（3 000 r·min-1）10 min后過濾，分次洗滌殘渣，收集濾液并定容至50 mL備用。

將高蛋白樣品放置于在250 mL燒杯，融化后攪拌均勻，稱取3.00～5.00 g置于50 mL離心管中，加入30 mL水，振搖并超聲提取20 min，再加入2 mL亞鐵氰化鉀溶液，混勻后加入2 mL硫酸鋅溶液，離心處理，通過3000 r/min的速度離心10 min后過濾，分次洗滌殘渣，收集濾液并定容至50 mL備用。

2.3 條件優化手段分析

2.3.1 色譜分析

國家標準GB 5009.97-2016中應用氣相色譜分離甜蜜素。色譜柱為弱極性石英毛細管柱，在管住內部涂5%苯基甲基聚硅氧烷，30 m×0.53 mm×1.0 μm或等效柱。分別吸取1 μL，通過衍生化處理標準系列各個濃度的清液，再注入氣相色譜儀中，測得不同濃度被測物產生的響應值峰面積，基于濃度作為橫坐標，環己醇硝酸以及環己醇兩峰面積相加獲得的和作為橫坐標，繪制標準曲線。

在相同的條件下進樣1 μL，通過衍生化出流后的試樣，通過待測液體上清液，獲得峰面積結果，綜合標準獲得組分濃度，如果清液響應值高于線性范圍，再通過正庚烷稀釋在對其進行分析。

2.3.2 柱溫升溫程序

初始溫度為55 ℃，保持時間為3 min，以10 ℃/min的速度升溫到90 ℃，且保持0.5 min，然后在以20 ℃/ min的速度將其升溫到200 ℃，并保持3 min。

2.3.3 進樣口

進樣口的溫度為230 ℃，其進樣量為1 μL，不分流/分流進樣，分流比為1∶5。而分流比和方式均可基于具體的色譜儀器條件進行合理調整和優化。

2.3.4 優化標準曲線制備

應用國標要求，進樣1～5 μL繪制標準曲線，在標準濃度出現變化的時候，如果存在操作失誤則就會造成整體曲線出現變化，這種變化不易發現。而因為正庚烷具有一定的揮發性，樣品在進樣口的時候很容易氣化，而進樣量的差異會導致樣品在進樣口氣化體積出現一定差異，因此無法獲得精準的濃度數值。如果標準管在實驗中出現的誤差則就會直接影響實驗結果的精準性。在實驗過程中，可以通過配制5個不同濃度的甜蜜素標準系列進行衍生，通過回歸計算的方式抵消誤差，保證試樣進樣量以及標準進樣量的相同性，使操作更加科學，結果更加精確。

2.4 線性范圍以及檢出限

分別吸取1 μL衍生化處理標準系列中不同濃度的溶液，將其注入到氣相色譜儀器中，可以測量5個濃度被測物的響應值峰面積，將濃度設為橫坐標，將對應的峰面積設為縱坐標，繪制標準的曲線，相關系數r=0.999 92。采用毛細管柱法測定的標準濃度的線性范圍是5～2 000 μg/mL，根據3倍基線確定檢出限濃度數值為1.5 μg/mL；液體取樣10 g，方法檢出限數值為0.8 mg/mL，方法定量限為2.5 mg·kg-1；固體取樣10 g，處理液定容體積為100 mL，將10 mL的衍生化計，此種方式檢出限設為 8 mg·kg-1，方法定量限為 25 mg·kg-1。

2.5 方法精準度以及精密度、回收率的測定分析

通過對蜜餞與飲料的樣品中加入標準曲線方位中不同濃度的標準溶液，將每個濃度平均分為6份，連續6 d，根據樣品處理的方式進行實驗處理，對日內以及日間精密度、絕對回收率進行分析。其中相對標準偏差要控制在1.19%～4.09%，絕對回收率為90.0%～104.0%。

2.6 樣品分析結果

分別將紅葡萄酒、蜜餞以及飲料中隨機選擇10份樣品測定甜蜜素含量，將衍生以及提取完成的正庚烷提取液進行分析，結果見表1。

表1 10份樣品的甜蜜素含量測定表

3 結論

通過萃取、衍生，提取樣品后利用毛細管柱氣相色譜儀對食品中的甜蜜素進行測定，具有高分辨率、高靈敏性、低檢出限以及測定速度快等顯著優勢，現階段應用較為廣泛，是一種較為精準的檢測方式。隨著科學技術手段的不斷提升，甜蜜素的測定方式勢必會更加靈敏、便捷，應用范圍也會更為廣泛。