溫度對飲料中甜蜜素的轉化率及定量分析的影響

◎ 王東銘，王麗萍，秦蕓樺，陳 瑜，袁 舟

（浙江公正檢驗中心有限公司，浙江 杭州 311305）

甜蜜素又稱環己基氨基磺酸鈉，通常是指環己基氨基磺酸的鈉鹽或鈣鹽。甜蜜素的甜味純正，甜度通常認為是蔗糖的30倍，在美國曾成為一種消費量很大的人工甜味劑，被公認為是安全物質，這種情況一直持續到1969年。1970年，美國國家科學院研究委員會收到有關甜蜜素為致癌物的實驗證據，美國食品與藥物管理局（FDA）為此立即發布規定嚴格限制使用甜蜜素[1]。

1982年9月，Abbott實驗室和能量控制委員會在大量試驗事實的基礎上，以最新的研究事實證明甜蜜素的食用安全性，許多國際組織也相繼發表大量評論明確表示甜蜜素為安全物質，但FDA至今還沒有解決這個問題。盡管如此，目前仍有許多國家（包括我國）繼續承認甜蜜素的甜味劑地位，允許甜蜜素的使用。

根據我國《食品添加劑使用衛生標準》（GB 2760—2014）規定，甜蜜素可以作為甜味劑，其使用范圍為：①水果罐頭、腐乳類、餅干和果凍等，最大使用量為0.65 g·kg-1。②蜜餞涼果、果醬、熟制豆類等，最大使用量為1.0 g·kg-1。③面包與糕點等，最大使用量為1.6 g·kg-1。④涼果類、話化類等，最大使用量為8.0 g·kg-1[2]。對于甜蜜素的測定，由于檢測標準方法中要求在冰浴中進行衍生反應，本文針對不同溫度對衍生產物轉化率以及其定量分析的影響做了一定的分析研究。

1 材料與方法

1.1 儀器設備

氣相色譜儀Agilent6890（美國安捷倫公司配7693自動進樣器、氫火焰離子化檢測器）、旋渦混合器、離心機、Agilent DB-5色譜柱（15 m×250 μm×0.25 μm）。

1.2 色譜分析條件

進樣量1.0 μL；氣化室溫度250 ℃；分流比10∶1；載氣-恒流模式，流速為1.0 mL·min-1；程序升溫柱箱初始溫度為60 ℃并停留1 min，以10 ℃·min-1升溫至100 ℃停留3 min，最后升溫至250 ℃停留5 min；檢測器溫度250 ℃；空氣流速350 mL·min-1，H2流速：35 mL·min-1，檢測器尾吹流速 25 mL·min-1。

1.3 實驗方法

通過制備對應濃度標準點與飲料樣品試樣，在0 ℃（冰水浴）、5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃ 5個溫度條件下，進行衍生化反應，并在各溫度條件下制作標準曲線，校準對應溫度下飲料樣品的衍生產物測試濃度，記錄對應衍生產物環己醇亞硝酸酯、環己醇與兩種產物總的峰面積[3]，峰面積分別用S己醇亞硝酸酯、S環己醇與S總表示，并對兩種產物的轉化率及定量分析進行數據分析[4]。

稱取飲料25.0 g至50 mL容量瓶中，用移液管從容量瓶中分取10.0 mL試液于50 mL帶蓋離心管中，準確加入5 mL正庚烷，2.5 mL 50 g·L-1亞硝酸鈉溶液，2.5 mL 200 g·L-1硫酸溶液搖勻，在0 ℃（冰水浴）、5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃等溫度條件下衍生反應30 min，期間不時搖動以促進衍生反應，反應完畢后，在離心管中加入2.5 g氯化鈉，加蓋搖勻后置旋渦混合器上振動1 min，期間搖勻1次，待靜置分層后吸取1.0 mL上層正庚烷層于進樣瓶中（若難以分層，則吸出正庚烷層于離心管中進行離心分離再行吸取），將試樣在1.2色譜分析條件下分析[5]。

2 結果與分析

2.1 溫度對衍生化效率的影響

不同溫度對衍生反應的影響見表1。以S總作為衍生化效率，不同溫度對甜蜜素衍生化效率的影響見圖1與表2。由圖1與表2可知，以衍生反應溫度為0 ℃（冰水浴）中甜蜜素轉化為環己醇亞硝酸酯與環己醇的衍生轉化率為基準，衍生反應溫度在5 ℃時，衍生轉化率降低5.37%；衍生反應溫度在15 ℃時，衍生轉化率升高1.05%，衍生反應溫度在25℃時，衍生轉化率降低9.86%；衍生反應溫度在35 ℃時，衍生轉化率下降16.9%，下降較為明顯。

表2 不同溫度相對冰水浴衍生化效率相對偏差表

圖1 不同溫度對甜蜜素衍生化效率變化趨勢圖

表1 不同溫度對衍生反應的影響表

續表1

2.2 溫度對定量分析的影響

以各溫度下的校準曲線對飲料試樣的校準濃度進行定量分析，見圖2。由圖2與表3可知，以衍生反應溫度為0 ℃（冰水浴）中甜蜜素校準濃度為基準，衍生反應溫度為5 ℃時，甜蜜素校準濃度降低4.16%；衍生反應溫度為15 ℃時，甜蜜素校準濃度升高1.19%；衍生反應溫度為25 ℃時，甜蜜素校準濃度降低2.12%；衍生反應溫度為35 ℃時，甜蜜素校準濃度升高3.23%。

圖2 不同溫度對甜蜜素定量分析變化趨勢圖

表3 不同溫度相對冰水浴校準濃度相對偏差表

3 結論

實驗結果表明，從甜蜜素轉化率來看，以衍生反應溫度為0 ℃（冰水浴）中甜蜜素轉化為環己醇亞硝酸酯與環己醇的衍生轉化率為基準，在衍生反應溫度為5 ℃與15 ℃時，轉化率分別降低5.37%與升高1.05%，仍在誤差范圍內，衍生反應溫度為25 ℃與35 ℃時，轉化率分別降低9.86%與16.9%，已超出誤差范圍，由此可見，甜蜜素在各溫度條件下的轉化率差別較大，尤其是衍生反應溫度在25 ℃與35℃特別突出；從甜蜜素校準濃度來看，以衍生反應溫度為0 ℃（冰水浴）中甜蜜素校準濃度為基準，其他各衍生反應溫度下的校準濃度相對偏差均在5%以內，滿足國家標準方法《食品安全國家標準 食品中環己基氨基磺酸鈉的測定》（GB 5009.97—2016）中“在重復性條件下獲得的兩次獨立測定結果的絕對差值不得超過算術平均值的10%”的要求。因此甜蜜素的反應條件在溫度方面對其定量分析的影響較小。