徐　嘉，王學(xué)連，楊曉燕，鄭建明，周　立

(江蘇天瑞儀器股份有限公司，江蘇　昆山　215300)

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GCMS檢測(cè)食品中的甜蜜素

徐嘉，王學(xué)連，楊曉燕，鄭建明，周立

(江蘇天瑞儀器股份有限公司，江蘇昆山215300)

甜蜜素是食品生產(chǎn)中常用的添加劑,是一種常用甜味劑，其甜度是蔗糖的30～40倍,控制限量對(duì)人們的身體健康有重要意義。氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用為主要檢測(cè)方法，本方法對(duì)食品中環(huán)己基氨基磺酸鈉經(jīng)超聲提取后，在冰浴條件下，與亞硝酸鈉發(fā)生重氮化反應(yīng)生成衍生物環(huán)己醇亞硝酸酯，衍生物進(jìn)入氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行分離檢測(cè)。結(jié)果表明最低檢測(cè)限為800 μg/kg，即0.8 mg/kg，遠(yuǎn)低于限量要求。

甜蜜素；超聲提?。恢氐磻?yīng)；氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用

甜蜜素也叫環(huán)己基氨基磺酸鈉，是食品生產(chǎn)中常用的添加劑。甜蜜素式最常見的一種甜味劑，其甜度是蔗糖的30～40倍[1]。毒性較小[2]。消費(fèi)者如果經(jīng)常食用甜蜜素含量超標(biāo)的飲料或其他食品，就會(huì)因攝入過量對(duì)人體的肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)造成危害，特別是對(duì)代謝排毒的能力較弱的老人、孕婦、小孩危害更明顯。目前甜蜜素的成品檢驗(yàn)及食品中甜蜜素含量測(cè)定缺乏簡(jiǎn)便快速的分析方法。

本文采用超聲提取，在酸性介質(zhì)中甜蜜素與亞硝酸鈉反應(yīng)進(jìn)行衍生化，通過氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)食品中甜蜜素進(jìn)行定性和定量分析，甜蜜素方法主要參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5009.97-2003[3]，相應(yīng)的檢測(cè)方法還有高效液相色譜法[4]和液質(zhì)聯(lián)用等方法[5]等。

1　實(shí)　驗(yàn)

1.1儀器與試劑

氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GCMS6800),江蘇天瑞儀器股份有限公司。

甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：稱取一定量的甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)品(純度為99.0%)于干燥容量瓶中，用水配成1000 mg/kg標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。

試劑均為優(yōu)級(jí)純，試驗(yàn)用水為二次蒸餾水。

1.2儀器工作條件

1.2.1氣相色譜條件

DB-5毛細(xì)管色譜(30 m ×0.25 mm, 0.25 μm)；載氣：氦氣(純度為99.999%)，載氣流量1.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度250 ℃，進(jìn)樣量1.0 μL，進(jìn)樣方式為分流進(jìn)樣,分流比10:1；程序升溫：初始溫度為40 ℃，保持時(shí)間10 min，以25 ℃/min速率升至270 ℃，保持時(shí)間5 min。

1.2.2質(zhì)譜條件

電子轟擊離子源(EI)，四級(jí)桿溫度150 ℃，接口溫度280 ℃；采集方式為選擇離子監(jiān)測(cè)掃描(SIM)，溶劑延遲時(shí)間6 min，選擇3個(gè)監(jiān)測(cè)離子質(zhì)荷比(m/z)為55，81，83。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1樣品前處理

將樣品用高速粉碎機(jī)粉碎均質(zhì)或用剪刀剪碎，稱取5 g(精確至0.01 g)樣品于50 mL具塞離心管，加入20 mL水，先渦旋振蕩1 min，然后水浴超聲15 min，最后搖床震蕩10 min，以6000 r/min旋轉(zhuǎn)離心10 min，移取10 mL上清液于50 mL離心管中，冰浴待衍生化。

1.3.2標(biāo)準(zhǔn)樣品前處理

直接移取20 mL超純水于50 mL離心管中，準(zhǔn)確吸取一定濃度的甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL，按照上述樣品衍生步驟進(jìn)行衍生化反應(yīng)。以6000 r/min旋轉(zhuǎn)離心10 min，移取10 mL上清液于50 mL離心管中，冰浴待衍生化。

1.3.3衍生化和測(cè)定

在冰浴好的上清液中加入2.5 mL的 100 g/L硫酸溶液和2.5 mL的50 g/L亞硝酸鈉溶液,混勻，冰浴30 min，期間搖勻數(shù)次。加入正己烷5 mL，氯化鈉3 g，渦旋震蕩1 min，6000 r/min旋轉(zhuǎn)離心10 min，移取1.0 mL上清液通過0.45 μm過濾膜后氣相色譜-質(zhì)譜條件下測(cè)定。

2　結(jié)果與討論

2.1特征和離子的選擇

圖1　甜蜜素衍生物在總離子流色譜圖

圖2　甜蜜素衍生物的質(zhì)譜圖

圖3　甜蜜素衍生物在SIM掃描下的離子流色譜圖

圖4　甜蜜素衍生物在SIM掃描下的質(zhì)譜圖

甜蜜素的主要衍生物環(huán)己醇亞硝酸酯作為定性和定量，見圖1。保留時(shí)間為8.511 min，定性離子(m/z)為55,81,83，定量離子為55。質(zhì)譜圖見圖2。

2.2前處理?xiàng)l件選擇

2.2.1衍生時(shí)間選擇

準(zhǔn)確吸取的1 mL甜蜜素儲(chǔ)備液溶液按照上述衍生步驟進(jìn)行衍生化，甜蜜素衍生物濃度為200 μg/mL，衍生反應(yīng)時(shí)間分別設(shè)置為10 min、20 min、30 min、40 min、50 min，考察反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響。結(jié)果表明，隨著時(shí)間從10 min升至30 min，衍生物信號(hào)響應(yīng)值逐漸增加，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，響應(yīng)值反而出現(xiàn)降低，因此，衍生反應(yīng)溫度30 min最佳。

2.2.2硫酸濃度的選擇

準(zhǔn)確吸取的1 mL甜蜜素儲(chǔ)備液溶液按照上述衍生步驟進(jìn)行衍生化，甜蜜素衍生物濃度為200 ug/mL，冰浴反應(yīng)條件下，加入50 g/L的亞硝酸鈉和分別為50 g/L，75 g/L，100 g/L，125 g/L，150 g/L。結(jié)果表明，酸度從50～100 g/L，反應(yīng)衍生物信號(hào)響應(yīng)值明顯增加，濃度升高時(shí)，響應(yīng)值出現(xiàn)減少，因此，最終衍生反應(yīng)酸度為100 g/L。

2.2.3亞硝酸鈉濃度對(duì)衍生反應(yīng)的影響

準(zhǔn)確吸取的1 mL甜蜜素儲(chǔ)備液溶液按照上述衍生步驟進(jìn)行衍生化衍生化，甜蜜素衍生物濃度為200 μg/mL，冰浴反應(yīng)條件下，加入100 g/L的硫酸，和分別為30 g/L，50 g/L，70 g/L，90 g/L亞硝酸鈉。結(jié)果表明，酸度從30～50 g/L，反應(yīng)衍生物信號(hào)響應(yīng)值明顯增加，濃度升高時(shí)，響應(yīng)值出現(xiàn)減少，因此，最終亞硝酸鈉衍生反應(yīng)為50 g/L。

3　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

3.1精密度和重復(fù)性實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確移取儲(chǔ)備液500 μL于離心管中，用水定容20 mL按照上述標(biāo)樣衍生步驟進(jìn)行衍生化，衍生物濃度為100 μg/mL，平行制備反應(yīng)液6次，用GC-MS測(cè)定?？疾煅苌椒ǖ闹噩F(xiàn)性以及組分保留時(shí)間和峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，6個(gè)平行樣的譜。結(jié)果表明，保留時(shí)間RSD為0.98%，峰面積RSD為6.00%,具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1　重復(fù)性測(cè)試結(jié)果

3.2線性關(guān)系和檢測(cè)限

準(zhǔn)確吸取濃度為10 μg/mL的甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)溶液10 μL于50 mL 離心管中對(duì)應(yīng)衍生物濃度分別為2 μg/mL、10 μg/mL、20 μg/mL、100 μg/mL、200 μg/mL，按照上述標(biāo)樣衍生化步驟進(jìn)行衍生化，進(jìn)行線性測(cè)試。實(shí)驗(yàn)所得線性方程為：y=940.43x-3525.57，線性相關(guān)系數(shù)為0.9984，如圖5所示。以3倍信噪比計(jì)算，最低檢測(cè)限為0.8 mg/kg該方法的最低檢測(cè)限遠(yuǎn)低于國(guó)標(biāo)中的限量要求。我國(guó)《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》明確規(guī)定，在糕點(diǎn)、面包、飲料、雪糕、醬菜、調(diào)料、配制酒等中甜蜜素的最大使用量為0.65 g/kg；在涼果，話梅等中甜蜜素的最大使用量為8.0 g/kg。

圖5　線性關(guān)系圖

3.3回收率測(cè)試

選擇2 mg/kg、50 mg/kg、200 mg/kg的標(biāo)樣添加濃度，對(duì)某品牌橙汁進(jìn)行回收率實(shí)驗(yàn)，每個(gè)濃度分別做三次平行樣，按處理樣品的方法處理加標(biāo)后的樣品并測(cè)試，采用外標(biāo)法定量，測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2　回收率測(cè)試結(jié)果

3.4實(shí)際樣品測(cè)試

按照上述樣品處理方法對(duì)醬油，橙汁，杏仁，杏仁殼樣品進(jìn)行前處理和衍生化，使用GC-MS6800進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表3所示。

表3　食品中甜蜜素含量測(cè)試結(jié)果

注：“N.D”表示“未檢出”。

4　結(jié)　論

食品中的甜蜜素經(jīng)過亞硝酸鈉重氮化反應(yīng)，生成的衍生物通過GCMS進(jìn)行測(cè)定分析，該方法重現(xiàn)性好，保留時(shí)間RSD為0.98%，峰面積RSD為6.00%。同時(shí)具有良好的線性范圍，線性相關(guān)系數(shù)為0.9984，方法最低檢測(cè)限為0.8 mg/kg。

三種標(biāo)樣添加濃度的回收率在105.7%～113.3%之間，結(jié)果偏高，原因可能為標(biāo)樣當(dāng)中的衍生物濃度較高分解為環(huán)己醇比較多，導(dǎo)致標(biāo)樣濃度降低，回收率也偏高。

本實(shí)驗(yàn)采用GCMS-6800，在SIM掃描模式下對(duì)食品中的甜蜜素進(jìn)行測(cè)試和分析，方法穩(wěn)定可靠，線性范圍好，靈敏度高，受雜質(zhì)峰的干擾小，能夠有效地對(duì)食品中的甜蜜素進(jìn)行定性定量分析。

[1]閆福安.國(guó)內(nèi)外合成甜味劑的發(fā)展現(xiàn)狀及趨[J].廣州食品工業(yè)科技,2003,19(1):46-47.

[2]豐達(dá)明,陳誠(chéng)之.離子締合型離子選擇電極的研究Ⅻ.環(huán)己烷氨基磺酸根(甜蜜素)電極的研制[J].分析化學(xué), 1988,16(8): 738-739,737.

[3]GB/T 5009.97-2003食品中環(huán)己基氨基磺酸鈉的測(cè)定[S].

[4]黃衛(wèi)國(guó),楊小滿,黃建東,等.液質(zhì)聯(lián)用快速測(cè)定果凍中的甜蜜素[J].廣州化工,2013,41(16):135-136.

[5]段淑娥,張常虎,屈穎娟,等.高效液相色譜法測(cè)定食品中的甜蜜素[J].廣州化工,2012,40(07):136-138.

Determination of Sodium Cyclamate in Food by GCMS

XUJia,WANGXue-lian,YANGXiao-yan,ZHENGJian-ming,ZHOULi

(Jiangsu Skyray Instrument Co., Ltd., Jiangsu Kunshan 215300, China)

Sodium cyclamate is used in the production of food additives. It is a commonly used sweetener, with the sweetness of sucrose 30 to 40 times, the control limits on people’s health is very important. Using GCMS as the main detection method, this method generated derivative cyclohexanol nitrites in food cyclohexylamino sodium after ultrasonic extraction, under ice-cooling, the reaction with sodium nitrite occurs diazo derivatives were separated into the GCMS for testing. The results showed that the lowest detection limit was 800 μg/kg, well belowed the limit requirements.

cyclamate; ultrasonic extraction; diazo reaction; GCMS

徐嘉(1990-)，男，助理工程師，主要從事化學(xué)檢測(cè)及應(yīng)用。

O657.63

B

1001-9677(2016)012-0124-03