楊艷蘋
(郯城縣檢驗(yàn)檢測中心,山東臨沂 276100)
甜蜜素是食品中的常用添加劑,其化學(xué)名稱是環(huán)己基氨基磺酸鈉。近年來,甜蜜素的用量控制、檢測成為食品安全管理工作的重要內(nèi)容,是維護(hù)食品安全的基礎(chǔ)工作。因此,為避免因甜蜜素過量而影響人們的身體健康,還應(yīng)加強(qiáng)食品中甜蜜素的檢測,同時(shí)結(jié)合實(shí)際情況,選擇恰當(dāng)?shù)奶鹈鬯貦z測方法。
甜蜜素是由“氨基磺酸”與環(huán)己胺、NaOH反應(yīng)后制作而成的添加劑,外觀為白色針狀、片狀結(jié)晶、結(jié)晶狀粉末,化學(xué)名稱為C6H11NHSO3Na。在食品加工行業(yè)中,甜蜜素是一種應(yīng)用非常廣泛的高倍甜味劑,屬于食品添加劑的一種,其甜度為蔗糖甜度的30倍左右。在食品中加入甜蜜素可保留食品風(fēng)味,改善食品口感。蜜餞、糕點(diǎn)、飲品等食品的生產(chǎn)活動(dòng)是甜蜜素的主要應(yīng)用場所[1]。
目前,我國允許甜蜜素作為食品添加劑加入食品中,但實(shí)際用量、用法還應(yīng)遵守《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》(GB 2760—2014)。該標(biāo)準(zhǔn)對面包、飲料等食品中甜蜜素的使用量給出明確規(guī)定,甜蜜素的最大用量為0.65~8.00 g·kg-1。2017年后,國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會發(fā)布相關(guān)公告,進(jìn)一步擴(kuò)大了甜蜜素應(yīng)用范圍,方便米面食品(僅限調(diào)味面制品)中同樣可加入適量的甜蜜素。
雖然甜蜜素在食品加工生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛,但根據(jù)相關(guān)研究可知,甜蜜素過量會導(dǎo)致人體內(nèi)出現(xiàn)毒副作用,影響腎臟代謝排毒功能,還會使肝臟和神經(jīng)負(fù)擔(dān)加重。對于老人、小孩、孕婦來說,過量食用甜蜜素的危害更為明顯。據(jù)了解,甜蜜素在人體胃腸道中會變成二環(huán)己基胺,該物質(zhì)具有一定致癌風(fēng)險(xiǎn)。因此,甜蜜素的檢測、用量管理已經(jīng)成為食品安全工作的重要內(nèi)容,是規(guī)范食品加工生產(chǎn)的關(guān)鍵舉措。
為保障食品安全,減少因甜蜜素使用而造成的安全風(fēng)險(xiǎn),食品加工生產(chǎn)時(shí),還應(yīng)嚴(yán)格遵守GB 2760—2014的相關(guān)規(guī)定,明確甜蜜素應(yīng)用時(shí)的用量要求。例如,水果罐頭、冷飲、果凍等食品中甜蜜素的最大用量為0.65 g·kg-1,糕點(diǎn)、面包中甜蜜素的最大用量為8.00 g·kg-1,涼果、果糕中甜蜜素的實(shí)際用量應(yīng)控制在8.0 g·kg-1以內(nèi),堅(jiān)果類食品中的甜蜜素則需按照脫殼、帶殼區(qū)分,將實(shí)際用量控制在6.0 g·kg-1、1.2 g·kg-1。除去 GB 2760—2014 中明確甜蜜素使用量的食品外,其他食品中禁止添加甜蜜素[2]。
由于甜蜜素易溶于水,因此在檢測食品中甜蜜素時(shí),還應(yīng)提前根據(jù)甜蜜素檢測條件、檢測對象,采用揮發(fā)法、除油脂蛋白沉淀法、透析法等方式,提取食品樣品中的甜蜜素,為甜蜜素用量的檢測做好準(zhǔn)備。
檢測含油脂食品中的甜蜜素時(shí),相關(guān)人員可用石油醚將食品樣品中的油脂去除,再用水提取樣品中的甜蜜素。甜蜜素和硫酸鋅溶液、亞鐵氰化鉀反應(yīng)后會沉淀,便于檢測人員計(jì)算樣品中甜蜜素的含量。相較于傳統(tǒng)提取方式,此方法能夠避免檢測過程中的乳化現(xiàn)象。此外,對于部分高蛋白、高脂肪的食品,應(yīng)用除油脂蛋白沉淀法時(shí),可通過正己烷液-液萃取的方式,準(zhǔn)確提取食品中的水溶性蛋白和一些油類物質(zhì),確保甜蜜素樣品處理結(jié)果的可靠性。
揮發(fā)法具體分為氮吹法、水浴法。深入研究酒類食品樣品時(shí),相關(guān)人員可聯(lián)合采用氮?dú)饧訜?、水浴加熱方法,分析食品樣品中的甜蜜素。處理食品樣品時(shí),揮發(fā)法的環(huán)保價(jià)值更為突出,且操作簡單,能夠使檢測人員更為輕松地獲取甜蜜素樣品。但此方式僅適用于液樣的食品樣品,是現(xiàn)階段測定酒類食品中甜蜜素的關(guān)鍵技術(shù)[3]。
對于部分液體水性樣品,一般需要將樣品稀釋后分析樣品。相較于其他方法,透析法一般不需要使用化學(xué)試劑,處理方法簡單、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。但需要在線滲析模塊,因此針對樣品檢測中基質(zhì)較為復(fù)雜的樣品,可將其放置在透析袋中,再將配制好的氫氧化鈉溶液倒入,使其均勻后將透析袋綁扎住,轉(zhuǎn)移到燒杯中,燒杯中裝有相同濃度的氫氧化鈉溶液。透析過夜后,用水性濾膜收集透析液。
食品中甜蜜素檢測方法中,分光光度法是通過測定食品樣品在特定波長中對光的吸收程度,對食品中的物質(zhì)進(jìn)行定量、定性分析,以此檢測出食品中的甜蜜素含量。應(yīng)用分光光度法時(shí),根據(jù)波長不同可將檢測方法細(xì)分為可見分光光度法和紫外分光光度法。分光光度法具有檢測速度快、儀器要求低、檢測效率高的優(yōu)勢,但難以同時(shí)檢測出多種添加劑,具體檢測方式如下。
(1)利用鹽酸將食品中的甜蜜素酸化后與亞硝酸鈉、氯化鋇相互反應(yīng),生成乳白色沉淀物。該沉淀物具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性,因此可用分光光度計(jì)直接檢測甜蜜素含量。研究表明,利用此方式能夠在700 nm波長下測定樣品中的甜蜜素,經(jīng)檢測可知檢測過程中的透光率高,且可獲得準(zhǔn)確的甜蜜素含量,整體檢測符合比爾定律,且樣品中甜蜜素的回收率可達(dá)90.0%~107.7%。由此可見,可見分光光度法在測定食品中甜蜜素時(shí)的準(zhǔn)確性較高[4]。
(2)紫外分光光度法的檢測原理是甜蜜素在紫外光照射后會有特定波長,因此檢測食品中的甜蜜素時(shí),相關(guān)人員可直接采用紫外分光光度法檢測甜蜜素含量。①用乙酸乙酯提取食品樣品中的甜蜜素,再用氫氧化鈉溶液提取甜蜜素樣品。②在氫氧化鈉溶液中導(dǎo)入次氯酸鈉后,甜蜜素會在化學(xué)反應(yīng)后成為二氯環(huán)己胺。③利用紫外分光光度計(jì)在波長304 nm處檢測二氯環(huán)己胺,計(jì)算甜蜜素的質(zhì)量濃度。
離子色譜法對食品中甜蜜素的檢測主要是利用離子交換原理,通過分離食品樣品中陰離子、陽離子的方式對甜蜜素進(jìn)行定性和定量。相較于其他檢測方法,離子色譜法具有誤差小、檢測方法簡單、外部因素干擾小等優(yōu)勢。研究表明,應(yīng)用離子色譜法檢測食品中甜蜜素時(shí),甜蜜素的加標(biāo)回收率為96%~108%,但該檢測方法對分離柱依賴較強(qiáng),由于市場上的分離柱種類少,檢測具有一定局限性[5]。
離子色譜法具體的檢測方法是利用甜蜜素具有水溶性、在水中容易產(chǎn)生電離反應(yīng)的特性進(jìn)行檢測。檢測期間常用的電離液為碳酸鈉溶液、氫氧化鉀溶液,使用電離液對樣品進(jìn)行電離后可直接用分離柱測定甜蜜素含量。一般情況下,應(yīng)用離子色譜法時(shí)檢測人員無需提前處理樣品,整體檢測快速方便。檢測過程中可直接將可溶于水的食品區(qū)分出來,簡單萃取后就能檢測甜蜜素的含量,且在低濃度下檢測食品中甜蜜素時(shí),離子色譜檢測結(jié)果同樣具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。此外,對于蛋糕、冰淇淋、大醬等基質(zhì)非常復(fù)雜的食品,使用透析法處理好食品樣品后,同樣可用離子色譜法測定食品中甜蜜素含量。
氣相色譜法可分為頂空氣相色譜法和柱前衍生-氣相色譜法。氣相色譜法是將食品樣品檢測中的惰性氣體視為流動(dòng)相,分離樣品中易揮發(fā)、難分解的物質(zhì),再對相關(guān)物質(zhì)進(jìn)行氣化檢測。氣相色譜法具有靈敏度高、分離效率高、樣品用量少等優(yōu)勢,但對于高沸點(diǎn)有機(jī)物,氣相色譜法的應(yīng)用具有較強(qiáng)的局限性。應(yīng)用氣相色譜法檢測食品中的甜蜜素時(shí),可根據(jù)衍生反應(yīng)中甜蜜素生成的環(huán)己醇亞硝酸酯、環(huán)己醇測定甜蜜素含量。
(1)利用硫酸介質(zhì)使甜蜜素產(chǎn)生環(huán)己醇亞硝酸酯、環(huán)己醇后,使用色譜柱、檢測儀器檢測樣品中的甜蜜素含量。可用色譜柱為HP-5毛細(xì)管柱,檢測儀器為FID氫火焰離子化檢測設(shè)備。當(dāng)樣品中甜蜜素含量為0.25~4.00 mg·mL-1時(shí),則會顯示出最佳色譜條件,色譜柱、儀器上會呈現(xiàn)出良好線性關(guān)系。對于含有油脂的食品,如糕點(diǎn)、面包,氣相色譜法更為適用。
(2)檢測過程中,亞硝酸鹽溶液、硫酸的濃度應(yīng)根據(jù)甜蜜素反應(yīng)后生成的環(huán)己醇亞硝酸酯、環(huán)己醇含量,分離甜蜜素生成物質(zhì)時(shí)可通過離心乳化反應(yīng)進(jìn)行分離,且在提取檢測所需的液體后,將其放置在低溫冷藏環(huán)境中。
(3)基于頂空氣相色譜法進(jìn)行頂空進(jìn)樣前處理工作時(shí),檢測人員可直接將樣品、水和硫酸、亞硝酸鹽倒入頂空瓶,使其產(chǎn)生衍生反應(yīng)后,分析頂空瓶中的低濃度蒸汽,定量檢測甜蜜素。該方法的定量檢出限為0.045 mg·kg-1,加標(biāo)回收率94.4%~109.1%。相較于柱前衍生-氣相色譜法,此檢測方法的檢出限低、回收率更高,同時(shí)有助于預(yù)防樣品因基質(zhì)復(fù)雜而出現(xiàn)乳化現(xiàn)象,且能夠減少因非揮發(fā)性物質(zhì)、水、溶劑和高沸點(diǎn)物質(zhì)導(dǎo)致的色譜柱檢測壓力。
(1)薄層層析法。具體的檢測方法是制作薄層層析板,再放置提前提取的食品樣品,使其和層析板上的顯色劑相互反應(yīng),若樣品中含有甜蜜素,則會呈現(xiàn)出帶有顏色的斑點(diǎn)。食品中甜蜜素檢測中,薄層層析法適用于檢測食品中是否含有甜蜜素,整體檢測成本低、檢測非常便捷,但無法確定甜蜜素的實(shí)際含量。
(2)濁度法。甜蜜素在酸性環(huán)境下會和亞硝酸鈉、氯化鋇發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生環(huán)已基氨基硫酸鋇,環(huán)已基氨基硫酸鋇是一種乳白色沉淀物質(zhì),代表甜蜜素的特征性反應(yīng)。該沉淀物和溶液混合后會使溶液變成混濁狀態(tài),溶液中甜蜜素含量和溶液混濁度成正比,可測出甜蜜素的線性范圍為0~0.85 g·L-1。該方法是快速檢測食品中甜蜜素的方法之一,具有靈敏度高、操作方便、設(shè)備簡單等優(yōu)勢。
高效液相色譜法檢測食品中甜蜜素時(shí),往往是以食品樣品中的液體為流動(dòng)相,再將比例不同、極性不同的溶劑、緩沖液加入色譜柱中,使其在色譜柱內(nèi)分離后用專業(yè)儀器檢測甜蜜素和甜蜜素的含量。液相色譜法具有分離效果明顯、分析速度快、分離效果好和檢出限低等優(yōu)勢,在食品甜蜜素的檢測中應(yīng)用非常廣泛。根據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中環(huán)己基氨基磺酸鈉的測定》(GB 5009.97—2016)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可知,食品添加劑檢測中,液相色譜檢測法已經(jīng)逐漸成熟。
研究表明,基于液相色譜法檢測食品中的甜蜜素時(shí),相關(guān)人員在評價(jià)分析該方法的測量不確定度時(shí)發(fā)現(xiàn)該方法檢測甜蜜素的加標(biāo)回收率為90.3%~108.0%。此外,在食品加工生產(chǎn)期間,部分廠家會通過復(fù)合型的添加劑提升食品風(fēng)味,液相色譜法在實(shí)際應(yīng)用中能夠直接檢測出多種添加劑,整體檢測效率較高,同時(shí)有助于減少食品添加劑的檢測成本,更可靠地保障食品安全。例如,液相色譜法適用于水果罐頭、白酒、糕點(diǎn)、甜面醬和醬菜等食品中甜蜜素的檢測,在檢測期間,可同時(shí)測出咖啡因、山梨酸、苯甲酸、安賽蜜、糖精鈉和甜蜜素等常用的食品添加劑。
綜上所述,隨著國民生活質(zhì)量的改善,食品安全問題得到人們廣泛的關(guān)注。甜蜜素作為食品添加劑的常用物質(zhì),其應(yīng)用的安全性直接影響食品的安全質(zhì)量。在通過甜蜜素檢測控制其用量時(shí),相關(guān)人員還應(yīng)科學(xué)地運(yùn)用液相色譜法、物理檢測法、氣相色譜法等檢測技術(shù),高效、準(zhǔn)確地采集食品中甜蜜素的實(shí)際含量,從而降低食品安全風(fēng)險(xiǎn),將甜蜜素添加量控制在合理范圍內(nèi)。