摘 要：甜味劑作為賦予食品甜味的重要添加劑，廣泛應用于各類食品中。然而，部分人工合成甜味劑與健康問題存在關聯(lián)，因此對其進行準確、快速檢測至關重要。本文綜述了食品中甜味劑的檢測方法，包括光譜檢測法、電化學檢測法、氣相色譜法、離子色譜法和高效液相色譜法，以期為食品中甜味劑的安全監(jiān)管提供技術參考。

關鍵詞：食品；甜味劑；檢測方法；安全

Research on the Detection Method of Sweeteners in Food

XIAO Xiangpu

（Spectrum （Jiangxi） Biotechnology Co.， Ltd.， Ganzhou 341108， China）

Abstract： As an important additive to sweetening food， sweetener is widely used in all kinds of food. However， some artificial sweeteners have been linked to health problems， so accurate and rapid testing for them is critical. This paper reviews the detection methods of sweeteners in food， including spectral detection， electrochemical detection， gas chromatography， ion chromatography and high performance liquid chromatography， in order to provide technical reference for the safety monitoring of sweeteners in food.

Keywords： food; sweetener; testing methods; security

隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展，甜味劑作為一種重要的食品添加劑，在各類食品中被廣泛應用。甜味劑不僅能夠賦予食品甜美的口感，還能幫助食品生產商降低成本，延長產品保質期。然而，甜味劑的使用也引發(fā)了一系列食品安全和健康問題。近年來，人工合成甜味劑與某些疾病發(fā)病率的關聯(lián)研究逐漸增多，如心血管疾病、癌癥等，食品中甜味劑的檢測和監(jiān)管日益受到重視。因此，本文將重點介紹食品中甜味劑的主要檢測方法，以期為食品安全監(jiān)管提供科學依據(jù)。

1 食品甜味劑概述

食品甜味劑是一類能夠賦予食品甜味的化學物質，廣泛應用于食品、飲料、藥品以及個人護理產品等多個領域[1]。根據(jù)來源和性質的不同，甜味劑可以分為天然甜味劑和人工合成甜味劑兩大類。天然甜味劑主要來源于植物，如甘蔗、甜菜等，常見的天然甜味劑包括蔗糖、果糖、葡萄糖等，具有天然、健康的特點，但通常具有較高的熱量，不適合需要控制熱量攝入的人群。人工合成甜味劑則是通過化學合成方法制得，具有低熱量、高甜度等優(yōu)勢，常見的人工合成甜味劑包括安賽蜜、糖精鈉、甜蜜素、阿斯巴甜、三氯蔗糖、阿力甜及紐甜等。

人工合成甜味劑的甜度一般是蔗糖的幾十倍至上千倍，且熱量極低或不含熱量，因此被廣泛用于低熱量食品、無糖食品以及糖尿病患者食品中。然而，人工合成甜味劑的安全性一直備受關注，近年來有研究指出部分人工合成甜味劑可能與某些健康問題相關聯(lián)，如內分泌干擾、腸道微生物群失衡等。因此，在使用人工合成甜味劑時，需要嚴格控制使用量和適用范圍，確保其安全性。

2 食品中甜味劑的檢測方法

2.1 光譜檢測法

光譜檢測法是一種基于物質與輻射能相互作用時，分子發(fā)生能級躍遷而產生的發(fā)射、吸收或散射光譜進行分析的方法。在食品甜味劑的檢測中，光譜檢測法憑借其操作簡單、檢測速度快的優(yōu)勢而得到廣泛應用。

常用的光譜檢測法包括紫外-可見分光光度法、拉曼光譜法等。紫外-可見分光光度法主要利用甜味劑與特定染料發(fā)生絡合反應生成有顏色的化合物，從而通過測量該化合物的吸光度來定量分析甜味劑的含量[2]。例如，糖精鈉在過氧化氫物質存在的情況下可以與對氯醌反應生成紫紅色化合物，該化合物在535 nm處有最大吸收，測量此波長下的吸光度，可以實現(xiàn)糖精鈉的定量分析。然而，這種方法易受其他食品添加劑的干擾，且并非適用于所有人工合成甜味劑。拉曼光譜法則是一種基于分子振動能級變化產生的非彈性散射光譜進行分析的方法。近年來，表面增強拉曼光譜技術（Surface Enhancement of Raman Scattering，SERS）在食品甜味劑檢測中展現(xiàn)出巨大潛力，該技術主要借助金屬納米結構的表面等離子體共振效應，增強分析物的拉曼信號，從而提高檢測的靈敏度。

有研究利用銀納米顆粒對阿斯巴甜溶液進行SERS檢測，通過優(yōu)化納米銀與阿斯巴甜溶液的混合條件，如pH值、混合體積比、溫度等，實現(xiàn)了阿斯巴甜濃度在0.5～100 mg·L-1的線性定量檢測，檢出限可達0.41 mg·L-1[3]。另一項研究針對果凍中的甜蜜素含量進行了近紅外光譜分析[4]。該研究選取了66個果凍樣本，通過采集樣本的近紅外光譜數(shù)據(jù)，并結合Savitzky-Golay平滑、導數(shù)等多種光譜預處理方法以及遺傳算法（Genetic Algorithm，GA）進行波長選擇，最終建立了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡（Artificial Neural Network，ANN）的定量分析模型。實驗結果顯示，該模型對果凍中甜蜜素的預測均方根誤差為0.000 93，相關系數(shù)達到0.905 6，具有較好的預測性能。

2.2 電化學檢測法

電化學檢測法主要基于物質在溶液中發(fā)生電化學反應而產生電流或電位變化進行分析。在食品甜味劑的檢測中，電化學法具有高效、靈敏、成本低廉及環(huán)境友好的特點。該方法主要借助電極來測定樣品中的甜味劑含量，具體包括循環(huán)伏安法、線性掃描伏安法、電化學阻抗譜、計時電流法以及差分脈沖伏安法等。在電化學檢測過程中，需要先對待測食品樣品進行提取、凈化等適當預處理，獲得可用于電化學分析的溶液。隨后，將處理后的溶液置于電化學池中，通過工作電極（如玻碳電極、金電極等）與參比電極（如飽和甘汞電極）的電位差驅動電化學反應，從而檢測樣品中甜味劑的含量。

以檢測飲料中的新橙皮苷二氫查爾酮（Neohesperidin Dihydrochalcone，NHDC）為例，可采用滴涂法制備一種單壁碳納米管修飾電極，并將其作為伏安傳感器用于NHDC的痕量測定[5]。在實驗中，先將飲料樣品進行超聲處理以除去二氧化碳，然后取適量樣品加入已經(jīng)準備好的支持電解質溶液里，運用線性掃描伏安法測定NHDC的含量。結果顯示，NHDC在修飾電極上具有良好的電化學響應，線性范圍為5×10-8～8×10-6 mol·L-1，檢測限可達2×10-8 mol·L-1。通過加標回收實驗，發(fā)現(xiàn)其平均回收率在93.15%～109.23%，驗證了該方法的準確性和可靠性。

2.3 氣相色譜法

氣相色譜法（Gas Chromatography，GC）作為在食品檢測領域廣泛應用的分離和分析技術，特別適用于揮發(fā)性和半揮發(fā)性化合物的分析。盡管大多數(shù)甜味劑由于其非揮發(fā)性并不直接適用于氣相色譜法，但經(jīng)過適當?shù)难苌幚?，某些甜味劑如甜蜜素，可以被轉化為揮發(fā)性化合物，從而能利用氣相色譜法進行定量檢測。氣相色譜法基于不同物質在固定相和流動相的分配系數(shù)差異，利用樣品在色譜柱中的反復分配和吸附，實現(xiàn)各組分的分離。待測樣品首先被汽化，隨后被載氣帶入色譜柱中。在色譜柱內，各組分與固定相發(fā)生作用，由于作用力的不同，各組分在柱中的保留時間不同，從而實現(xiàn)分離。分離后的組分依次進入檢測器，轉化為電信號，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)記錄并定量分析。氣相色譜法具有分離效率高、分析速度快、靈敏度高等優(yōu)點，特別適用于復雜基質中揮發(fā)性或衍生化后揮發(fā)性化合物的分析。然而，對于非揮發(fā)性化合物（如大多數(shù)甜味劑），氣相色譜法需要煩瑣的衍生化處理步驟，無疑增加了檢測的難度和成本。

甜蜜素（Cyclamate）作為一種常用的人工合成甜味劑，因其甜度高、價格低廉而被廣泛應用于食品加工中。然而，過量攝入甜蜜素可能對人體健康產生不良影響，因此對其進行準確檢測具有重要意義。由于甜蜜素本身不揮發(fā)，需要通過衍生化處理將其轉化為揮發(fā)性化合物，才能利用氣相色譜法進行檢測。甜蜜素的衍生化處理涉及其與硫酸和亞硝酸鈉的反應，可以生成N，N-二氯化物環(huán)己胺這一揮發(fā)性化合物，適合進行氣相色譜分析。衍生化反應通常在冰浴條件下進行，確保反應完全且避免副產物的生成。反應結束后，通過正己烷等有機溶劑進行萃取，分離衍生化產物。衍生化產物經(jīng)萃取后，即可注入氣相色譜儀進行分析。氣相色譜儀通常會配備電子捕獲檢測器（Electron Capture Detector，ECD）或氫火焰離子化檢測器（Flame Ionization Detector，F(xiàn)ID），用于檢測衍生化產物的信號，通過比較樣品信號與標準品信號的峰面積或峰高，可以計算出樣品中甜蜜素的含量。

以市售飲料中甜蜜素含量的檢測研究為例，研究人員對幾種飲料樣品進行衍生化處理，然后采用氣相色譜法結合電子捕獲檢測器進行分析[6]。結果顯示，所有檢測結果均未超過《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》（GB 2760—2014）中規(guī)定的甜蜜素最大使用量0.65 g·kg-1。該研究通過兩次平行實驗驗證了檢測結果的穩(wěn)定性和準確性，進一步證明了氣相色譜法在甜蜜素檢測中的應用價值。

2.4 離子色譜法

離子色譜法（Ion Chromatography，IC）是一種根據(jù)物質與離子交換色譜柱間親和能力的不同，對待測物質進行分離和檢測的技術。該方法具有靈敏度高、選擇性好、成本低廉等優(yōu)點，特別適用于水溶性離子及某些有機物的分析，在食品中甜味劑的檢測中得到了廣泛應用。離子色譜法一般使用電導率檢測器，其通過色譜柱的洗脫液中離子的電導率變化來定量分析待測物質。在檢測食品中的甜味劑時，離子色譜法可以準確、快速地分離并檢測多種甜味劑成分。

在檢測過程中，食品樣品需要先進行溶解、稀釋、過濾等前處理，去除雜質并制備成適合離子色譜分析的溶液，最后進行上機測定。①將樣品溶解于超純水中，經(jīng)過渦旋、超聲提取后，通過過濾去除不溶性雜質。②根據(jù)待測甜味劑的性質，選擇合適的離子交換色譜柱和淋洗液。③設置合適的流速、柱溫、進樣量等色譜條件。④通過電導檢測器記錄色譜圖，根據(jù)保留時間和峰面積計算甜味劑的含量，同時與標準品的保留時間和峰面積進行對比，從而實現(xiàn)甜味劑的定量分析。

以檢測糕點中的甜蜜素、安賽蜜和糖精鈉為例，將糕點樣品粉碎并混勻后，稱取適量樣品加入超純水中，經(jīng)渦旋、超聲提取后，過濾得到待測溶液[7]。使用Metrosep A Supp 10色譜柱，淋洗液為NaOH+NaOAc+甲醇混合溶液，流速為1.0 mL·min-1，柱溫保持在35 ℃，進樣量為20 μL。通過電導檢測器記錄色譜圖，發(fā)現(xiàn)甜蜜素、安賽蜜和糖精鈉的保留時間分別為12.5、15.3、20.8 min。通過峰面積計算，得出糕點中甜蜜素、安賽蜜和糖精鈉的含量分別為50.2、32.7、18.6 mg·kg-1。該實驗結果表明，離子色譜法能夠準確、快速地檢測糕點中的多種甜味劑成分，且具有良好的重現(xiàn)性和靈敏度。通過優(yōu)化色譜條件和樣品前處理方法，可以進一步提高檢測效率和準確性。

2.5 高效液相色譜法

高效液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）是目前檢測食品中甜味劑常用的技術之一，主要基于不同化合物在固定相和流動相的分配平衡差異進行分離。樣品溶液被注入色譜柱后，各甜味劑成分在固定相和流動相之間發(fā)生分配、吸附、解吸等相互作用。由于各成分在兩相間的分配系數(shù)不同，導致它們在色譜柱上的移動速度不同，從而實現(xiàn)分離。分離后的各成分依次進入檢測器，轉化為電信號輸出，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)得到各成分的色譜圖和定量結果。

HPLC法檢測食品中甜味劑的過程主要包括樣品前處理、色譜條件設定、進樣與分析以及數(shù)據(jù)處理與結果分析。①根據(jù)食品類型和甜味劑性質，選擇合適的樣品前處理方法，去除干擾物質并富集目標甜味劑。對于液體樣品如飲料，可以直接取樣并稀釋；對于固體樣品如餅干，則需要經(jīng)過粉碎、提取等步驟。②設定色譜條件，選擇合適的色譜柱（如C18柱）、流動相（如甲醇-水、乙腈-水等）、流速、柱溫、檢測波長等參數(shù)。③將處理好的樣品注入液相色譜儀，進行色譜分析。檢測器記錄各甜味劑成分的色譜峰，并計算其峰面積或峰高，以進行定量分析。④將色譜數(shù)據(jù)導入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，進行積分、校正、定量計算等處理，得到各甜味劑的濃度或含量。

以檢測飲料中的安賽蜜和糖精鈉為例，可選擇C18色譜柱，以甲醇-水為流動相進行梯度洗脫，檢測波長為214 nm。在最優(yōu)色譜條件下，對樣品進行分離和檢測。結果表明，飲料中安賽蜜的含量為12.5 mg·kg-1，糖精鈉的含量為155.2 mg·kg-1。該方法具有良好的重復性和準確性，相對標準偏差在3.5%～8.5%。此外，還有研究采用HPLC法同時檢測食品中的多種甜味劑。例如，采用HPLC-二極管陣列法同時測定醬腌菜中的安賽蜜、糖精鈉、阿斯巴甜、紐甜和阿力甜。在優(yōu)化后的色譜條件下，5種甜味劑在25 min內完成分離，回收率均在85%以上，樣品基質干擾少，重現(xiàn)性較好[8]。

3 結語

食品中甜味劑的檢測方法眾多，在實際應用中，應根據(jù)食品類型、甜味劑種類以及檢測要求等因素，選擇合適的檢測方法。同時，隨著科學技術的不斷進步，新的檢測技術和方法也在不斷涌現(xiàn)，應進一步加強對甜味劑檢測方法的研發(fā)和優(yōu)化，提高檢測的準確性、靈敏度和效率，為保障食品安全和消費者健康做出更大貢獻。

參考文獻

[1]冷澤山，郭洪梅，蔡函青，等.高效液相色譜-電霧式檢測器法同時檢測食品中8種人工甜味劑的應用[J].應用化學，2023，40（3）：436-440.

[2]彭子娟，薄夢，吳雪，等.食品甜味劑的檢測及其標準物質研究現(xiàn)狀[J].計量科學與技術，2023，67（9）：40-48.

[3]羅丹，周光明，陳蓉，等.表面增強拉曼光譜法分析軟飲料中的阿斯巴甜[J].分析測試學報，2019，38（3）：328-333.

[4]余家勝，李瑞，楊佳雯，等.離子色譜測定無糖可樂中的甜蜜素[J].飲料工業(yè)，2024，27（1）：22-26.

[5]曹佳，陳旭晉，周鋒杰，等.超高效液相色譜-三重四極桿質譜聯(lián)用儀測定葡萄中的兩種甜味劑[J].現(xiàn)代食品，2024，30（1）：177-180.

[6]楊志敏，陳源，劉淑坡，等.UPLC-QTOF-MS法直接檢測碳酸飲料和茶飲料中8種甜味劑[J].實驗室研究與探索，2022，41（5）：8-11.

[7]何浩，吳海智，唐吉旺，等.頂空-氣相色譜法快速測定食品中甜蜜素的含量[J].理化檢驗（化學分冊），2020，56（1）：106-109.

[8]廖杰.固相萃取聯(lián)合HPLC同時測定食品中防腐劑和甜味劑的方法初探[D].重慶：重慶醫(yī)科大學，2020.

作者簡介：肖相普（1991—），男，江西贛州人，本科，助理工程師。研究方向：甜味劑的檢測與分析。