气相色谱外标法测定食品中甜蜜素含量方法的改进

程水连 王泽科 祝正辉

CHENG Shui-lian WANG Ze-ke ZHU Zheng-hui

（1.益阳市食品质量安全监督检验中心，湖南 益阳 413000；2.益阳市环境监测站，湖南 益阳 413000）

(1.Yiyang Food Quality Safety Supervison and Inspection Center,Yiyang,Hunan 413000,China；2.Yiyang EnvironmentalMonitoring Station,Yiyang,Hunan 413000,China)

甜味剂环己基氨基磺酸钠俗称甜蜜素，在高甜度甜味剂中，其甜度是最低的，甜度为蔗糖的30～80倍。其风味较自然，后苦不明显，热稳定性高，是不被人体吸收的低热能甜味剂。甜蜜素与糖精具有协同作用，价格低于天门冬酰苯丙氨酸甲酯，甜度高、热量低、不易发生龋齿、安全性高，在代谢过程中不受胰岛素的控制，不会引起肥胖症和血压升高，适合糖尿病、肥胖症患者食用，这诸多优点使得甜蜜素已成为目前中国食品行业中应用最多的一种甜味剂，广泛用于酱菜类、调味汁、糕点、配制酒和饮料等食品中[1-3]。中国GB 2760——2011规定甜蜜素最大使用量为0.65 g/kg，但如果经常食用甜蜜素含量超标的饮料或其他食品，就会因摄入过量对人体的肝脏和神经系统造成危害，特别是对代谢排毒的能力较弱的老人、孕妇、小孩危害更明显[4]。随着国家及普通消费者对食品安全监督的日益重视和关注，建立甜蜜素的科学检测方法具有显著的重要性和必要性。

甜蜜素的含量检测目前常采用《食品中环己基氨基磺酸钠的测定》(GB/T 5009.97——2003)中的第一种方法，即气相色谱法，该方法先把试样在酸性介质中与亚硝酸钠反应，将甜蜜素转化为环己醇亚硝酸酯后，以环己醇亚硝酸酯为目标检测峰，利用甜蜜素标准品制成的标准曲线进行测定。但该方法在检测时会出现两个峰(见图1)，先出现主峰环己醇亚硝酸酯(保留时间：3.389 min)，紧接着出现环己醇小峰(保留时间：3.550min)。推其可能的原因是，试样在冰浴条件下的酸性介质中处理，环己醇亚硝酸酯可能在酸的催化作用下，或者正己烷提取液中残存的微量酸和水在色谱柱的较高温度下将少量该环己醇亚硝酸酯转化为环己醇。该测定方法由于少量副产物环己醇的产生将导致测定的结果偏低，同时，测定的重现性也会受到影响。GB/T 5009.97——2003中的第一法试验表明，环己醇的含量将随着试样酸性处理时间的延长和试液温度的上升而加剧，若采用进一步在碱性条件下水解，环己醇亚硝酸酯的峰可以完全消失(见图2)，表明在碱性条件有利于向生成醇的方向转变[5]，从而使水解进行彻底。本研究利用在碱性条件下水解时环己醇亚硝酸酯有利于向生成醇的方向转变这一条件，甜蜜素的含量检测完全可以通过气相色谱外标法间接测定样品酯化后的水解产物环己醇的含量[6]，实现准确测定甜蜜素含量。本试验对GB/T 5009.97——2003食品中的甜蜜素测定第一法气相色谱法检测甜蜜素含量方法进行了改进。将目标检测峰从原方法中的环己醇亚硝酸酯改为其水解产物环己醇，该方法在原有方法试样前处理过程中增加了一步NaOH碱性水解过程，本检测方法的试样处理要点在于：在冰浴甚至冰盐浴并搅拌的条件下，利用硫酸和亚硝酸钠将甜蜜素最大限度转化为环己醇亚硝酸酯，再通过对水解液的碱性、反应温度和时间的控制将环己醇亚硝酸酯完全水解为环己醇。

图1 未经水解处理的甜蜜素反应液的气相色谱图Table1 GC Spectrum of the reaction solution of Sodium Cyclamate withouthydrolysis

图2 经水解处理的甜蜜素反应液的气相色谱图Table2 GC Spectrum of the reaction solution of Sodium Cyclamate by Hydrolysis

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

正己烷：分析纯（质量分数为98.0%），湖南汇虹试剂有限公司；

氯化钠：分析纯（质量分数为99.5%），湖南汇虹试剂有限公司；

亚硝酸钠：分析纯（质量分数为99.0%），长沙市有机试剂厂；

50 g/L亚硝酸钠溶液：称取5 g亚硝酸钠，用水定容至100mL；

浓硫酸：分析纯（质量分数为98.0%），株洲石英化玻有限公司；

100 g/L硫酸溶液：量取浓硫酸5.5mL浓硫酸，定容至100mL；

氢氧化钠：分析纯（质量分数为96.0%），广东光华化学厂有限公司；

40 g/L氢氧化钠溶液：称取4 g氢氧化钠，用水定容至100mL；

环己醇：色谱纯（质量分数为99.5%），天津市光复精细化工研究所；

甜蜜素标准品：质量分数为99.0%，德国Dr.Ehrenstorfer公司；

旋涡混合器：XW-80A型，上海沪西分析仪器厂有限公司；

电子天平：FR2007型，上海越平科学仪器有限公司

气相色谱仪（附火焰离子化检测器（FID））：GC-2010型，日本岛津公司。

1.2 方法

1.2.1 色谱条件 色谱柱：30 m×0.53 mm（内径）×1.5μm（膜厚）Rtx-1毛细管柱;检测器：氢火焰离子化检测器（FID）；流速：载气（N2）30mL/min，空气 100 mL/min，氢气 40 mL/min。温度：柱温采用程序升温，起始温度为50℃，保留3 min，以80℃/min上升到220℃，保留5 min，汽化室温度为220℃，无分流，检测器温度为250℃；进样量：1μL[7-9]。

1.2.2 样品处理

(1)液体试样：摇匀后直接称取。含二氧化碳的试样先加热除去，含酒精的试样加40 g/L氢氧化钠溶液调至碱性，于沸水浴中加热除去，制成试样。

(2)固体试样：凉果、蜜饯类、酱菜类试样将其剪碎制成试样。

1.2.3 分析步骤

(1)样品制备：① 液体试样：称取20.0 g试样于100 mL带塞比色管，置冰浴中。②固体试样：称取2.0 g己剪碎的试样于100mL带塞比色管，置冰浴中。

(2)测定：① 标准曲线制备：准确称取0.012 5 g环己醇（色谱纯）于50 mL容量瓶中，用正己烷溶解并定容至刻度，摇匀作储备液。分别量取储备液 0，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00mL于25mL容量瓶中，用正己烷定容至刻度，摇匀。此时的浓度分别为 20.0，40.0，60.0，80.0，100.0 μg/mL 的环己醇标准品溶液。②样品的处理：样品管置于冰浴中，加入5mL 50 g/L亚硝酸钠溶液，5 mL 100 g/L硫酸溶液，摇匀，在冰浴中放置30min，并经常摇动[10]，然后置于热水浴中加入40 g/L氢氧化钠溶液，调至pH为10，大约30 min后，将试液冷却至室温，准确加入10 mL正己烷，5 g氯化钠，摇匀后置漩涡混合器中振动1 min（或振摇100次），待静止分层后取上层清液进行气相色谱分析。

(3)甜蜜素的计算：

式中：

X——试样中环己基氨基磺酸钠的含量，g/kg；

m——试样质量，g；

10——加入正己烷的定容体积，mL；

2.01 ——环己基氨基磺酸钠的摩尔质量是环己醇的摩尔质量的倍数；

m1——测定样品中环己醇的含量，μg/mL。

2 结果与讨论

2.1 精密度和加标回收率的测定

在已知质量浓度的样品中加入5个质量浓度水平的标准品溶液，制备成样品，每个样品连续测定5次，测定精密度和加标回收率（见表1），精密度在4.09%～4.28%，加标回收率在94.60%～96.22%。

2.2 两种测定方法的精密度比较

本试验利用0.217 2mg/mL甜蜜素标准溶液进行了本检测方法和GB/T 5009.97——2003中的第一种方法的精密度比对试验。测定结果见表2。

由表2可知，本方法的测定结果比GB/T 5009.97平均提高检出率3.77%，说明本方法较GB/T 5009.97具有更高的准确性。

表1 精密度和回收率的测定Table1 Determination ofRSD and recovery rate（n=5）

表2 两种方法测定结果的比较Table2 Comparison ofdetermination resultsby twomethods

3 结论

本试验建立了通过测定环己醇含量来准确测定甜蜜素的分析方法，该检测方法在样品前处理时通过加NaOH使水解完全生成环己醇，这样避免了GB/T 5009.97——2003方法在试样前处理及检测过程中有少量副产物环己醇对甜蜜素含量检测的准确性及重现性的影响。试验结果表明：该方法水解简单、完全，对甜蜜素的检测准确，简便，为食品中甜蜜素含量检测提供了一种更为科学、精确度更高的好方法。

1 食品添加剂环己基氨基磺酸钠（甜蜜素）[EB/OL].（2006-08-26）[2009-02-01].http://www.cdfpm.cn/faic.cn/saf/saf.asp？id=42.

2 中华人民共和国卫生部.GB 2760——2011食品添加剂使用标准[S].北京:中国标准出版社,2011.

3 LYWDF.关于出口食品中甜蜜素、糖精钠等的安全卫生问题[EB/OL].（2004-08-22)[2009-02-01].http://bbs.foodmate.net/thread 11292-1-1.htm l.

4 张均媚，刘伟娟，薛刚.含乳饮料中甜蜜素的测定[J].食品研究与开发，2005,26(1):136～138.

5 邢其毅，徐瑞秋，裴伟伟，等.基础有机化学[M].第3版.北京：高等教育出版社，2005.

6 刘波平，江海亮，罗香，等.气相色谱法测定柴胡注射液中环己醇[J].分析实验室，2002,9(5):18～19.

7 曹玉发,徐燕.浅谈白酒中甜蜜素检测方法的研究[J].科技风,2009,20(10)：261～264.

8 李小杏,经辉.气相色谱法测定饮料中的甜蜜素的含量[J].广西轻工业,2008(10)：5～6.

9 苏建国,陈枚,李歆,等.气相色谱内标法测定食品中甜蜜素含量[J].监督与选择,2006(8):58～59.

10 中华人民共和国卫生部提出，中国国家标准化管理委员会.GB/T 5009.97——2003食品中环己基氨基磺酸钠的测定[S].北京：中国标准出版社，2003.