气相色谱法测定食品中甜蜜素的深入研究

赵小珍　庞小刚　张洪

（山西省分析科学研究院，山西太原030006）

气相色谱法测定食品中甜蜜素的深入研究

赵小珍*庞小刚张洪

（山西省分析科学研究院，山西太原030006）

通过气相色谱和质谱方法定性，确定了甜蜜素衍生化产物的目标峰和干扰峰，目标峰为环己醇亚硝酸酯，即甜蜜素定量峰，干扰峰为环己醇，目标峰会随着时间的变化逐渐转化成干扰峰。通过对不同时间段的甜蜜素衍生化目标产物回收率进行统计，分析表明在样品处理完24 h之内进样，甜蜜素回收率在85%～95%之间，甜蜜素在1 mg/L～5 mg/L范围内线性关系良好，相关系数为0.998 3。因此在样品处理完24 h之内上机检测，能保证结果的准确可靠。

气相色谱；食品；甜蜜素；深入研究

甜蜜素又称浓缩糖或甜素，化学名为环己基氨基磺酸钠，是一种常用的蔗糖替代品，甜度是蔗糖的30～80倍，在我国食品行业中有着广泛的应用，目前对其安全性尚有争议。根据国家GB2760-2007的规定，甜蜜素可在酱菜腐乳类、凉果类、蜜饯凉果类、带壳烘焙类和炒制瓜子类等五大类食品中限量使用。但是在我国，甜蜜素使用超标的事件时有发生，因此做好甜蜜素的监测工作和改进甜蜜素的检测方法对保障人民身体健康具有重要的现实意义。

目前采用气相色谱法检测食品中甜蜜素的文献报道很多，但关于反应产物出现2个色谱峰的问题却鲜有报道。根据GB/T 5009.97-2003中规定的食品中甜蜜素的测定方法，在硫酸介质中，环己基氨基磺酸钠与亚硝酸钠反应生成环己醇亚硝酸酯，通过其色谱峰对甜蜜素进行定性和定量。但在实际工作中，我们发现甜蜜素衍生物有2个色谱峰，而且随着时间的变化，这2个峰的大小会发生变化，结果直接导致色谱保留时间定性困难，峰面积（峰高）定量不准确。我们通过一系列严密试验对本底检测，本底加标和气质联用仪离子全扫描方法达到了定性的目的，定性了甜蜜素衍生物中的干扰峰，干扰峰的化学成分，并且深入研究了目标色谱峰和干扰峰二者的变化规律，提出了气相色谱法测定食品中甜蜜素的最佳检测时间，以及分离度更好的毛细管色谱柱分离方法，完善了国标中甜蜜素的检测方法，为食品中甜蜜素的有效监测提供了依据。

1　材料与方法

1.1仪器与试剂

Agilent7890A气相色谱仪，附氢火焰离子化检测器；ThermoPolarisQ气相色谱-质谱联用仪。

甜蜜素标准溶液，带有标准物质证书的食品甜味剂甜蜜素溶液标准物质，标准号SB05-218-2008，标准值10 mg/mL，不确定度2%，定值机构为农业部环境保护科研检测所；正己烷，色谱纯；亚硝酸钠、硫酸、氯化钠，国产分析纯，天津四友生物医学技术有限公司。

1.2试验方法

1.2.1标准样品的制备

准确吸取1.00 mL环己基氨基磺酸钠标准溶液于100 mL带塞比色管中，加水20 mL。置冰浴中，加入5 mL 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30 min，并经常摇动，然后准确加入10 mL正己烷，5 g氯化钠，振荡1 min，待静止分层后吸出正己烷层，用气相色谱仪和气质联用仪分析。

1.2.2气相色谱条件

色谱柱：HP-5毛细管色谱柱（30m×0.25mm× 0.25 μm）；固定液：（5%苯基）-甲基聚硅氧烷；程序升温：柱温80℃保持3 min，升温速率6℃/min，终止温度150℃保持3 min；气化室温度：150℃；检测器温度：150℃；进样方式：分流进样，分流比5:1；柱流速：1.5 mL/min，氢气：30 mL/min；空气：300 mL/min。

1.2.3质谱条件

传输线：250℃，电子电离源温度：200℃，溶剂延迟时间：3 min；扫描范围：50～600，全扫描。

1.2.4甜蜜素衍生物定性

试验采用气相色谱和质谱2种方法定性，相互确证了甜蜜素衍生物中的目标峰和干扰峰。气相色谱定性采用对本底检测和本底加标检测，然后对比目标峰和干扰峰的保留时间以及峰面积的变化达到定性目的。质谱法定性采用Thermo PolarisQ气质联用仪离子全扫描方法定性，通过NIST（2005）谱库对质谱图进行自动检索。

1.2.5绘制标准曲线

甜蜜素标样处理完后，立即将标准提取液进样1 μL～5 μL于气相色谱仪中，即甜蜜素含量分别为1 μg、2 μg、3 μg、4 μg、5 μg，根据响应值绘制标准曲线。

1.2.6进样时间对回收率的影响

对质量浓度为1 mg/L标样进行分析，每隔8 h进样1次，计算回收率，绘制环己醇亚硝酸酯回收率随时间变化趋势图。

2　结果与分析

2.1甜蜜素衍生物定性

甜蜜素在硫酸介质中、低温状态下与亚硝酸钠反应，生成环己醇，环己醇在酸性条件下又继续与亚硝酸钠反应生成环己醇亚硝酸酯。因此，我们推断甜蜜素衍生物的干扰物可能为环己醇，目标物环己醇亚硝酸酯不稳定，会随着时间的推移慢慢转化成环己醇，造成甜蜜素检测结果的不稳定和重复性较差等问题。为了确定干扰物的成分，我们首先将环己醇标样加入之前的正己烷提取物中，发现干扰物峰面积明显增加，出峰时间保持一致。正己烷提取物中加入环己醇前后对照见图1。然后用气质联用仪对干扰物定性，NIST（2005）谱库自动检索结果显示，SI值为912，RSI值为933，与环己醇匹配率为83%。

图1　正己烷提取物中加入环己醇前后对照图

2.2标准曲线的绘制

从色谱图（图1）上可以看出，甜蜜素衍生产物呈2个色谱峰，分别为目标峰和干扰峰，目标峰即环己醇亚硝酸酯。标样处理完成后，将正己烷提取产物立即用气相色谱仪分析，以目标峰峰面积计算，做出的标准曲线在1 mg/L～5 mg/L范围内线性关系良好，相关系数为0.998 3，如图2，且回收率在90%以上。

图2　目标峰标准曲线

2.3环己醇亚硝酸酯回收率随时间的变化趋势

为了研究时间的变化和甜蜜素2个衍生产物之间转化的规律，每隔8 h分析一次标样，浓度为1 mg/L，通过目标峰的峰面积计算环己醇亚硝酸酯的回收率。环已醇亚硝酸酯回收率随时间的变化趋势见图3。结果显示，随着时间的推移，目标峰逐渐变小，干扰峰逐渐变大，环己醇亚硝酸酯的回收率越来越低。通过图3绘制的曲线可以看出，在最初的24 h之内，目标物回收率相对稳定，在85%～95%之间，受干扰物的影响较小；到了24 h之后，目标物就会逐渐转化成干扰物，回收率明显减少；到了72 h，回收率基本为零。因此，检测食品中甜蜜素含量时，应该在样品处理完24 h内完成检测，才能保证检测结果准确可靠。

图3　环己醇亚硝酸酯回收率随时间的变化趋势图

3　结论

国家标准方法中规定的甜蜜素的检测方法为，在硫酸介质中甜蜜素与亚硝酸钠反应，生成环己醇亚硝酸酯，通过环己醇亚硝酸酯的色谱峰对甜蜜素进行定性和定量，标准中并未提出检测时间的问题。但实际工作中，我们发现甜蜜素衍生产物在色谱图上呈现2个色谱峰，除了环己醇亚硝酸酯外还有一个干扰峰，而且环己醇亚硝酸酯会随着时间的变化逐渐减少，影响了检测结果的稳定性和准确性。本文通过研究，首先定性了甜蜜素衍生物的2个色谱峰，即目标峰为环己醇亚硝酸酯，干扰峰为环己醇，生成的环己醇亚硝酸酯会逐渐转化成环己醇。其次通过对不同时间段的目标产物回收率进行分析，表明样品处理完之后应在24 h之内上机检测，才能确保检测结果的准确可靠。因此本文对国标中甜蜜素检验方法的完善和发展具有一定意义，为今后甜蜜素检验的创新奠定基础。

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Further research on determination of sodium cyclamate in food by gas chromatography

ZHAO Xiao-zhen*PANG Xiao-gangZHANG Hong
（Shanxi academy of analytical science，Shanxi Taiyuan 030006，China）

The two peaks in the chromatogram of sodium cyclamate derivative products were determined by gas chromatography and mass spectrometry methods. The target product peak was cyclohexanol nitrite. It was used to quantify sodium cyclamate in food. And the by- product peak was cyclohexanol. The target product peak would gradually turn to the by- product peak. In this article, the target product recoveries of sodium cyclamate were recorded according to different time periods. Results showed that the linearity of calibration curve was very good in the range of 1 mg/L～5 mg/Lwithin 24 hours of the sample pretreated. The correlation coefficient was 0.998 3，and the recoveries were 85%～95%. So the results would be accurate and reliable if the sodium cyclamate derivative products were detected in gas chromatography within 24 hours.

gas chromatogram；food；sodium cyclamate；further research

TS207.3

A

1673-6044（2014）04-0033-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2014.04.010

*赵小珍，女，1982年出生，2007年毕业于山西大学生物化学与分子生物学专业，硕士研究生，工程师。

2014-12-01