食品中甜蜜素测定方法的改进及优化

2016-03-16党富民罗瑞峰孙凤霞

安徽农业科学 2016年3期

关键词：毛细管柱食品

党富民，罗瑞峰，谢勇，孙凤霞*

(1.新疆农垦科学院分析测试中心，新疆石河子 832000；2.农业部食品质量监督检验测试中心(石河子)，新疆石河子 832000)

食品中甜蜜素测定方法的改进及优化

党富民1，2，罗瑞峰1，2，谢勇1，2，孙凤霞1，2*

(1.新疆农垦科学院分析测试中心，新疆石河子 832000；2.农业部食品质量监督检验测试中心(石河子)，新疆石河子 832000)

摘要[目的] 改进并优化目前采用的测定食品中甜蜜素的国标方法GB/T5009.97-2003。[方法]在已有的测定食品中甜蜜素的国标方法基础上，将不锈钢填充柱改为毛细管柱，优化了升温条件，并对标准曲线的制作方式进行了改进。[结果]采用改进的国标方法，得到的甜蜜素峰形尖锐，色谱峰与溶剂峰和杂质峰的分离效果更好；3个浓度梯度(0.02、0.20、1.00 g/kg)的平均回收率在85%~106%，相对标准偏差在2.6%~8.9% 。[结论]改进的食品中甜蜜素的测定方法标准曲线的线性更好，方法准确度和精确度更高，定量更准确。

关键词甜蜜素；食品；毛细管柱；方法改进

Optimization and Improvement of Method for Determining Sodium Cyclamate in Food

DANG Fu-min1,2, LUO Rui-feng1,2, XIE Yong1,2, SUN Feng-xia1,2*(1. Analysis and Testing Center, Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science, Shihezi, Xinjiang 832000; 2. Food Quality Supervision and Testing Center (Shihezi), Ministry of Agriculture, Shihezi, Xinjiang 832000)

Abstract[Objective] To improve and optimize the national standard method GB/T5009.97-2003 to determinate sodium cyclamate in food. [Method] On the basis of national standard method, the stainless steel filled column was changed to capillary column, temperature condition was optimized, and the standard curve was also improved. [Result] The results showed that by using the improved GB method, the chromatographic peak of sodium cyclamate was sharper, the target chromatographic peak was separated better to solvent peak and impurities peak. The average recoveries of there concentrations(0.02, 0.20, 1.0 g/kg) were ranged between 85% and 106%, and the relative standard deviations were ranged between 2.6% and 8.9%. [Conclusion] The improved determination method for sodium cyclamate in food has better linearity, higher accuracy and precision degree, and more accurate quantity.

Key wordsSodium cyclamate; Food; Capillary column; Method improvement

甜蜜素是一种人工合成的非营养型食品甜味剂，为白色结晶或白色晶体粉末，易溶于水，是目前我国食品行业中应用最多的一种甜味剂。甜蜜素甜度为蔗糖的30~50倍，在我国广泛用于蜜饯、饮料等食品中，如超量使用，会引起食品安全问题。长期食用过量的甜蜜素会加重肝脏负担，并对肾脏有一定的毒副作用，具有潜在的致癌性，因此我国国标2760《食品添加剂使用卫生标准》严格规定了甜蜜素的使用范围及用量[1-3]。近年来，甜蜜素检测技术研究取得了重要进展，如气相色谱法、高效液相色谱法、离子色谱法、气相色谱质谱法(GC-MS)等方法[4-8]。我国《食品中甜蜜素的测定方法》为1991年首次发布[9]，2003年标准GB/T 5009.97仅对该测定方法的名称和结构编写进行了修改[10]，距今已有多年。该标准第一法检验方法为填充柱单浓度点变换体积标准曲线气相色谱法，在实际应用中由于填充柱法易造成峰形拖尾，干扰大，分离效果有限，实际样品测定中存在一定的缺陷，给检测结果带来一定的不确定性，在诸多方面不能适应现代食品安全的需要。为了保障消费者身体健康，修订原标准，提高方法的灵敏度、重现性和结果的准确性，建立灵敏度高的分析方法，增强标准的科学性和可操作性是很有必要的。为此，笔者修订了标准的第一法气相色谱法，并对仪器使用条件和标准曲线的制作方式进行了优化研究，建立了毛细管气相色谱法，利用DB-1大口径毛细管柱，通过反复试验比对，确定了升温条件，多浓度点标准曲线，降低了误差，提高了方法的准确性。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1主要试剂和原料。正己烷；氯化钠；50 g/L亚硝酸钠溶液：称取25 g亚硝酸钠，溶于水并稀释至500 mL；100 g/L硫酸溶液：称取50 g硫酸小心加入400 mL水中，加水至500 mL。甜蜜素标准溶液：精准称取0.500 0 g甜蜜素标准品(甜蜜素含量≥98%)，加水溶解并定容至50 mL，此标准溶液浓度为10.0 mg/mL，置于1~4 ℃冰箱保存。

1.1.2主要仪器。6890N气相色谱仪，包括氢火焰离子化检测器，美国安捷伦科技有限公司；IKA-T18BS高速均质器，德国IKA公司；离心机，转速≥4 000 r/min，上海卢湘仪离心机仪器有限公司。

1.2方法

1.2.1样品前处理。准确移取10.0 mg/mL甜蜜素标准使用溶液0.10、0.20、0.50、1.00、2.00 mL于100 mL带塞比色管中，加水20.00 mL。置冰浴中，加入5.00 mL 50 g/L亚硝酸钠溶液，5.00 mL 100 g/L的硫酸溶液，摇匀，在冰浴上放置30 min，并经常摇动，然后准确加入10.00 mL正己烷，摇匀，加入5.00 g氯化钠，然后置旋涡混合器上振动1 min(或振摇80次)，静置30 min。取各浓度标准系列上清液1 μL注入气相色谱仪，绘制甜蜜素含量—峰面积标准曲线。

液体样品的测定：称取20.00 g样品于100 mL带塞比色管中，置冰浴中，按上述标准曲线制作同样处理，取上清液测定。

固体样品的测定：称取 2.00 g已剪碎的固体样品于研钵中，加少许硅胶研磨至干粉状，经漏斗倒入100 mL容量瓶中，加水冲洗研钵，并将洗液一并转移至容量瓶，加水至刻度，不时摇匀，1 h后过滤即得试样。准确吸取上述滤液20.00 mL于100 mL带塞比色管中，置冰浴中，按上述标准曲线制作同样处理，取上清液测定。

1.2.2色谱参考条件。色谱柱：DB-1型毛细管柱(30 m×0.53 mm×1.50 μm)；程序升温条件：60 ℃保持12 min；进样口温度：200 ℃；进样量：1 μL，不分流进样；检测器：氢火焰离子化检测器(FID)；温度：250 ℃；载气：高纯氮气；流量：8.0 mL/min；氢气：40 mL/min；空气：350 mL/min。

2结果与分析

2.1色谱条件的改进及优化原标准中的气相色谱法采用填充柱分析，溶剂峰干扰大、分离效果及准确性差、灵敏度低，对复杂基质的样品缺少去干扰措施，对含量较低的样品不能满足需要。该试验将不锈钢填充柱改为分离度高的DB-1型毛细管柱，相对于填充柱而言，毛细管柱具有理论塔板数高、分析速度快的特点。结果表明，用DB-1得到的甜蜜素峰形尖锐，与国标使用的填充柱相比克服了溶剂拖尾的干扰，分离效率和灵敏度提高，可解决甜蜜素与杂质用填充柱难以分离的问题，出峰时间控制到 6.3~6.6 min，标准峰与溶剂峰和杂质峰的分离效果更好，回收率和精密度更高，能满足食品中甜蜜素的检测分析要求。甜蜜素标准样品的色谱图见图1。

图1　甜蜜素标准样品的色谱Fig.1　Chromatogram of sodium cyclamate standard sample

2.2标准曲线的改进及优化标准曲线的一个重要功能就是消除误差的影响，但国标制作的标准曲线有违这个原则。另外，不同体积法进样易受进样针的准确性、仪器性能稳定性等因素的影响，且大体积进样，存在毛细管柱严重过载的问题。原标准采用只取一种浓度作处理、不同进样体积法制作标准曲线，根据相应值对甜蜜素质量绘制标准曲线，误差几率大。

笔者采用多个浓度水平，固定体积1 μL进样，制作标准曲线更为合理。该方法取5个浓度作处理，改为准确移取10.00 mg/mL甜蜜素标准溶液0.10、0.20、0.50、1.00、2.00 mL于100 mL带塞比色管中，加水20.00 mL后进行衍生化，固定进样体积1 μL。进样量均为1 μL，很好地消除了仪器的系统误差。同时，由于试样液进样量与标准进样量相同，相对来说定量更准确，出现失误的概率更低，操作更科学规范。以甜蜜素的浓度为横坐标，相对应的峰面积为纵坐标绘制标准曲线，相关系数为0.999 6。

2.3方法的准确度和精密度对饮料、葡萄酒和糕点的空白样品分别按改进的方法进行方法精密度和准确度试验，添加0.02、0.20、1.00 g/kg 3个浓度水平，每一浓度做6次平行，所得结果见表1。由表1可见，平均回收率在85%~106%，相对标准偏差在2.6%~8.9%。采用改进的方法得到的添加回收率更高，结果重现性更好。图2为葡萄酒空白样品中添加甜蜜素的色谱图。

表1空白样品中甜蜜素的回收率及精密度(n=6)

Table 1Recovery and precision of sodium cyclamate in blank samples(n=6)

样品名称Samplename添加浓度Addingconcentrationg/kg平均回收率Averagerecoveryrate∥%RSD%饮料Drink0.02905.60.20983.71.001012.6葡萄酒Wine0.02875.20.20963.31.001032.8糕点Pastry0.02858.90.20956.11.001063.9

图2　葡萄酒空白样品中添加甜蜜素的色谱Fig.2　Chromatograms of sodium cyclamate in blank grape wine samples

2.4实际样品的测定从市场采集100份样品包括饮料、葡萄酒和糕点等，采用该研究建立的修订后毛细管柱气相色谱测定方法对100份样品进行检测分析，检出阳性样品30份，其中饮料样品中甜蜜素检出率最高，表明该方法完全可满足目前食品中甜蜜素的分析要求。

3结论

通过优化色谱条件对目前采用的GB/T5009.97-2003国标第一法气相色谱法进行改进及优化，将不锈钢填充柱改为毛细管柱，优化了升温条件，并对标准曲线的制作方式进行了改进。结果表明，采用改进方法得到的甜蜜素峰形尖

锐，色谱峰与溶剂峰和杂质峰的分离效果更好，平均加标回收率在85%~106%，相对标准偏差小于10%，标准曲线的线性更好，相关系数为0.999 6。该研究所建立的检测方法较目前使用的国标方法准确度和精密度更高，定量更准确，方法更科学规范，可替代目前使用的国标方法对食品中的甜蜜素进行检测分析，完全可满足食品中甜蜜素的分析要求。

参考文献

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[9] 中华人民共和国卫生部.食品中环己基氨基磺酸钠的测定方法：GB/T 13112-1991[S].北京：中国标准出版社，1991.

[10] 中华人民共和国卫生部.食品中环己基氨基磺酸钠的测定：GB/T 5009.97-2003[S].北京：中国标准出版社，2004.

收稿日期2015-12-21