气相色谱法测定馒头中甜蜜素

包 琴 成晓琴 张 强*（

1四川省轻工业研究设计院，四川成都 610000）（2国家轻工业食品质量监督检测成都站，四川成都 610000）

气相色谱法测定馒头中甜蜜素

包 琴1，2*成晓琴1，2张 强1，2**（

1四川省轻工业研究设计院，四川成都 610000）（2国家轻工业食品质量监督检测成都站，四川成都 610000）

甜蜜素，又称浓缩糖或甜素，化学名为环己基氨基磺酸钠，是一种常见的人工合成的非营养型甜味剂，其甜度是蔗糖的30～50倍，水溶性好，价格低廉。有研究表明，直接食用甜蜜素可导致小白鼠膀胱肿瘤的发生；甜蜜素在微生物作用下可分解为环己胺等有害物质。我国对甜蜜素的使用范围和用量都有非常严格的规定，如果滥用或超标使用，会对人体造成伤害。我国明确规定甜蜜素不能用于馒头类食品，而很多发达国家已经全面禁止在食品中使用甜蜜素，因此准确测定甜蜜素含量对保护群众健康意义重大。试验发现，国内现行的甜蜜素检测方法，在测定过程中存在衍生时间长、操作复杂、准确度低等缺点，严重影响试验结果的准确性与可信度。本文在大量试验的基础上，研究并总结出适用于馒头中甜蜜素检测的气相色谱测定法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

正己烷、正庚烷、乙酸乙酯、三氯甲烷、四氯化碳、亚硝酸钠、硫酸，均为分析纯；试验用水均为去离子水；孔径0.45 μm滤头，DIKMA。

1.145 g/L甜蜜素标准溶液：称取甜蜜素标准品（纯度大于99%，购于Dr.Ehrenstorfer GmbH）0.114 5 g，用水溶解后转移到100 mL容量瓶中，定容至刻度，于1℃～4℃冰箱保存，有效期1个月。

1.2 仪器与设备

7820A气相色谱仪，美国Aglient，配FID检测器；LT602C电子天平，常市天量仪器有限责任公司；数控超声波清洗器，L265×W162×H210，深圳市洁康洗净电器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 甜蜜素的提取及衍生化反应

准确称取5.00 g已粉粹的试样于50 mL比色管中，加35 mL左右水，振摇1 min，超声提取。置于冰浴，准确加入5 mL 正庚烷，加入50 g/L亚硝酸钠溶液5 mL，100 g/L硫酸溶液5 mL，盖紧瓶盖，摇匀，在冰浴中放置30 min，其间振摇3次。静置分层后取上层清液供气相色谱测定。

1.3.2 气相色谱的条件

气相毛细管色谱柱：HP-5（0.32 mm×30 m，0.25 μm）；色谱柱程序升温步骤：初始温度为80℃，保持1 min，5℃/min升温至100℃，保持3 min；FID检测器温度：230℃；进样口温度：200℃。

1.3.3 标准曲线的绘制

准确移取1.145 g/L甜蜜素标准使用溶液0.5mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、5.0 mL于50 mL比色管中，加水至25 mL刻度，配制成衍生后质量浓度分别为0.114 5 mg/mL、0.229 0 mg/mL、0.458 0 mg/mL、0.687 0 mg/mL、1.145 0 mg/mL的溶液。标准曲线衍生化同样品溶液。

2 结果与分析

2.1 色谱柱的选择

考察非极性HP-5毛细管柱（0.32 mm×30 m，0.25 μm）和强极性毛细管柱DB-WAXter毛细管柱（0.25 mm×30 m，0.25 μm）对甜蜜素衍生产物的测定，其结果见图1、图2。

图1 HP-5色谱图

图2 DB-WAXter色谱图

由图1、图2可知，HP-5和DB-WAXter 2种色谱柱在相同色谱条件下均能对甜蜜素衍生后的产物有良好的分离效果和响应值。HP-5柱对甜蜜素衍生主产物环己醇亚硝酸酯的保留时间为4.480 min，副产物环己醇的保留时间4.683 min，峰面积之和为1 654 983。DB-WAXter对甜蜜素衍生主产物环己醇亚硝酸酯的保留时间为4.840 min，副产物环己醇的保留时间6.417 min，峰面积之和为622 918。HP-5柱相对于DB-WAXter柱目标物的出峰时间较早，且主副产物出峰时间接近，峰型较好，响应值高，因此选择HP-5色谱柱。

2.2 萃取剂的选择

考察四氯化碳、三氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、正庚烷5种萃取剂对甜蜜素标准储备液（1.145 g/L）提取的影响，结果见下页图3。由图3可知，乙酸乙酯萃取效果最好，但萃取时间最长，不容易与水相分层；四氯化碳与三氯甲烷萃取效果较好，与甜蜜素分离度高，但它们与水混溶后，有机相置于下层，不利于提取；正庚烷挥发性低，化学性质与正己烷类似，毒性没有正己烷强，且提取效果好，与甜蜜素分离度高，因此选用正庚烷为甜蜜素的萃取剂。

图3 不同萃取剂对甜蜜素提取效果

2.3 衍生条件优化

2.3.1 超声萃取对甜蜜素提取的影响

甜蜜素易溶于水，采用人工振荡辅助水提的效率低、测定结果精密度差，因此本文选用具有安全、高效、快速等特点的超声波辅助萃取。考察超声时间对甜蜜素提取的影响，分别超声5 min、10 min、20 min、30 min，对比甜蜜素的峰面积，结果见表1。

表1 不同超声时间对甜蜜素提取的影响

由表1可知，样品超声3 min前萃取量明显增加，但超过3 min后其检测结果趋于稳定。因此，为了保证馒头中甜蜜素含量的测定，每个样品在衍生反应之前萃取5 min。

2.3.2 硫酸浓度对甜蜜素提取的影响

在衍生过程中加入5 mL 50 g/L硝酸钠，分别加入5 mL 100 g/L硫酸和5 mL 200 g/L硫酸，以考察不同浓度硫酸对衍生的影响。不同浓度硫酸对甜蜜素标准品进行衍生反应，其结果见图4。

图4 硫酸浓度对衍生反应的影响

由图4可知，硫酸浓度对该衍生反应影响不大，考虑试剂用量和检测成本，本方法在冰浴条件下依次加入5 mL 50 g/L硝酸钠，5 mL 100 g/L硫酸。2.3.3 反应时间对甜蜜素提取的影响

考察不同静置时间30 min、60 min、120 min、240 min、过夜对甜蜜素衍生结果的影响，见表2。

表2 峰面积对比

由表2可知，主产物会随着时间和反应条件变化逐渐转变为副产物，但主副产物的峰面积之和保持不变。这是因为甜蜜素衍生产物有2个，分别是环己醇亚硝酸酯（主产物）和环己醇（副产物）。该反应是动态过程，中间产物环己醇、环己醇亚硝酸酯可互相转换，不同的反应条件，这2个产物的含量也不同，并且在放置过程中环己醇和环己醇亚硝酸酯的平衡会移动（见图5、图6），这与相关文献［1］、［3］、［4］研究结果一致。其转化方程式如下：

图5 放置30 min的色谱图

图6 放置过夜的色谱图

C6H12NSO3Na(甜蜜素 环己基氨基磺酸钠)+ NaNO2(亚硝酸钠)→C6H12O(环己醇)（酸性条件下）C6H12O(环己醇)+NaNO2(亚硝酸钠)=环己醇亚硝酸酯

由表2、图5、图6可以看出，峰面积之和随着时间的推移几乎没有变化，维持在一个稳定值，但主产物峰面积变小，副产物峰面积变大，实际反应中环己基氨基磺酸钠生成环己醇后，在硫酸介质下与亚硝酸钠作用生成环己醇亚硝酸酯，此反应是个可逆反应，环己醇和环己醇亚硝酸酯处于动态平衡的过程，随着时间的推移，主产物环己醇亚硝酸酯可逐步转化成副产物环己醇。因此定量时选用主副产物之和，试验结果不受时间、温度等其他因素的影响，使其结果更接近真实值。

3 方法评价

3.1 标准曲线与检出限

按试验方法对甜蜜素标准溶液系列进行测定，甜蜜素的质量浓度在0.114 5 g/L～1.145 g/L范围内与峰面积呈线性关系，线性回归方程：Y=2×106X+186 30，相关系数R2=0.999 7，标准曲线见图7。以3倍信噪比计算方法检出限，10倍信噪比计算方法定量限。固体称样量为5 g时，方法检出限（3S/N）为0.001 55 g/kg，方法定量限（10S/N）为0.005 12 g/kg。

图7 甜蜜素气相分析标准曲线

3.2 方法准确度与精密度

在馒头样品中分别加入高、中、低3个水平的甜蜜素进行回收率试验，结果见表3。

表3 回收率试验结果（n=7）

由表3可知，样品回收率为90.8%～111%，相对标准偏差为2.4%～10.9%，满足馒头分析检测要求。

4 结论

对馒头中甜蜜素的前处理及检测条件进行了探讨与改进。样品经超声辅助正庚烷萃取，加入5 mL 50 g/L硝酸钠和5 mL 100 g/L硫酸衍生反应后经气相色谱（FID），HP-5色谱柱测定。该方法检出限、精密度、准确度均能满足国家要求。改进后的方法操作简单，易控制，试验毒性低，适用于馒头中甜蜜素的测定。

［1］秦德萍，毛庆，韩燕，等.毛细管气相色谱法检测高蛋白食品中的甜蜜素［J］.中国食品添加剂，2016（5）：147-151.

［2］苏扬，张聪.甜蜜素及检测方法［J］.江苏调味副食品，2011，28（1）：11-13.

［3］洪萍，祝福春，韩见龙，等.GC/GC-MS检测食品中甜蜜素的研究进展［J］.中国卫生检验杂志，2009，19（12）：3 012-3 015.

［4］ISIDRE CASALS，MARIA REIXACH，et al.Quantification of cyclamate and cyclohexylamine in urine samples using high-performance liquid chromatography with trinitrobenzenesulfonic acid pre-column derivatization［J］.Journal of Chromatography A，1996，750（1-2）：397-402.

［5］国家卫生和计划生育委员会.GB 2760—2014食品安全国家标准 食品添加剂使用标准［S］.北京：中国标准出版社，2014.

［6］张斌，许莉勇.超声萃取技术研究与应用进展［J］.浙江工业大学学报，2008，36（5）：558-561.

［7］马建华，赵笑虹.食品中甜蜜素含量测定［J］.现代食品科技，2005，21（1）：122-125.

［8］余涛，叶坚.气相色谱测定甜蜜素改良方法的研究［J］.中国卫生检验杂志，2006，16（12）：1 453-1 487.

［9］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（甜蜜素）的测定［S］.北京：中国标准出版社，2003：689-693.

［10］宋家玉，焦艳妮，李洪宽，等.毛细管柱气相色谱法测定食品中甜蜜素［J］.理化检验（化学分册），2014，50（3）：361-364.

Determination of sodium cyclamate in steamed bread by GC

BAO Qin1，2*CHENG Xiaoqin1，2ZHANG Qiang1，2**1（Sichuan institute of light industry，Sichuan Chengdu 610000，China）
2（National light industry food quality supervision and testing station of Chengdu，Sichuan Chengdu 610000，China）

建立了毛细管柱气相色谱法测定馒头类食品中甜蜜素的方法。采用超声辅助正庚烷萃取馒头中甜蜜素，样品经过衍生化处理（控制反应条件），选择HP-5毛细管柱作为色谱柱，采用FID氢火焰离子化检测器检测。结果表明，甜蜜素质量浓度在0.114 5 mg/mL～1.145 mg/mL范围内与峰面积呈线性关系，相关系数0.999 7；当取样量5 g时，方法的检出限为0.001 55g/kg，定量限为0.005 12 g/kg；样品回收率在90.8% ～111%之间，相对标准偏差为2.4%～10.9%。该方法检测结果准备可靠，重复性好，检出限低，适用于馒头类食品中甜蜜素的检测。

甜蜜素；气相色谱法；馒头

GC for determination of sodium cyclamate in steamed bread is established.After ultrasonic extraction,the sample was treated with heptane,then the extracted was used for derivative reaction(controlled thn conditions),Polar HP-5 capillary chromatographic column was chosen as the separation column,and FID was adopted for determination. The results showed that linear relationship was kept in the range of 0.114 5 mg/mL～1.145 mg/mL between values of peak and mass concentration of sodium cyclamate,and the correlation coefficient was 0.999 7.When testing a sample of 5 grams,the detection limit was 0.001 55 g/kg,the limit of quantification was 0.005 12 g/kg.The values of recovery and RSD's were in the ranges of 90.8%～111%and 2.4%～10.9%respectively.The method is reliable,accurate and repeatable,thus it is suitable tu test the content of cyclamate in steamed bread.

gas chromatography；steamed bread；sodium cyclamate

TS211.7

A

1673-6044（2017）02-0050-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2017.02.014

*包琴，女，1987年出生，2012年毕业于西华大学食品科学专业。

**张强，通讯作者，E-mail：641101540@qq.com.

2017-03-21