毛细管柱气相色谱测定食品中甜蜜素的研究进展

侯芳菲，曹佳，房静

（天津生物工程职业技术学院，天津300462）

甜蜜素，化学名称为环己基氨基磺酸钠，是食品生产中常用的添加剂。我国是甜蜜素最大的生产国和出口国，产能主要分布在长三角、珠三角地区。甜蜜素是一种常用的非营养型甜味剂，其甜度是蔗糖的30～40 倍，而价格仅为蔗糖的三分之一，而且用量稍多时不会有苦味[1]，因而是国际通用的食品添加剂，可用于清凉饮料、果汁、冰激凌、糕点食品及蜜饯中，还可用于家庭调味、烹饪、酱菜品、化妆品、糖浆、糖衣、甜锭、牙膏、漱口水、唇膏等。但是经常食用甜蜜素含量超标的饮料或其他食品，会对人体的肝脏和神经系统造成危害，特别是对代谢排毒能力较弱的老人、孕妇和小孩危害更明显。

GB 5009.97-2016《食品中环己基氨基磺酸钠的测定》食品安全国家标准规定了食品中环己基氨基磺酸钠（甜蜜素）的三种测定方法为气相色谱法、液相色谱法和液相色谱-质谱/质谱法[2]。该标准中液相色谱法适用于饮料类、蜜饯凉果、果丹类、话化类、带壳及脱壳熟制坚果与籽类、配制酒、水果罐头、果酱、糕点、面包、饼干、冷冻饮品、果冻、复合调味料、腌渍的蔬菜、腐乳食品中甜蜜素的测定；液相色谱-质谱/质谱法用于白酒、葡萄酒、黄酒、料酒中甜蜜素的测定；气相色谱法是以气体（N2、He、Ar、H2）为流动相的柱色谱分离技术。气相色谱法分离分析物质显示出分离效能高、分析速度快、灵敏度高和应用范围广等特点，所以近年来得到了广泛使用。目前，毛细管色谱柱以其柱效高、分离度好等优势，在食品检测行业中的应用已经非常广泛。李伟等[3]研究发现，毛细管柱色谱法代替填充柱能得到更好分析效果。

1 毛细管柱气相色谱的优点

毛细管柱气相色谱是气相色谱的一种，该方法空心柱阻力小，将固定液直接涂在管壁上，总的柱内壁面积较大，涂层可很薄，则组分在气相和液相相间的传质阻力降低，这些因素使得毛细管柱的柱效比填充柱有了很大的提高[4]。分离效率比填充柱高10～100 倍，毛细管色谱柱柱效高达3 000～4 000 块/m 理论塔板，一般采用程序升温，分析速度快，色谱峰窄，峰形对称，在色谱分析中的应用越来越广泛[5]。

2 不同食品中甜蜜素的测定

2.1 酒中甜蜜素的测定

国标中规定，除配制酒外，饮料酒（如白酒、果酒、黄酒等）中甜蜜素不得检出。由于白酒生产原料和生产工艺的复杂性和多样性，白酒中环己醇及环己基的类似物质与亚硝酸钠反应，生成环己醇亚硝酸酯，而被误认为是环己基氨基磺酸钠与亚硝酸钠的反应，如果在仪器设备种类有限，只能用气相色谱进行检测的情况下，可能造成酒中含有甜蜜素的假象，从而造成误判。陈玉波等[6]利用气相色谱毛细管柱内标法测定白酒中甜蜜素含量，对样品前处理技术进行了改良，通过加热使白酒中的环己醇完全挥发，不会造成甜蜜素测定的假阳性结果，是一种非常可行的分析方法。张秋香[7]建立了气相色谱-质谱联用测定白酒中甜蜜素的方法，在酸性条件下，采用次氯酸钠将甜蜜素转化成含环己基氨基的N,N-二氯环己胺，再用正己烷萃取后采用气质联用法测定，从而消除测定结果出现假阳性的可能。丁立平[8]建立了快速测定酒类中甜蜜素的气相色谱-质谱联用方法，检测限0.010 mg/ L，相对标准偏差范围在4.52%～7.51%之间。马艳等[9]依据甜蜜素的物理、化学性质，采用在硫酸介质中环己基氨基磺酸钠与亚硝酸反应，生成环己醇亚硝酸酯，利用毛细管柱气相色谱氢火焰离子化检测器进行分离分析，保留时间定性，外标法定量测定了葡萄酒和白酒中的甜蜜素含量。段建发等[10]利用气相色谱-质谱法测定甜蜜素含量，方法可操作性强，灵敏度高。顾建华等[11]利用毛细管气相色谱法测定黄酒中甜蜜素含量，甜蜜素含量在0～5.0 g/L 范围内线性关系良好。郑铖等[12]利用毛细管气相色谱法测定黄酒中甜蜜素含量，测定的线性范围为0.1～2.0 mg/mL。

2.2 饮品中甜蜜素的测定

饮品中经常被检测出来添加甜蜜素。崔忠宝等[13]测定了210 份饮品样品，发现174 份中含有甜蜜素，其中清凉饮料、酸奶中甜蜜素含量较高。李小杏等[14]利用气相色谱法测定饮料中的甜蜜素含量，方法简单方便，重现性好。林国斌等[15]建立了用毛细管柱作为分离柱测定冰棒、雪糕及冰淇淋中环己基氨基磺酸钠的方法。在炎热的夏天，冰浴中的冰块易融化，实验温度难以控制，使结果重现性较差，且试管在水中容易倒下，采用本文方法可较好地克服以上缺点。改进后采用不同浓度的标准系列绘制标准曲线，使试样的测定结果更加准确。梅文泉等[16]建立了用弱极性石英毛细管（HP-5）毛细管柱气相色谱测定饮料中甜蜜素含量的方法，固体样品中的甜蜜素经匀浆提取，饮料样品经稀释后，在优化的色谱条件下，氢火焰离子化检测器测定。色谱图中甜蜜素检出限饮料样品2 mg/L，固体样品20 mg/kg。

张均媚等[17]建立了乳饮料中甜蜜素测定的毛细管气相色谱法，方法回收率在95.5%～104.6%之间，能满足微量分析的需要。

2.3 高蛋白食品中甜蜜素的测定

实际检测过程中，在测定基体复杂的高蛋白样品时，由于高糖、高脂、高蛋白的影响，酯化过程中易发生乳化现象，操作困难，回收率偏低，分离效果差，杂质干扰大。秦德萍等[18]在国标的基础上，试样经超声提取、沉淀剂去蛋白质和脂肪，离心定容后过滤，取其滤液进行衍生化反应，使用化学沉淀剂去除大部分基质，优化了仪器分析条件，在正己烷萃取衍生产物后的20 h 内以毛细管气相色谱检测甜蜜素的含量，建立了检测高蛋白食品中甜蜜素的毛细管气相色谱分析方法。孔祥建等[19]建立了应用Carrez试剂沉淀蛋白，毛细管柱分离检测乳制品中甜蜜素的方法。经验证，方法检出限为5.16 μg，定量下限为15.48 μg，在0.0～1.0 μg 浓度范围内线性关系良好，相关系数为0.999 9，回收率在94.2%～103.6%之间。该方法样品处理简单，方法精密度高，准确性好，适合乳制品的定量分析检测。宋家玉等[20]选择弱极性的DB-5 型毛细管色谱柱（0.53 mm×30 m，1.0 μm）作为分离柱，使用氢火焰离子化检测器检测，样品按照类别，分别用水或石油醚提取去脂后，再用水超声提取，离心分离并过滤后，取其滤液进行色谱分析，解决了高脂、高蛋白样品易乳化、杂质干扰等问题。张霞等[21]利用毛细管气相色谱法测定奶油类冰淇淋样品中的甜蜜素，利用亚铁氰化钾及乙酸锌沉降蛋白，消除了乳化现象，利用HP-5（30 m×0.32 mm×0.25 m）毛细管色谱柱程序升温检测，测定结果得到，样品加标回收率为90.5%～103.8%，适用于含奶油类冰淇淋等样品的测定。

2.4 其它食品中甜蜜素的测定

顾建华等[22]采用超声提取、沉淀去蛋白和脂肪、净化等手段对样品进行前处理，建立了高灵敏度并且能快速、简便的测定高脂固体食品中甜蜜素含量的检测方法。陈静文等[23]利用毛细管柱气相色谱法分析炒货、酱菜、蜜饯和酒类四类食品中的甜蜜素含量，使用HP-5 毛细管色谱柱，改进方法，固体样品采用超声提取，节省了时间。胡晓琴[24]对比了两种毛细管色谱柱测定某品牌冰糖雪梨中甜蜜素的分离度、线性范围、回收率和精密度，结果表明两种毛细管色谱柱测定结果的一致性较好，且准确度和精密度均符合要求，但在测定基质较复杂的产品时分离度有所区别。陈国亮等[25]利用超声萃取毛细管气相色谱法快速测定食品中甜蜜素，取得了满意的效果。

章沙沙[26]建立了毛细管柱气相色谱法测定食品中甜蜜素的方法，食品中甜蜜素经超声提取，衍生化后，使用正己烷提取，离心，取上清液进行气相色谱法测定，采用毛细管柱程序升温分离，氢火焰离子化检测器检测，保留时间定性，外标法定量，提高了灵敏度及分辨率，检验结果更加准确可靠。党富民等[27]对食品中甜蜜素测定方法进行了改进及优化，使用毛细管柱，优化了升温条件，得到了尖锐的甜蜜素峰形，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%。结果表明改进后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，定量也更准确。周丹等[28]建立了毛细管柱气相色谱法测定食品中的甜蜜素的方法，使用Rxi-5ms 毛细管色谱柱，使用氢火焰离子化检测器（FID）检测，在优化的色谱条件下，测定得出的甜蜜素的峰形较好，杂峰干扰小。标准曲线线性相关系数为0.999 8，方法回收率高。管华玫[29]采用采用HP-5 毛细管柱进行分离，使用氢火焰离子化检测器进行检测食品中的甜蜜素，方法的最低检出限为2.5 mg/kg，重复性好，实用性强，而且由于毛细管柱分离效果好好，能很好地避免样品中各成分的干扰，准确度高，获得了令人满意的结果。

综上，毛细管柱气相色谱在食品甜蜜素测定中得到了广泛应用，气相色谱法测定甜蜜素是国标中的第一法，因测定需要进行亚硝化衍生，且存在衍生物色谱图峰面积不稳定的问题，所以改进样品前处理的方法[30]，为食品中甜蜜素测定提供准确度高和实用性强的测定方法是未来的研究方向。