气相色谱法检测食品中甜蜜素的实验条件优化
2019-03-10刘虹赵俊
刘虹 赵俊
甜蜜素的全称为环己氨基磺酸钠,又称甜精,近年来一直广泛用于食品工业中。《国标检测方法》为:利用甜精在H+介质中与NaNO2反应生成环己醇亚硝酸酯,经正己烷提取后,通过GC测定正己烷中甜精的浓度。但是该衍生反应的反应过程复杂,副产物繁多。通过控制反应条件(如:反应温度、H2SO4溶液和NaNO2溶液的用量、提取时间等),采用GC检测衍生物的A值,得到较为理想的S值和RSD值。
实验仪器与试剂
仪器:带有FID的GC7890;PF1XXXXM1超纯水机;LT- BDX 120F精密可编程热风循环烘箱;梅特勒MS 304S电子天平、赛多利斯CPA 225D电子天平(0.01 mg)。
试剂:正己烷、H2SO4溶液、NaNO2溶液和超纯水,甜蜜素标准物质:SDC- 281220,纯度99.52%,Stanford Analytical Chemicals。
实验方法
实验步骤。精确吸取配制好的10.00 mg/mL甜蜜素标准溶液200 μL于50 mL比色管中,并用超纯水定容至25 mL,移入5mL 200 g/L H2SO4溶液,漩涡混合后置于30 ℃下稳定10 min,移入5 mL 50 g/ L NaNO2溶液,漩涡混合后迅速置于冰浴中反应30 min,准确移入10.00 mL正己烷,漩涡震荡提取分层后,马上取上层正己烷,用GC检测。
仪器条件。Agilent7890,FID,分流比49,进样口180℃ ,柱温80℃,检测器200℃,柱流量1.78mL/min,氢气36mL/min,空气320mL/min,1μL进样量。
实验结果与分析
衍生化温度的影响。其他操作步骤不变,加入H2SO4溶液后分别在10、20、30、40℃和50℃下稳定10 min,进行检测,结果见图1。
由圖1可知,随着反应温度的上升,环己醇亚硝酸钠的A值增大。温度越大越有利于形成环己醇,但是温度稍高重氮盐不稳定,会分解成正碳离子并释放出氮气,有大量气泡生成,溢出液面造成样品的流失,故30 ℃是较为适宜的温度。
酸度的影响。其他操作步骤不变,分别移入5mL 0、100、200、300 g/L和400 g/L H2SO4溶液后,在30 ℃下稳定10 min,进行检测,结果见图2。
由图2可知,H2SO4的浓度从50~200 g/ L,环己醇亚硝酸酯的A值逐渐增大,200 g/L以上浓度峰面积有缓慢下降的趋势。针对0.2 mg/mL甜蜜素,H2SO4的浓度在200 g/L最合适,利于衍生物的生成。
亚硝酸盐用量的影响。其他操作步骤不变,移入5 mL 200 g/L H2SO4溶液,在30 ℃下稳定10 min,分别移入1、2、3、4、5、7 min和10 mL 50g/L NaNO2溶液,进行检测,实验结果见图3。
由图3可知,随着NaNO2溶液用量的增加,环己醇亚硝酸酯峰的A值增大,在5 mL用量时A值达到最大,而后A值迅速降低。针对0.2 mg/mL的甜蜜素,5 mL 50 g/L NaNO2溶液最合适。
冰浴中反应时间的影响。其他操作步骤不变,移入5 mL 50g/L NaNO2溶液,漩涡混合后,分别在冰浴中反应15,30,45,60 min,取正己烷检测,结果如图4。
由图4可知,冰浴中反应15~45 min环己醇亚硝酸酯的A值无明显变化,45min 以后A值大幅度下降。所以冰浴中反应15~45 min都可行。
漩涡振摇提取时间的影响。其他操作步骤不变,准确移入10.00 mL正己烷,分别漩涡震荡15、30、45、60、90、120、150 s和180 s后,立马取正己烷检测,结果见图5。
由图5可知,随着提取时间的增加,环己醇亚硝酸酯的A值逐渐增大,当提取时间在150s时A值逐渐趋于稳定,故至少漩涡振摇150s。
线性、检出限、准确性、精密度。依据前六步选取的优化条件,分别准确吸取20、40、80、120、160 μL和200 μL于50 mL比色管中,以标准浓度的甜蜜素(mg/L)为x坐标,环己醇亚硝酸酯的A值为y坐标,作标准曲线,n=7(包括样品空白),r=0.9997,回归方程y=159.29 + 89.33x。通过使用S/N=3计算,获得1.1μg的检出限。平行测量3次,RSD=1.2%;重复测量3次,RSD=2.1%。
实验结论
优化条件如下:(1)在30 ℃下反应比较适宜。(2)H2SO4的浓度在200g/L时最合适。(3)5 mL 50 g/L NaNO2溶液最合适。(4)冰浴中反应15~45min都可行。(5)至少漩涡振摇150s。
作者简介:
刘虹(1989-),女,硕士,助理工程师;专业方向为食品检测。