温度对饮料中甜蜜素的转化率及定量分析的影响

◎ 王东铭，王丽萍，秦芸桦，陈 瑜，袁 舟

（浙江公正检验中心有限公司，浙江 杭州 311305）

甜蜜素又称环己基氨基磺酸钠，通常是指环己基氨基磺酸的钠盐或钙盐。甜蜜素的甜味纯正，甜度通常认为是蔗糖的30倍，在美国曾成为一种消费量很大的人工甜味剂，被公认为是安全物质，这种情况一直持续到1969年。1970年，美国国家科学院研究委员会收到有关甜蜜素为致癌物的实验证据，美国食品与药物管理局（FDA）为此立即发布规定严格限制使用甜蜜素[1]。

1982年9月，Abbott实验室和能量控制委员会在大量试验事实的基础上，以最新的研究事实证明甜蜜素的食用安全性，许多国际组织也相继发表大量评论明确表示甜蜜素为安全物质，但FDA至今还没有解决这个问题。尽管如此，目前仍有许多国家（包括我国）继续承认甜蜜素的甜味剂地位，允许甜蜜素的使用。

根据我国《食品添加剂使用卫生标准》（GB 2760—2014）规定，甜蜜素可以作为甜味剂，其使用范围为：①水果罐头、腐乳类、饼干和果冻等，最大使用量为0.65 g·kg-1。②蜜饯凉果、果酱、熟制豆类等，最大使用量为1.0 g·kg-1。③面包与糕点等，最大使用量为1.6 g·kg-1。④凉果类、话化类等，最大使用量为8.0 g·kg-1[2]。对于甜蜜素的测定，由于检测标准方法中要求在冰浴中进行衍生反应，本文针对不同温度对衍生产物转化率以及其定量分析的影响做了一定的分析研究。

1 材料与方法

1.1 仪器设备

气相色谱仪Agilent6890（美国安捷伦公司配7693自动进样器、氢火焰离子化检测器）、旋涡混合器、离心机、Agilent DB-5色谱柱（15 m×250 μm×0.25 μm）。

1.2 色谱分析条件

进样量1.0 μL；气化室温度250 ℃；分流比10∶1；载气-恒流模式，流速为1.0 mL·min-1；程序升温柱箱初始温度为60 ℃并停留1 min，以10 ℃·min-1升温至100 ℃停留3 min，最后升温至250 ℃停留5 min；检测器温度250 ℃；空气流速350 mL·min-1，H2流速：35 mL·min-1，检测器尾吹流速 25 mL·min-1。

1.3 实验方法

通过制备对应浓度标准点与饮料样品试样，在0 ℃（冰水浴）、5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃ 5个温度条件下，进行衍生化反应，并在各温度条件下制作标准曲线，校准对应温度下饮料样品的衍生产物测试浓度，记录对应衍生产物环己醇亚硝酸酯、环己醇与两种产物总的峰面积[3]，峰面积分别用S己醇亚硝酸酯、S环己醇与S总表示，并对两种产物的转化率及定量分析进行数据分析[4]。

称取饮料25.0 g至50 mL容量瓶中，用移液管从容量瓶中分取10.0 mL试液于50 mL带盖离心管中，准确加入5 mL正庚烷，2.5 mL 50 g·L-1亚硝酸钠溶液，2.5 mL 200 g·L-1硫酸溶液摇匀，在0 ℃（冰水浴）、5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃等温度条件下衍生反应30 min，期间不时摇动以促进衍生反应，反应完毕后，在离心管中加入2.5 g氯化钠，加盖摇匀后置旋涡混合器上振动1 min，期间摇匀1次，待静置分层后吸取1.0 mL上层正庚烷层于进样瓶中（若难以分层，则吸出正庚烷层于离心管中进行离心分离再行吸取），将试样在1.2色谱分析条件下分析[5]。

2 结果与分析

2.1 温度对衍生化效率的影响

不同温度对衍生反应的影响见表1。以S总作为衍生化效率，不同温度对甜蜜素衍生化效率的影响见图1与表2。由图1与表2可知，以衍生反应温度为0 ℃（冰水浴）中甜蜜素转化为环己醇亚硝酸酯与环己醇的衍生转化率为基准，衍生反应温度在5 ℃时，衍生转化率降低5.37%；衍生反应温度在15 ℃时，衍生转化率升高1.05%，衍生反应温度在25℃时，衍生转化率降低9.86%；衍生反应温度在35 ℃时，衍生转化率下降16.9%，下降较为明显。

表2 不同温度相对冰水浴衍生化效率相对偏差表

图1 不同温度对甜蜜素衍生化效率变化趋势图

表1 不同温度对衍生反应的影响表

续表1

2.2 温度对定量分析的影响

以各温度下的校准曲线对饮料试样的校准浓度进行定量分析，见图2。由图2与表3可知，以衍生反应温度为0 ℃（冰水浴）中甜蜜素校准浓度为基准，衍生反应温度为5 ℃时，甜蜜素校准浓度降低4.16%；衍生反应温度为15 ℃时，甜蜜素校准浓度升高1.19%；衍生反应温度为25 ℃时，甜蜜素校准浓度降低2.12%；衍生反应温度为35 ℃时，甜蜜素校准浓度升高3.23%。

图2 不同温度对甜蜜素定量分析变化趋势图

表3 不同温度相对冰水浴校准浓度相对偏差表

3 结论

实验结果表明，从甜蜜素转化率来看，以衍生反应温度为0 ℃（冰水浴）中甜蜜素转化为环己醇亚硝酸酯与环己醇的衍生转化率为基准，在衍生反应温度为5 ℃与15 ℃时，转化率分别降低5.37%与升高1.05%，仍在误差范围内，衍生反应温度为25 ℃与35 ℃时，转化率分别降低9.86%与16.9%，已超出误差范围，由此可见，甜蜜素在各温度条件下的转化率差别较大，尤其是衍生反应温度在25 ℃与35℃特别突出；从甜蜜素校准浓度来看，以衍生反应温度为0 ℃（冰水浴）中甜蜜素校准浓度为基准，其他各衍生反应温度下的校准浓度相对偏差均在5%以内，满足国家标准方法《食品安全国家标准 食品中环己基氨基磺酸钠的测定》（GB 5009.97—2016）中“在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的10%”的要求。因此甜蜜素的反应条件在温度方面对其定量分析的影响较小。