毛细管气相色谱法快速测定西瓜及饮料中的甜蜜素

2011-01-22白广东黄艳梅

化学分析计量 2011年5期

白广东黄艳梅

(安徽亳州市产品质量监督检验所，亳州 236800)

甜蜜素又名环己基氨基磺酸钠(C6H12NaO3S)，是具有甜味但属于非糖类的化学物质，是一种无营养的人工合成甜味剂[1]，甜度为蔗糖的40～50倍，过量食用会损害人体肝脏和神经系统。强制性国家标准GB 2760-2011中规定甜味剂是限范围、限量使用的食品添加剂[2]。按照国家的有关规定，饮品中甜蜜素的最大使用量为0.65 g/kg，西瓜中甜蜜素不得检出。近期，可能因为干旱或其它的原因，西瓜明显比往年甜，有人担心部分西瓜滥用膨大剂和甜蜜素。笔者通过对市场上近10个批次各品种的西瓜中甜蜜素含量进行检测分析，均未检出甜蜜素，但加强西瓜及饮料中的甜蜜素安全检测是十分必要的。

参照GB/T 5009.97-2003中规定的方法[3]，对样品前处理和色谱分析方法进行优化改进，对西瓜及果味饮料中的甜蜜素进行测定。笔者分别比较了4种不同极性的毛细管柱，最终采用Rtx-1石英毛细管柱测定西瓜及果味饮料样品中的甜蜜素。相比国标中的填充柱法，该法减少了样品用量和药品消耗，减少了环境污染，提高了工作效率。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱仪：GC-2010 plus型，FID检测器，配AOC-20i自动进样器，日本岛津公司；

电子天平：XP205型，感量0.01、0.1 mg，瑞士梅特勒-托利多公司；

冷冻离心机：Vecocity 18RL型，澳大利亚Dynamica公司；

超声清洗器：KQ3200型,昆山超声仪器有限公司；

涡旋混匀器：IKA MS3 basic型,德国IKA公司；

匀浆机：JYL-A070型,济南九阳股份有限公司；

环己氨基磺酸钠标准样品：纯度不小于99.0%，德国Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；

正己烷：色谱纯，美国TEDIA公司；

亚硝酸钠、硫酸、氯化钠：分析纯，天津博迪化工公司；

西瓜(红瓤、黄瓤)、果味饮料：市售；

实验室用水为高纯水。

1.2 色谱条件

色谱柱：Rtx-1石英毛细管柱(15 m×0.25 mm,0.25 μm)；进样口温度：150℃；检测器温度：200℃；柱温：40℃(保留1 min),以10℃/min升至60℃，再以20℃/min升至200℃(保留1 min)；柱流量：3.56 mL/min；分流比：39∶1。

1.3 样品处理

气相色谱分析甜蜜素的基本原理：在酸性条件下，环己氨基磺酸钠与亚硝酸反应，生成环己醇亚硝酸酯。

取西瓜瓤去籽，匀浆5 min，称取10.00 g(饮料摇匀后直接称取)于50 mL离心管中，置冰浴中，加入2.5 mL 50 g/L亚硝酸钠溶液，2.5 mL 100 g/L硫酸溶液，摇匀，冰浴中放置30 min,并经常摇动，然后加入5.0 mL正己烷和2.5 g氯化钠，混匀，以10 000 r/min离心5 min，用移液枪吸取上层正己烷溶液，供上机测定。

1.4 环己氨基磺酸钠系列标准溶液的制备

精确称取0.250 00 g环己氨基磺酸钠，加水溶解并定容至25 mL，配制成10.0 g/L环己氨基磺酸钠标准储备液。

分别准确吸取环己氨基磺酸钠标准储备液0.05、0.10、0.25、0.50、1.00、2.00、5.00 mL于50 mL离心管中，加入高纯水至10.0 mL，混匀，置冰浴中，依次分别加入2.5 mL 50 g/L亚硝酸钠溶液、2.5 mL 100 g/L硫酸溶液，摇匀，冰浴中放置30 min,并经常摇动，然后加入5.0 mL正己烷和2.5 g氯化钠，混匀，以10 000 r/min离心5 min，配制成浓度分别为0.10、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、10.00 g/L的系列标准溶液。

1.5 计算公式

试样中环己氨基磺酸钠的含量按式(1)计算：

(1)

式中：X——试样中环己氨基磺酸钠的含量，g/kg；

c——测定样液中环己氨基磺酸钠的浓度，g/L；

V——试样溶液体积，mL；

m——试样质量，g。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的优化

取西瓜瓤去籽，匀浆5 min，称取10.00 g于50 mL离心管中，加入10.0 g/L甜蜜素标准溶液0.5 mL，按1.3处理样品，按表1中4种色谱条件进行分析，色谱图见图1～图4。

表1 4种毛细管柱色谱分析条件及甜蜜素响应值

图1 Rtx-1毛细管色谱柱的甜蜜素分离色谱图

图2 Rtx-5MS毛细管色谱柱的甜蜜素分离色谱图

图3 DB-1701毛细管色谱柱的甜蜜素分离色谱图

图4 Rtx-Wax毛细管色谱柱的甜蜜素分离色谱图

由图1～图4可知，Rtx-1、Rtx-5ms、DB-1701、Rtx-Wax 4种不同极性的毛细管色谱柱均能在5 min内对溶剂峰和甜蜜素峰进行很好地分离。Rtx-1响应值明显高于其它3种色谱柱，因此实验选择Rtx-1色谱柱。

2.2 试剂加入量的优化

对50 g/L亚硝酸钠溶液和100 g/L硫酸溶液的加入量进行了试验，结果如表2所示。由表2可知，50 g/L亚硝酸钠溶液和100 g/L硫酸溶液加入量为2.0～2.5 mL时衍生反应响应值较高，因此实验采用加入2.5 mL 50 g/L亚硝酸钠溶液和100 g/L硫酸溶液进行衍生反应。

表2 不同亚硝酸钠、硫酸溶液体积试验

2.3 线性方程、线性范围和检出限

按1.2色谱条件分别测定0.10、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、10.00 g/L系列标准溶液峰面积，以峰面积为纵坐标(Y),浓度为横坐标(X),绘制标准曲线，甜蜜素浓度在0.10～10.0 g/L范围内与峰面积呈良好的线性关系，线性回归方程为Y=574 939X+30 181,相关系数r2=0.999 2。以10倍信噪比计算，方法的定量限为0.5 mg/kg。

2.4 稳定性试验

取试样溶液，按照1.2色谱条件在0、10、20、30、60、80、120、240、480 min测定，测定结果分别为1.227 1、1.226 0、1.221 9、1.221 1、1.213 2、1.209 2、1.202 9、1.135 0 g/L，平均值为1.206 9 g/L，测得甜蜜素含量的相对标准偏差为1.9%。结果表明,样品溶液在低温下相对稳定。

甜蜜素经衍生后生成环己醇亚硝酸酯，环己醇亚硝酸酯的峰面积随放置时间的增加而减少，其峰面积在0～4℃低温下放置变化较小，而在室温下(20℃)则随放置时间的增加而显著减少。故衍生后的样品宜在低温下放置，并尽快分析。