不同接装纸中甜味剂的差异性分析研究
2023-01-05楚文娟朱鑫超王高杰赵声辰李禄成高明奇张峻松田海英
楚文娟,朱鑫超,王高杰,赵声辰,李禄成,高明奇,梁 淼,张峻松,田海英
(1.河南中烟工业有限责任公司技术研发中心,河南郑州 450000;2.郑州轻工业大学 食品与生物工程学院,河南 郑州 450001)
0 引言
甜味剂是一类能够提升产品甜味、改善口感的食品添加剂[1-4]。近年来,随着工业化的高速发展和消费理念的提升,越来越多的新型甜味剂被开发出来[5-7],并由于其具有高甜度、低热量、安全性高、价格低廉等优点而被广泛应用于食品及其他各行业[8-11]。
在烟草行业内,甜味剂常应用于电子烟烟液[12]、嚼烟胶基[13]中。近年来,其在接装纸中的应用也逐渐成为行业内的研发热点之一[14-15],有报道称,在接装纸上添加甜味剂有增加甜味、掩盖不良气息、改善烟草制品的抽吸品质,提高消费者感官愉悦性的作用,适用于甜味较淡、烟碱含量高、烟气pH 值较高的卷烟产品[16-17]。
然而,针对现有的甜味接装纸,卷烟企业对其使用的甜味剂种类及含量尚不明确,造成其在卷烟产品中的应用受到一定的限制。因此,研究对卷烟材料生产厂家生产的15 种甜味接装纸进行了检测分析,明确了不同接装纸中甜味剂种类及含量的差异性,以期为甜味接装纸的实际应用与工艺控制提供指导意义。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
15 种甜味接装纸,编号为A~O,由某卷烟材料厂提供。
糖精钠、甜蜜素、三氯蔗糖、罗汉果皂苷Ⅴ、柚皮苷二氢查尔酮、纽甜(纯度≥98%),上海麦克林生化科技有限公司提供;阿斯巴甜(纯度≥98%),上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供;阿力甜、甜菊糖苷(纯度≥98%),百灵威科技有限公司提供。
1.2 仪器与设备
Agilent 1260 Infinity LC 型高效液相色谱仪,美国Agilent 公司产品;Alltech ELSD 2000ES 型蒸发光散射检测器,美国奥泰科技(中国)有限公司产品;ME104E 型电子天平(感量0.000 1 g),梅特勒-托利多仪器有限公司产品;SB-3200DT 型超声萃取仪,宁波新芝生物科技有限公司产品;S152TPS3-1 型碎纸机,得力集团有限公司产品。
1.3 试验方法
1.3.1 标准溶液的配置
分别称取甜味剂标准品糖精钠、甜蜜素、纽甜、柚皮苷二氢查尔酮、罗汉果皂苷Ⅴ各0.010 g(精确至0.001 g),三氯蔗糖、阿斯巴甜、阿力甜、甜菊糖苷各0.020 g(精确至0.001 g)置于50 mL 容量瓶中,用超纯水定容至刻度,摇匀,得到甜味剂质量浓度分别为200.0,400.0 μg/mL 的甜味剂混合溶液,将其作为甜味剂混合标准储备液。
移取混合标准储备液0.5,1.0,2.5,4.0,5.0,6.0,8.0 mL 于10 mL 容量瓶中,分别加入超纯水至刻度,摇匀,得到1~7 级甜味剂混合标准工作溶液。
1.3.2 样品前处理
取适量甜味接装纸,经过碎纸机处理后,制成大小约为5 mm×5 mm 的碎片。准确称取接装纸碎片1.0 g(精确至0.000 1)置于50 mL 具塞三角瓶中,加入15 mL 超纯水使接装纸充分浸润,在45 ℃条件下超声萃取20 min,取适量萃取液过0.22 μm滤膜,进行HPLC-ELSD 分析。
1.3.3 HPLC-ELSD 分析条件
色谱柱:ZORBAXEclipsePlusC18RRHD(2.1 mm×150 mm×1.8 μm),柱温30 ℃,漂移管温度100 ℃,气体流量2.0 L/min。
流动相及梯度洗脱条件见表1。
表1 流动相及梯度洗脱条件
1.3.4 甜味剂含量的计算
接装纸样品中甜味剂的含量按式(1)进行计算,每个样品平行测定3 次,取平均值为检测结果。
式中:Xi——样品中甜味剂i 的含量,μg/g;
Ci——标准工作曲线计算得到的样品中甜味剂i 的质量浓度,μg/mL;
V——萃取液体积,mL;
m——样品质量,g。
2 结果与分析
2.1 色谱行为
将配置的甜味剂混合标准工作溶液按仪器的工作条件进行检测分析。可见,9 种甜味剂在该分析条件下可以达到有效分离,分离效果较好。
标准工作溶液色谱图见图1。
图1 标准工作溶液色谱图
2.2 方法的验证
2.2.1 标准曲线、检出限和定量限
将所配置的1~7 级标准工作溶液进行HPLCELSD 分析,以各甜味剂成分的峰面积为横坐标(X),各甜味剂成分的质量浓度为纵坐标(Y),绘制各甜味剂成分的标准工作曲线。对最低质量浓度的标准工作溶液重复进样10 次,计算测定结果的标准偏差,按3 倍标准偏差和10 倍标准偏差分别计算该方法的检出限和定量限。
标准工作曲线方程及相关系数、检出限、定量限汇总结果(见表2),各甜味剂工作曲线的相关系数均大于0.999,检出限为0.29~5.33 μg/mL,定量限为0.97~17.77 μg/mL,能够满足样品中各甜味剂成分的定量分析要求。
检出限与定量限见表2。
表2 检出限与定量限
2.2.2 回收率和精密度
取适量接装纸样品,采用标样加入法测定方法的回收率。称取已知甜味剂种类及其含量的甜味接装纸样品3 份,分别加入低、中、高3 个不同质量浓度水平的9 种甜味剂的标准样品,按照1.3.3 节的分析方法,测定3 个加标水平下各甜味剂的回收率,每个加标水平重复测定5 次。
回收率和精密度见表3。
表3 回收率和精密度
由表3 可知,在低、中、高3 个加标水平下,各甜味剂的平均回收率在89.91%~105.44%,相对标准偏差(RSD)均小于3%,说明该分析方法重复性好、回收率高,能满足分析检测的需求。
2.2.3 不同种类甜味剂的检测结果及差异性分析
以材料厂提供的15 种甜味接装纸为研究对象,按1.3 节的方法对样品进行处理与分析。
甜味接装纸检测结果见表4。
由表4 可知,在A~E、H~O 等13 种甜味接装纸中检测到糖精钠,含量为870.74~3 052.78 μg/g;F、G 2 种接装纸中检测到纽甜,含量分别为111.37 μg/g 和161.65 μg/g;H 接装纸中检测到三氯蔗糖,含量为463.75 μg/g;D 接装纸中检测到甜菊糖苷,含量为680.52 μg/g。
表4 甜味接装纸检测结果
在13 种甜味接装纸中,均检出糖精钠,且检出含量较高,这可能是由于其成本较低,甜度较小所致;纽甜的含量最小,可能与其高甜度的特征有关。其中,A~C、E~G、I~O 等13 种接装纸均仅检出1 种甜味剂,而D、H 2 种接装纸检测出2 种甜味剂,未检出阿斯巴甜、阿力甜等5 种甜味剂。总体来说,甜味接装纸中甜味剂种类和含量的差异性较大,这可能与其制作方式或加工过程、贮存过程的散失有关。
3 结论
采用超声萃取的方式对接装纸中的甜味剂成分进行了提取,并通过HPLC-ELSD 对提取液进行检测分析,明确了15 种甜味接装纸中的甜味剂种类及含量。
结果表明,15 种甜味接装纸中检出的甜味剂主要为糖精钠、纽甜、三氯蔗糖和甜菊糖苷,含量分别为870.74~3 052.78,111.37~161.65,463.75,680.52 μg/g。其中,13 种接装纸检出了一种甜味剂,2 种接装纸检出了2 种甜味剂,甜味剂种类和含量均有较大差异。