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食品中甜味剂检测技术研究进展

2018.6.29

  摘要:指出了为了满足人们的口感和生产工艺的需要,甜味剂作为一种食品添加剂用于食品中,但是甜味剂的使用量国内国际都制定了严格的标准,综述了近年来在食品中甜味剂的检测技术中广泛应用的气相色谱法、液相色谱法、离子色谱法、气质联用法和液质联用法等几种分析检测技术。 
  1引言 
  甜味剂(Sweeteners)是指赋予食品以甜味的一类十分重要的食品添加剂[1]。目前甜味剂种类较多,按其来源可分为天然甜味剂和人工合成甜味剂;按其营养价值分为营养性甜味剂和非营养性甜味剂;按其化学结构和性质分为糖类和非糖类甜味剂。天然非营养型甜味剂日益受到重视,是甜味剂的未来发展方向。 
  近20年来,肥胖症、糖尿病和龋齿等人群高发病的产生都被认为与饮食习惯及膳食结构尤其是与蔗糖摄入过多有密切关系,蔗糖作为传统甜味剂,口感较好,但对人体的健康有一定的影响,所以越来越多的国家在寻找蔗糖的替代品。在蔗糖替代品中,美国主要使用阿斯巴甜,达90%以上,日本以甜菊糖为主,欧洲人对AK糖(安赛蜜)比较感兴趣。这三种非营养型甜味剂在我国均可使用。我国食品安全国家标准食品添加剂使用卫生标准(GB2760-2011)[2]明确规定了各类我国允许使用食品添加剂的品种、使用范围和最大使用量。对糖精的适用范围是:可在冷冻饮品、腌渍的蔬菜、面包、糕点、饼干、复合调味料、饮料、配制酒中使用,不得超过0.15g/kg,对甜蜜素的使用范围:可在冷冻饮品、水果罐头、面包、糕点、饼干、复合调味料、饮料、配制酒、果冻中使用,但最大使用范围不得超过0.65g/kg。对甜菊糖的使用范围是:可在蜜饯凉果、熟制坚果与籽类、糖果、糕点、调味品、饮料类和膨化食品中按照生产需要适量使用。目前世界上已有100多个国家批准使用阿斯巴甜,我国卫生部门于1986年批准使用阿斯巴甜,目前,它已被广泛用于除罐头食品之外的各类食品中。据大量研究表明,阿斯巴甜不仅适合儿童使用(不会造成龋齿),孕妇合理使用也是安全的。甜味剂作为食品添加剂在食品中使用范围广泛,所以其检测技术也越来越受到世界各国的重视。 
  2甜味剂检测方法 
  本文以食品中常见的5种甜味剂:安赛蜜、阿巴斯甜、糖精钠、甜蜜素、甜菊糖为例,介绍食品中甜味剂检测方法的研究进展。 
  2.1高效液相色谱法 
  高效液相色谱法是检测食品中甜味剂常用的方法之一。在我国的食品卫生检验方法汇编中GB/T 5009140-2003饮料中乙酰磺胺酸钾的测定[3]和GB/T 500928-2003食品中糖精钠的测定[4]第一法都是采用液相色谱法检测的。 
  目前已经开展了用紫外吸收检测器、二极管阵列检测器、示差折光检测器和蒸发散射检测器检测甜味剂方面的研究。陈晴川等利用反相高效液相色谱法和二极管阵列检测器,一次测定了糖精钠、安赛蜜、甜蜜素、山梨酸、苯甲酸、咖啡因、可可碱和茶碱;整个过程迅速,加标回收率为785%~1072%[5]。刘芳等人建立了固相萃取-高效液相色谱-蒸发光散射检测食品中5种人工合成的甜味剂(安赛蜜、糖精钠、甜蜜素、三氯蔗糖和阿巴斯甜),样品经过甲酸缓冲液提取,固相萃取柱净化后,C18柱子分离,样品的检出限分别为:安赛蜜25mg/L、糖精钠3mg/L、甜蜜素10mg/L、三氯蔗糖25mg/L及阿斯巴甜5mg/L[6]。曾海笑采用离子对作为流动相,样品沉淀蛋白离心去杂质后,经高效液相色谱-紫外吸收检测器检测安赛蜜、阿巴斯甜、糖精钠和甜蜜素四种甜味剂,方法简便不需要衍生,在食品中具有实际使用价值[7]。赵永良等建立甜菊糖甙中莱鲍迪甙A(简称为R-A)的HPLC定量分析方法,采用液相色谱-紫外检测器外标法测定,其质量浓度在01~10mg/mL时线性关系良好,平均回收率在10151%,RSD为122%。该法简便,快速,重线性好,适用于甜菊糖中R-A的定量分析[8]。 
  2.2气相色谱法 
  气相色谱法具有高灵敏度、低检出限的优点,食品中甜蜜素的测定应用的是气相色谱法,我国国标GB/T 5009.97-2003 食品中环己基氨基磺酸钠的测定[9]采用气相色谱-氢火焰离子化检测器检测,主要用于测定饮料、凉果等食品中的甜蜜素。 
  陈玉波等采用气相色谱毛细管柱内标法测定白酒中甜蜜素含量,采用在提取溶剂正己烷中加入一种内标物质(乙酸正丁酯)对甜蜜素经过衍生后的产物进行定量分析,结果表明:用毛细管柱内标法检测白酒中甜蜜素,该方法检测效率大大提高,且准确可靠[10]。 
  2.3离子色谱法 
  离子色谱是用电导检测器对阳离子和阴离子混合物作常量和痕量分析的色谱法。离子色谱只有十几年的历史,今后在选择新的洗脱液,合成新的低交换容量离子交换树脂和高灵敏度的检测器方面有很广阔的发展前景。 
  李静等采用离子色谱法测定了食品中3种甜味剂(甜蜜素、安赛蜜和糖精钠)和2种防腐剂(山梨酸钾和苯甲酸钠),样品经过提取和去除杂质后,调节pH值到9~10后,经过C18柱子净化,5种不同的添加剂在不同的前处理柱发生吸附,获得了良好的加标回收率,方法反应快、灵敏度高适用于在不同的食品中上述甜味剂和防腐剂的检测[11]。 
  2.4气质联用法 
  气质联用是将气相色谱仪和质谱测定仪通过适当接口结合,借助计算机技术,进行联用分析的技术,由于气相色谱的高分离性和质谱的高分辨性,气质联用法用于酒中甜蜜素的测定,能够达到酒类产品中甜蜜素的检出不得小于 0.01mg/L的要求。 
  丁立平建立了快速测定酒类中甜蜜素的气相色谱-质谱联用方法,用次氯酸钠将酒中的甜蜜素转化为含环己基氨基的化合物N,N-二氯环己胺,以正己烷萃取,用内标法定量,以气相色谱-质谱联用法测定;结果表明,样品中添加0.500~4.00mg/L水平的甜蜜素时,回收率范围为 92.4 %~110.4 %;检测限为0.010mg/L,相对标准偏差范围为4.52 %~7.21 %[12]。   2.5液质联用法 
  液相色谱-质谱联用技术具有高选择性、高准确度、高灵敏性并且能够提供相对分子质量和结构等信息在药物分析、食品分析和环境分析等许多领域得到了广泛的应用。由于在白酒甜蜜素的检测容易出现假阳性,液相色谱-质谱确证技术越来越广泛的应用于甜味剂的检测中。 
  盛旋等人采用超声波提取,阴离子交换固相萃取柱净化,液相色谱-质谱定量检测食品中3种磺胺类甜味剂,该方法安赛蜜、糖精钠、甜蜜素的检出限低于10pg,平均回收率在88%以上[13]。李传慧等人采用快速分离液相色谱-串联四级杆电喷雾质谱法同时测定食品中糖精钠、安赛蜜、甜蜜素、阿巴斯甜和纽甜5种人工合成的甜味剂,色谱分离采用ZOBAX C18柱,以乙腈和水为流动相,ESI电离模式下,采用多反应监测(MRM)进行监测,5种甜味剂的平均添加回收率在82.3%~104.3%之间,相对标准偏差(RSD)≤2.0%[14]。刘晓霞采用高效液相色谱-串联质谱法测定了食品中6种人工合成甜味剂(甜蜜素、糖精钠、安赛蜜、阿斯巴甜、阿力甜、纽甜),样品经甲醇-水溶液提取。以C18柱为分离柱,甲酸铵溶液和乙腈为流动相,经高效液相色谱分离,采用电喷雾串联四极杆质谱进行检测,样品平均回收率为813%~1060%,相对标准偏差小于11%[15]。 
  3结语 
  随着时代的发展,甜味剂是食品添加剂行业中一项重要产品,在世界范围内的用量一直居于其他添加剂的首列,在食品中使用甜味剂不仅能够满足人们的口感,而且也是为了满足许多加工工艺的需要,它在加工生产过程中对食品、饮料风格的调整起着关键作用。 
  随着大众对健康的要求越来越高,人们对各种甜味剂的要求也越来越苛刻,健康、口感、价格是消费者关注的焦点。所以开发新甜味剂成为新的研究方向。随着人类研究甜味剂的深入,食品中甜味剂的检测方法也越来越趋于成熟,液相色谱、气相色谱和离子色谱等用来定量分析食品中的甜味剂,气质联用、液质联用法定性分析甜味剂来排除假阳性样品的出现,满足甜味剂检测的需求。 
  参考文献: 
  [1] 陈一,单艺.食品用复合甜昧剂[J].中国调味品,2011,36(5):15~17. 
  [2] 中华人民共和国卫生部.GB 2760-2011食品安全国家标准 食品添加剂使用卫生标准[S].北京:中华人民共和国卫生部,2011. 
  [3] 中华人民共和国卫生部.GB/T 5009.140-2003饮料中乙酰磺胺酸钾的测定[S].北京:中华人民共和国卫生部,2003. 
  [4] 中华人民共和国卫生部.GB/T 5009.28-2003食品中糖精钠的测定[S].北京:中华人民共和国卫生部,2003. 
  [5] 陈青川,于文莲,王静.高效液相色谱法同时测定多种食品添加剂[J].色谱,2001,19(2):105~108. 
  [6] 刘芳,王彦,王玉红,等.固相萃取.高效液相色谱-蒸发光散射检测法同时检测食品中5种人工合成甜味剂[J].色谱,2012,30(3):292~297. 
  [7] 曾海笑.IP-HPLC法测定食品中甜味剂的研究[J].商场现代化,2010(5):188. 
  [8] 赵永良,崔媛,刘景彬,等.高效液相色谱法测定甜菊糖甙中莱鲍迪甙A[J].食品科技,2009,34(9):294~296. 
  [9] 中华人民共和国卫生部.GB/T 5009.97-2003《食品中环己基氨基磺酸钠的测定》[S].北京:中华人民共和国卫生部,2003. 
  [10] 陈玉波,苏建国,薛银飞,等.气相色谱毛细管柱内标法测定白酒中甜蜜素含量[J].淮阴工学院学报,2009,18(1):65~68. 
  [11] 李静,王雨,梁立娜.离子色谱法同时测定食品中3种甜味剂和2种防腐剂[J].食品科学,2011,32(12):239~242. 
  [12] 丁立平.气相色谱-质谱联用法测定酒类中的甜蜜素[J].酿酒科技,2011(12):101~103. 
  [13] 盛旋,陈昌骏,丁振华,等.固相萃取-液相色谱-质谱法同时测定食品中磺胺类人工合成甜味剂[J].分析试验室,2006,25(7):75~78. 
  [14] 李传慧,李淑娟,安娟,等.快速分离液相色谱!串联四级杆电喷雾质谱法同时测定食品中多种人工合成甜味剂[J].食品工业科技,2009,30(8):319~320. 
  [15] 刘晓霞,丁利,刘锦霞,等.高效液相色谱-串联质谱法测定食品中6种人工合成甜昧剂[J].色谱,2010,28(11):1020~1025.

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