食品中甜味剂的检测技术详情

百检网 2022-10-18

甜味剂分人工甜味剂和天然甜味剂。人工甜味剂(artificialsweeteners)是指具有甜味但不是糖类的合成化学物质,常见的人工合成甜味剂按结构分为磺胺类(甜蜜素、糖精钠、安赛蜜)、二肽类(阿斯巴甜、阿力甜、纽甜)、蔗糖衍生物(三氯蔗糖)3类。人工合成甜味剂甜度高,在人体内不进行代谢吸收、不提供热量或因用量低而产生的热量少,其不仅能够赋予食品良好的口感,而且还可以取代蔗糖,作为糖尿病人和肥胖病人的替代品,加之又高效经济,因而在食品饮料中被广泛应用[1]。到目前为止,世界各国已获批准的人工甜味剂有20种,其中得到多数国家批准使用的品种主要有安赛蜜、阿斯巴甜、甜蜜素、糖精、三氯蔗糖等[2]。然而科学研究表明,人工合成甜味剂能致使某些动物产生肿瘤,过量使用会影响人体健康,因此为避免其对人体产生潜在危险,美国、欧盟、日本等国对食品饮料中甜味剂的用量有严格规定[3]。糖精钠不允许在婴儿食品中使用。我国卫生部2011年发布的GB2760–2011《食品添加剂使用标准》中对人工甜味剂的加入量也有严格规定。检测是保证食品质量安全的重要环节,笔者对近4年文献报道的食品中甜味剂的检测方法进行综述。


1高效液相色谱法(HPLC)

武金忠等[4]建立了脱醇后用水稀释、超高效液相色谱法–蒸发光散射检测器(UPLC–ELSD)测定白酒中安赛蜜、甜蜜素、糖精钠、阿斯巴甜、纽甜和甜菊糖苷6种甜味剂的方法,测定一个样品仅需4min,方法的回收率达到89%~105%,相对标准偏差为4.6%。刘泰然等[5]采用对酱菜、果脯、口香糖加水或对酸奶加硫酸铵溶液等试样处理,以乙腈–20mmol/L磷酸二氢钾溶液为流动相梯度洗脱,用高效液相色谱法(HPLC)–紫外检测器于波长210nm和230nm处测定食品中甜味剂(安赛蜜、糖精钠、阿斯巴甜)含量,相对标准偏差为2.0%~6.0%。嵇超等[6]采用对乳饮料乙腈沉淀蛋白进行试样处理,以乙腈–20mmol/L磷酸二氢钠水溶液为流动相梯度洗脱,超高效液相色谱法–紫外检测器于波长为220nm测定饮料中4种甜味剂(安赛蜜、甜蜜素、糖精钠、纽甜),检出限为0.005mg/L。宋戈等[7]建立了经亚铁氰化钾和乙酸锌处理沉淀、以甲醇–0.05mol/L磷酸二氢钾溶液为流动相梯度洗脱、高效液相色谱法–二*管阵列检测器于230nm波长处检测乳制品中甜味剂的方法,方法回收率为96.0%~103.5%,相对标准偏差为1.93%~2.76%。李小亭等[8]采用纯水超声提取、C18色谱柱分离,甲醇–水(体积比为43∶57)为流动相洗脱,高效液相色谱法–蒸发光散射检测器检测了饮料食品中安赛蜜、甜蜜素、三氯蔗糖和阿斯巴甜4种高倍甜味剂,用外标法定量,平均回收率在98.30%~99.00%之间,相对标准偏差小于1.63%。罗志刚等[9]采用纯水稀释,流动相采用梯度淋洗,高效液相色谱法–紫外检测器于波长254nm处检测饮料中的糖精钠,回收率为93.3%~103.1%,相对标准偏差均小于4%,该法适用于不含蛋白质饮料中的甜味剂测定。张玉等[10]对无糖的饼干类采用固相萃取净化或碳酸饮料超声脱气等处理,流动相梯度洗脱分离,用高效液相色谱–蒸发光散射检测法测定安赛蜜、糖精钠、甜蜜素、三氯蔗糖和阿斯巴甜的含量,平均回收率在87.0%~105.0%之间。肖立群等[11]通过对酒类脱醇、多色素样品聚酰胺粉末去色素或低蛋白均质后乙酸–乙酸铵缓冲溶液超声提取,采用5.0mmo1/L乙酸–乙酸铵缓冲溶液(pH6.0)和甲醇为流动相进行梯度洗脱,超高效液相色谱法–二*管阵列检测器于波长235nm处测定食品中5种人工合成甜味剂安赛蜜、糖精钠、阿斯巴甜、甘素和纽甜含量,加标回收率在75.0%~104.0%之间,相对标准偏差在0.3%~7.2%之间。李薇等[12]采用乙腈–水稀释,0.02mol/L磷酸二氢铵缓冲液(pH4.4)–乙腈为流动相线性梯度洗脱,高效液相色谱法–光电二*管阵列检测器首次对盐酸氨溴索口服溶液中4种甜味剂(安赛蜜、糖精钠、阿斯巴甜、甜菊糖/甜菊素)的含量进行检测,并使用该方法在2011年度国家药品质量评价性抽验工作中对盐酸氨溴索口服溶液中的4种甜味剂进行测定和评价。李家威等[13]采用60℃下500W微波用水提取样品2min等处理,高效液相色谱法(HPLC)测定月饼中的安赛蜜和糖精钠,并对比了微波提取和超声提取的效果,加标回收率为96.0%~103.2%,方法适用于月饼类易成团样品的常规理化检测。王京京[14]利用12%乙酸锌溶液和12%亚铁氰化钾溶液处理,甲醇–0.02mol/L乙酸铵溶液为流动相梯度淋洗,以高效液相色谱法–紫外检测器于波长230,205nm处测定乳酸菌饮料中安赛蜜、阿斯巴甜、糖精钠3种甜味剂,可在30min中完全分离,加标回收率为90%~102%,相对标准偏差为1.1%~4.3%。陈红香等[15]采用亚铁氰化钾溶液和乙酸锌溶液处理,20mmol/L乙酸铵–甲醇作为流动相,反相液相色谱法–二*管阵列检测器测定糖品中的安赛蜜和糖精钠,该方法的测定低限为1.0mg/L,加标回收率为89.85%~103.60%,相对标准偏差为1.50%~3.26%。杨春林等[16]以中性氧化铝作为分散基体、甲醇–水超声提取后,采用高效液相色谱–二*管阵列检测器于波长220nm和230nm处测定糕点中安赛蜜和糖精钠的含量,外标法定量,方法的平均回收率为89.5%~101.6%,相对标准偏差为0.98%~3.07%。周魁等[17]采用25%乙腈和75%缓冲剂稀释、高效液相色谱–二*管阵列检测器测定食品中纽甜含量的方法,回收率在95.96%~99.90%之间。项雷文等[18]利用氢氧化钠去除脂肪,亚铁氰化钾和乙酸锌去除沉淀,高效液相色谱–紫外检测器于波长230nm处检测玉米中的糖精钠,检出限为0.15μg/mL,平均加标回收率为94.86%。陈建等[19]采用石油醚、甲醇等提取,高效液相色谱–紫外检测器于波长210nm和245nm处检测糕点食品中甜菊糖苷、甜菊双糖苷、甘草酸、甘草次酸4种天然甜味剂,外标法定量,回收率为80.0%~105%,相对标准偏差均小于7.5%。刘芳等[20]采用C18固相萃取小柱净化,高效液相色谱–蒸发光散射检测仪检测果冻、馒头等中安赛蜜、糖精钠、甜蜜素、三氯蔗糖、阿斯巴甜5种甜味剂,平均回收率为85.6%~109.0%。苏建国[21]对非发酵性豆制品热水提取及发酵性豆制品纯水提取,利用高效液相色谱–二*管阵列检测器于波长236nm处测定其中安赛蜜和糖精钠的含量,方法的平均回收率为97.5%~102.1%,相对标准偏差小于0.99%。丁怡等[22]采用GB/T5009.28–2003方法对酒类样品进行前处理,采用离子对高效液相法–二*管阵列检测器于波长230nm检测测定其中的安赛蜜和糖精钠,加标回收率分别为96.4%和99.8%,相对标准偏差分别为3.0%、2.5%。郎娜[23]采用甲醇–0.02mol/L乙酸铵溶液定容,高效液相色谱–二*管阵列检测器于波长233nm处测定酱腌菜中安赛蜜和糖精钠的含量,回收率分别为101.0%和99.1%,相对标准偏差小于0.86%。


2高效液相色谱–质谱法
丁芳林等[24]采用对果冻加水加热或对西梅等甲醇超声等试样处理,高效液相色谱–质谱法(HPLC–MS)电喷雾负离子模式测定其中糖精钠、甜蜜素、安赛蜜和苯甲酸的含量,内标法定量,加标回收率为93.19%~100.90%,相对标准偏差为1.05%~2.04%。吴世嘉等[25]采用旋转蒸发脱醇,超高压液相色谱–质谱联用法(UPLC–MS)电喷雾负离子模式检测白酒中的安赛蜜、糖精钠、甜蜜素、三氯蔗糖、阿斯巴甜、纽甜6种甜味剂,回收率在86.48%~116.90%之间。嵇超等[26]采用超声脱气,纯水定容,高效液相色谱–串联质谱法(HPLC–MS/MS)电喷雾负离子多反应监测(MRM)模式测定葡萄酒中安赛蜜、糖精钠、甜蜜素、阿斯巴甜和纽甜5中甜味剂,回收率为87.2%~103.0%,相对标准偏差小于1.2%,适用于葡萄酒及其他复杂基质食品中低剂量、复合甜味剂的测定。郭莹莹等[27]建立了加水稀释、高效液相色谱–串联质谱检测法(UPLC–MS/MS)多反应监测(MRM)模式定量分析白酒及调香剂中甜蜜素、糖精钠、安赛蜜、阿斯巴甜的方法,方法的平均加标回收率为75.2%~115.3%,相对标准偏差在8%以内。刘晓霞等[28]对果汁加水稀释或对固体样品超声提取等试样处理,采用高效液相色谱–串联质谱法(HPLC–MS/MS)电喷雾负离子多反应监测(MRM)模式测定食品中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),方法的平均回收率为81.3%~106.0%,相对标准偏差小于11%。ImmaFerrer等[29]采用SPE净化,液相色谱–飞行时间质谱法(LC–TOF–MS)测定水和饮料中的阿斯巴甜、糖精、三氯蔗糖,优化了三氯蔗糖的诱导碰撞解离电压并得到了详细的特征质谱图,并应用于废水、地表水和地下水中三氯蔗糖的检测。夏于林等[30]将白酒样品过滤膜,采用液相色谱–串联质谱法(LC–MS/MS)电喷雾负离子多反应监测(MRM)模式同时检测其中的安赛蜜、甜蜜素、糖精钠、阿斯巴甜,回收率在86%~106%之间,定量检出限为5~12.5μg/L。尹峰等[31]对食醋进行酸性水稀释,弱阴离子固相萃取净化,建立了高效液相色谱–串联质谱法(HPLC–MS/MS)反应监测(MRM)模式检测其中糖精钠、安赛蜜、甜蜜素的方法,方法的回收率为72.1%~96.8%,相对标准偏差小于15%。陈晓红等[32]采用纯水稀释,超快速液相色谱–串联质谱(UPLC–MS/MS)电喷雾负离子多反应监测(MRM)模式测定黄酒和葡萄酒中甜味剂,并研究了二级质谱特征,阐释了其二级质谱裂解途径。梁桂娟等[33]采用蒸馏水稀释,超高效液相色谱–三重四*杆质谱联用法(UPLC–MS/MS)电喷雾负离子多反应监测(MRM)模式检测白酒中安赛蜜、糖精钠、甜蜜素和三氯蔗糖4种甜味剂,加标回收率为82.0%~96.0%,相对标准偏差小于2.01%,该法适用于白酒中微量甜味剂的快速测定。孙棣等[34]利用纯水稀释,超高压液相色谱–串联质谱法(UPLC–MS/MS)电喷雾负离子多反应监测模式(MRM)检测白酒中微量甜味剂(甜蜜素、糖精钠、安赛蜜),回收率在94.2%~111.5%之间。徐琴等[35]利用纯水提取、C18色谱柱分离,建立了高效液相色谱–单级质谱法(HPLC–MS)电喷雾负离子模式检测输韩泡菜中甜蜜素含量的方法,平均加标回收率在82.0%~97.3%之间,相对标准偏差在2.59%~4.82%之间。


3气相色谱法及其质谱联用法(GC,GC–MS)

MahdiHashemi等[36]在酸性条件下使甜蜜素与亚硝酸,盐衍生化生成环己烯,采用顶空单滴微萃取(HS–SDME)和气相色谱(GC)–火焰离子化检测器测定饮料中的甜蜜素的含量,在30~1000μmol/L范围内线性系数为0.9992。段建发等[37]利用纯水超声提取、冰浴衍生化、气相色谱–质谱法(GC–MS)对食品中的甜蜜素进行定性和定量分析,满足食品实际检验需求。ShengbingYu等[38]在酸性条件下使甜蜜素和次氯酸钠衍生化,利用气相色谱–电子捕获法(GC–ECD)测定食品和饮料中的甜蜜素,并成功用于测定黄酒、蛋糕、果汁、果脯中的甜蜜素。、


4其它检测方法

Medeiro等[39]建立了同时测定饮料中阿斯巴甜和甜蜜素的方波伏安法,使用硼掺杂的碳电*,采用方波伏安法可以测定阿斯巴甜和甜蜜素,氧化峰电位之差达到400mV。YongnianNi等[40]在碱性溶液中用KMnO4氧化待分析物,采用紫外分光光度法测定食品中阿斯巴甜、糖精和安赛蜜。这3种甜味剂分别以不同的速度形成绿色的钾–锰反应产物,使得选择性测定每种甜味剂成为可能,为提高分析的准确性和精密度,使用了化学计量学的校正方法。MiguelACantarelli等[41]利用分子吸收分光光度法检测食品中的阿斯巴甜和安赛蜜,从紫外检测器得到的数据以化学计量学分析,其结果与高效液相色谱法(HPLC)得到的检测结果无明显差异。蒋奕修等[42]利用超声去CO2后纯水稀释,高效毛细管电泳/电导法分离检测饮料中3种磺胺类人工合成甜味剂(糖精钠、安赛蜜、甜蜜素),检出限分别为0.3,0.4,0.6μmoL/L。AnaBeatrizBergamo等[43]建立了毛细管电泳–电容耦合非接触电导检测法检测软饮和餐桌甜味剂中阿斯巴甜、甜蜜素、糖精和安赛蜜甜味剂的方法,回收率在94%~108%之间。YuWang等[44]建立了多克隆抗体–基于间接竞争酶联免疫吸附法测定食品中糖精钠的方法,其结果与高效液相色谱法得到的结果无显著差异。GDPierini等[45]使用旋转圆盘电*,采用多元校正模型和线性伏安法测定饮料中的安赛蜜和阿斯巴甜,并使用化学计量学的偏*小二乘法分析样品含量,其结果与HPLC法得到的结果比较无显著差异。


5结语

甜味剂因其甜度高、不产生能量、性能稳定等优点在食品工业中的应用越来越广泛。从文献可以看出,甜味剂的检测方法主要为高效液相色谱法、液相色谱–质谱法、气相色谱法等,而采用能够准确定性的具有高分辨精确质量数的液相色谱–飞行时间质谱法(LC–TOF–MS)国内未见报道,国外也较少报道,是今后研究发展方向。

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