近年,因食物安全问题引起的公众事件时有发生,为保证人们的身体健康,食物的检测成为食物安全的关键步骤。甜蜜素是常见、应用广泛的一种食物添加剂,在各种饮料、果酱中都存在,但是过度的甜味物质会引起人类的肝脏和神经的损伤。因此,对食物中的甜味物质进行测定是食品安全检验的重要环节。其中,气相色谱法因具有高灵敏、快速的特点,被广泛应用于食品安全领域。
1 气相色谱法概述
气相色谱法是一种高效、准确、灵敏的分析技术,基于一种特殊的惰性气体,主要是通过气体作为载气,将被分析的样品进行分离,使不同组分的气体依次通过色谱柱,并根据各组分在色谱柱中的流动速度不同而进行分离,当被分析物分子通过色谱柱时,由于有大量的气体存在,使其在色谱柱中流动速度发生变化,这样就能使不同组分的气体得到分离,从而获得某种化学成分的含量[1]。
2 甜蜜素检测中气相色谱法的应用
2.1 材料与方法
2.1.1 材料与试剂
气相色谱法以二乙基氨基甲酸酯为内标,以甲醇溶液作为提取剂。该检测方法具有灵敏度高、操作简单的优点。需要注意的是,甜蜜素属于易挥发性物质,因此,需要确保溶液的稳定性。
实验所用的样品均为自制的白酒,其纯度在99.5%,且均为散装。试验所用的仪器设备为上海新亚公司生产的HR-716A型气相色谱仪,配备有标准内标气、气体发生器和检测器。该仪器运行稳定,能够满足实验的要求。实验所用到的试剂有正己烷、二氯甲烷、甲醇、乙腈、乙醇、正丙醇和乙酸乙酯等,且浓度均为200 g·L-1和50 g·L-1。标准物质的配制方法如下:1.50 g甲醇+4 m L正己烷+2 m L正丙醇+1 m L乙酸乙酯=200 g·L-1标准溶液[2]。
2.1.2 气相色谱条件
色谱柱:HP-5MS,柱长:2.0 m,内径:0.32 mm;工作温度:350℃;流量:温度变化系数m L/min;最大进样量:1μL;进样口温度:350℃;检测器温度:250℃;柱温:程序加温至200℃(保持2 min),10℃/min速率升温至200℃(保持3 min),20℃/min速率升温至250℃(保持3 min);载气:氦气,流速:1.0 m L/min;进样体积:1μL;柱箱温度:350℃;载气、进样口温度:200℃、250℃(保持2 min)。
2.1.3 仪器与设备
本研究采用一种预处理装置,将甲醇、酒精转化为丙酮(CH3COOH)和乙醛(CH3CHO)两种物质[4],再用氢火焰离子质谱仪进行测定。由于此装置步骤较复杂,因此,本研究提出一种简易的预处理装置,该方法以0.53 mm×30 m×1.0μm的石英毛细管HP-5为柱子,利用氢焰-离子化质谱技术测定甲醇和乙醇的含量,并与气相色谱法进行比较[3,4]。在气相色谱仪的进样口,测得温度为250℃,真实进样量为1μL,采用分流进样,分流比例为5∶1,检测器内的实际载气流量为12 m L·min-1,尾吹实际流量为20 m L·min-1,氢气实际流量为30 m L·min-1,空气实际流量为330 m L·min-1。
2.1.4 具体方法步骤
液体试样:在25.0 g的试样中,50 m L水的定容;固体或半固体试样:将4.00~5.00 g的试样加入30 m L的清水,振荡20 min,3 000 rpm,然后过滤,用50 m L的滤液测量。采用气相色谱Fi D检测器,将10.0 m L的试样精确地置于50 m L带塞子的玻璃管内,于冰浴5 min后,将5.00 m L的正庚烷及2.5 m L的亚硝酸钠溶液、2.5 m L的硫酸溶液,置于离心机管帽上摇晃,并将其浸于水30 min。在这个步骤中,振动3~5次,接着添加2 g的Na Cl,震荡后,转速为3 000 rpm,10 min,取出上清液用于测试。与此同时,将0.02、0.04、0.08、0.16、0.20、0.20 mg·m L-1精确地配制成浓度,以此得出实验结果[5]。
2.2 结果与分析
2.2.1 甜蜜素含量的检测
在此基础上,本研究按照《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》GB 2760—2014的要求,对31个地区的国产饮品和59个发酵面产品进行了抽样,并对其中的糖分在其他国产饮品和发酵面产品中的糖分进行了测定。经多项平行实验测定,各测试样本的RSD值在5%以下,表明用气相色谱法测定甜菜碱精确度高,且正确率高(详见图1a、1b)。
图1 平行试验检测结果图 下载原图
2.2.2 气相色谱法检测精密度
在50 m L的离心管内,称量5.0 g腐乳试样,并添加0.05 m L的标准品贮存剂;将5.0 g搅碎搅拌均匀的面包样品放入50 m L的离心管内,并添加0.05 m L的标准品;将粉碎混合后的火腿样品5.0 g放入50 m L的离心管内,并添加0.05 m L的标准品。在此基础上,本研究按照相关规定,对3种不同的试样进行了试样准备和衍生后的检测,并对3种试样进行了6次检测,得到了如表1所示的数据。
表1 部分样品精密度试验表 下载原图
2.2.3 气相色谱法检测检出限
将5.0 g搅碎混合后的面包样品放入50 m L的离心管内,并加入0.05 m L的标准品;在50 m L的离心管内,称量5.0 g腐乳试样,并添加0.05 m L的标准品贮存剂;将粉碎混合后的火腿样品5.0 g放入50 m L的离心管内,并添加0.05 m L的标准品。在此基础上,本研究依据相关文件的标准和要求,对以上4种样品采取了制备和测定。结果显示,色谱峰高度更大一些,超出3倍之多,数值分别为0.002、0.010、0.010 g·kg-1。
2.2.4 气相色谱法检测整体回收率分析
将同品牌的果汁划分为不同口味,通过烧杯,将其分为0.5、1.00、1.5 g,同时,将不同剂量的果汁置于烧杯之中,将标准的甘油素样品加入进去,通过相应的检测方法对其进行3个水平的6次加标回收实验。在此过程中,合理利用气相色谱法进行含量检测工作,整个实验过程比较顺利,得出的数据见表2。
表2 各种口味的果汁甜蜜素添加量回收结果表 下载原图
下载原表
从表2可以看出,本研究用气相色谱法对所有糖精进行了检测,总回收率均大于90.00%,满足《实验室质量控制范围食品理化检测》相关标准和规定要求,证明这种方法可以用来检测糖精,合理监控糖分。