液相色谱串联质谱法同时测定饮料和糕点中安赛蜜、糖精钠、甜蜜素

陈 鑫

（福州市产品质量检验所，福建 福州 350025）

1 引言

安赛蜜(acesulfame, AK)、糖精钠(saccharin sodium, SA)和甜蜜素（sodium cyclamate, SC）是食品中经常使用的人工合成甜味剂，它们是一类重要的食品添加剂，赋予食品以甜味，提高食品的品质。近几年研究发现糖精钠、甜蜜素等甜味剂具有潜在致癌致畸、损害肾功能的副作用[1]，在GB2760-2011[2]《食品添加剂使用卫生标准》明确规定了食品中甜味剂的使用种类和限量标准。因此，人工合成甜味剂的合理使用，不仅关系到产品的品质，更关系消费者的安全与健康。

目前，国内外关于这些甜味剂的检测主要有高效液相色谱-紫外分光光度法、气相色谱法、离子色谱法、高效液相色谱串联质谱法等[3]。其中高效液相色谱-紫外分光光度法主要用于糖精钠和安赛蜜的检测，而甜蜜素由于缺乏强紫外吸收基团导致检测灵敏度过低而无法检出。高效液相色谱串联质谱法以四极杆为检测器，可实现以上三种成分的同时检测。文中采用高效液相色谱串联质谱法，对饮料和糕点中三种常用的甜味剂进行同时测定，以建立快速准确的检测技术，满足实际应用的要求。

2 材料与方法

2.1 材料

原料：样品来自超市。

试剂：糖精钠购自中国计量研究院；安赛蜜购自农业部环境保护科研监测所；甜蜜素Suplco(99.9%)；水为超纯水；乙酸铵（AR级）；甲醇、乙腈(均为色谱纯) 。

2.2 主要仪器

安捷伦1290超高效液相色谱仪+6460A三重四级杆质谱仪；

KQ3200B型超声波清洗器 昆山超声仪器有限公司；

TDL-5-A型 低速台式离心机 上海安亭电子仪器厂。

2.3 仪器条件2.3.1 色谱条件

色谱柱：ZORBAX SB-C18 HT2.1×50mm 1.8-Mrcron 600Bar；

柱温：35℃；

流速：0.2mL/min；

进样量：5μL；

流动相：A相，3mmol乙酸胺(乙酸调pH至5.0)，B相，乙腈。

梯度洗脱程序：

表1 HPLC梯度洗脱程序

3.3.2 质谱条件

离子源：电喷雾离子源（ESI）；扫描方式：负离子扫描；定量检测方式：多反应监测模式（MRM）；雾化气温度：300℃；雾化气流速：5L/min；雾化气压力：45.0psi；鞘气温度：350℃；鞘气流速：11L/min；离子对、碰撞能量（CE）及碎裂电压（Fragment电压）见表2。

表2 质谱参数

2.4 标准溶液的配制

准确取适量各种标准品，用超纯水配制成质量浓度为1.0 g/L的标准储备液。各取3种标准储备溶液适量混合，用水稀释成表3的标准工作溶液浓度。

表3 标准品的工作溶液浓度

2.5 实验方法

称取均匀样品2.5g (精确至1mg)于25mL容量瓶中，用20mL水溶解样品，超声振荡提取10min，用水定容至刻度。移入离心管中，4000r/min离心5min，吸出上清液，过0.22μm微孔滤膜，滤液供测定。[4-6]

3 结果与分析

3.1 色谱分离条件的选择与优化

实验比较了甲醇和水、乙腈和水、甲醇和乙酸铵、乙腈和乙酸铵四种流动相体系，最终选择以乙腈和乙酸铵体系为流动相，该体系能得到3种甜味剂较好的峰形。选定流动相体系后，固定梯度洗脱程序运行的总时间和流动相的起始及终止比例，选择3mmol/L乙酸铵水溶液为A相进行3种甜味剂的分离，用乙酸和甲酸调节流动相的pH，尝试 pH2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5以及不调pH的乙酸铵水溶液对3种甜味剂的分离效果。实验最终选择以乙酸调节pH=5.0，3mmol/L乙酸铵为A相，乙腈为B相。梯度程序为1.3节所给出的梯度洗脱程序。3种甜味剂的标准溶液MRM色谱图见图1。

图1 标准溶液MRM色谱图

3.2 质谱检测条件的优化

实验在ESI模式下，采用标准样品分别进样的方式，对3种甜味剂进行ESI+和ESI-电离模式质谱信号强度扫描。结果表明，3种甜味剂在ESI-模式下均有较强的质谱信号，而ESI+模式下只有甜素蜜有明显的质谱信号，但其响应强度弱于ESI-模式下的质谱信号。因此试验选用ESI-电离模式进行测定，图2为3种甜味剂的二级质谱图。

在研究甜蜜素二级质谱参数的过程中，在ESI-电离模式下仅能得到一个准分子离子，只能进行定量分析。对于甜蜜素样品的确证，如果样液与标准工作溶液的二级质谱图中，在相同保留时间有色谱峰出现，可用正、负离子模式同时扫描，根据产生的两组离子对之间的丰度比，对其进行确证[6]。甜蜜素在ESI+模式下的质谱确证参数为：母离子202.1，子离子122.0，碎裂电压190V，碰撞能3V。

图2 二级质谱图

3.3 基质效应

基质抑制作用主要是基质在电离源雾化电离过程中对目标物的雾化电离产生抑制。实验分别配制三组标准曲线：曲线A，直接用超纯水将混合标准储备液稀释成标准工作溶液；曲线B，用空白饮料样品提取液做稀释液配置标准工作溶液；曲线C，用空白糕点样品提取液做稀释液配置标准工作溶液。3种曲线的线性相关系数均大于0.999。基质效应可以用ME=B/A×100%计算，式中B为基质曲线斜率，A为标准曲线斜率。实验中3种甜味剂测定的基质效应如表4所示。

表4 线性方程、相关系数和基质效应

一般认为，基质曲线响应值与其标准曲线响应值之比在85%～115%之间不存在明显的基质效应[7]。根据此方法可以判断，3种甜味剂的3种曲线方程之间无显著影响。因此，标准工作曲线可用超纯水直接配置。

3.4 方法的回收率、精密度、检出限和定量限

采用在空白基质中加入标准分析物的方法，以信噪比（S/N）=3作检出限（LOD），以S/N=10作定量限（LOQ）。采用添加回收的方法，在不含分析物本底的饮料、糕点样品中测定回收率。分别添加低、中、高3个不同水平的标准溶液，上述每个添加水平做6次平行样品，回收率和精密度数据见表5。结果表明，方法平均回收率在88.9%～102.3%之间，相对标准偏差(RSD)为2.6%～5.3%，由此可见该方法有较高的准确性和可靠性。

表5 回收率、精密度、检出限和定量限

3.5 样品的测定

采用所建立的方法对实际样品进行检测，测定饮料15份，面包10份，结果见表6，在饮料和糕点样品中均检出一定量的安赛蜜、糖精钠和甜蜜素。

表6 实际样品中甜味剂的检测

4 结论

建立了液相色谱串联质谱法测定食品中甜蜜素、糖精钠和安赛蜜3种常用甜味剂的分析方法，经过研究表明，该方法简便、快速，适用于饮料、糕点等食品中甜味剂的同时快速确证检测。

[1]吴世嘉,王洪新,陶冠军.超高压液相色谱-质谱同时测定白酒中6种微量甜味剂的方法研究[J]．食品与生物技术学报,2010,29(5):0670-0676.

[2]GB2760-2011 食品安全国家标准 食品添加剂使用标准[S].

[3]陈晓红,赵永刚,姚珊珊,等.超快速液相色谱-串联质谱法测定黄酒和葡萄酒中的9种防腐剂和甜味剂[J]．色谱,2011,29(12):1147-1154.

[4]GB/T23495-2009 食品中苯甲酸、山梨酸和糖精钠的测定 高效液相色谱法[S].

[5]GB/T 5009.140-2003 饮料中乙酰磺胺酸钾的测定[S].

[6]SN/T1948-2007 进出口食品中环己基氨基磺酸钠的检测方法 液相色谱-质谱/质谱法[S].

[7]林永辉,刘正才,杨方,等.柱前衍生化液相色谱-串联质谱法测定茶叶中草铵膦的残留量[J].色谱,2012,30(12):1260-1264.