高效液相色谱-串联质谱法测定食品中6种人工合成甜味剂.pdf

2 0 1 0年 1 1月 No v e m be r 2 01 0 色 谱 C h i n e s e J o u r n a l o f C h r o ma t o g r a ph y Vo 1 2 8 No 1I l 0 20 l 0 2 5 研 究论 文 D O I 1 0 3 7 2 4 S P J 1 1 2 3 2 0 l 0 0 1 0 2 0 摘要 建立 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 的高效液相 色谱一 串联 质谱 检测方 法 样品经 甲醇一 水溶 液 1 l v v 提 取 以 C1 8柱为 分离 柱 0 1 v v 甲酸一 5 mmo l L甲酸铵 溶 液 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 结 果表明 6种人工 合成 甜味剂在 2 0 5 0 0 g L范 围内定量 离子对的响应峰面积和样品质量浓度之 间有 良好 的线性关 系 相关 系数 0 9 9 8 在 3 个添加水平下 样品平均 回收率 为 8 1 3 1 0 6 0 相对标准偏差小 于 l l 该方 法简单 灵敏 准确 可用 于食 品 中 6种人工合成甜味剂 的同时检测 关键词 高效液相色谱一 串联 质谱 甜蜜素 糖 精钠 安赛蜜 阿斯巴甜 阿力甜 纽甜 食品 中图分类号 0 6 5 8 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 0 8 7 l 3 2 0 1 0 l 1 1 0 2 0 0 6 Ab s t r a c t A s i mp l e a n d s e n s i t i v e me t h o d f o r t h e d e t e r mi n a t i o n o f s i x s y n t h e t i c s we e t e n e r s S O d i u m c y c l a ma t e s a c c h a r i n s o d i u m a c e s u l f a me K a s p a r t a me a l i t a me a n d n e o t a me i n f o o d wa s d e v e l o pe d Th e s y n t h e t i c s we e t e n e r s we r e e x t r a c t e d b y me t h a n o l wa t e r 1 l v v Th e e x t r a c t wa s s e p a r a t e d o n a C l 8 c o l u mn u s i n g 0 1 v v f o r mi c a c i d 一 5 mmo l L a mmo n i u m f c I r m a t e a c e t o ni t r i l e a s m ob i l e pha s e an d t h e n d e t e c t e d b y hi gh pe r f or m a nc e l i q ui d c hr o m a t og r a p h y t a n d e m ma s s s p e c t r o me t r y HPL C MS MS u s ing mu l t i p l e r e a c t i o n mo n i t o rin g MRM mo d e T h e g o o d l i n e a r i t i e s r 0 9 9 8 we r e a c h i e v e d for a l l t h e a n a l y t e s o v e r t h e r a n g e o f 2 0 5 0 0 g L The r ec o v e rie s o bt a i ne d r a ng e d f r o m 8 1 3 t o l 0 6 0 a t t hr e e s pi k e d c o nc e nt r a t i o ns wi t h t he r e l a t i ve s t a nd a r d de v i a t i o n s l owe r t ha n 1 1 The e s t a bl i s hed m e t hod ha s be e n s uc c e s s f ul l y a ppl i e d t o t he de t e r m i n a t i o n o f s y nt he t i c s we e t e ne r s i n f o od Ke y wo r d s h i g h p e r f o r ma n c e l i q u i d c h r o ma t o g r a p h y t a n d e m ma s s s p e c t r o me t r y HPL C MS MS s o d i u m c y c l a ma t e s a c c h a r i n s o d i u m a c e s u l f a me K a s p a r t a me a l i t a me n e o t a me f o o d 近年来 消 费者 对食 品安 全 问题 日益关 注 食 品 中各种 添加 剂 特 别 是 人 工 合 成 甜 味 剂 如 甜 蜜 素 s o d i u m c y c l a ma t e 糖 精 钠 s a c c h a r i n s o d i u m 安 赛 蜜 a c e s u l f a me K 阿 斯 巴甜 a s p a r t a me 阿 力 甜 a l i t a me 纽 甜 n e o t a me 等 的 使 用 情 况 越 来 越受 到人们 的重 视 为 了 改善 口感 大 多数 甜 味 通讯联系人 张莹 博 士 研 究员 研究方 向为食品安 全检测 T e l 0 7 3 1 8 5 6 2 7 8 0 2 E ma il z h a n g y h n c i q g o v c n 基金项 目 湖南省重大科技专项湖南 省食 品安全监控技术体系研究与示范课题 2 0 0 9 F J 1 0 1 7 收 稿 日期 2 0 1 O 0 7 2 l 第 1 1期 刘晓霞 等 高效液相色谱一 串联质谱法测定食品中 6种人工合成甜味剂 1 0 2 1 剂 由多种成 分 复配 使 用 由于 复 配 的增 效 作 用 各 种人工 合成 甜味 剂 的复 配应 用 技 术 开 始不 断 出现 糖精钠 与甜 蜜素 阿 斯 巴 甜 和安 赛 蜜 的复 配就 是 典 型例子 但 是人 工合成 甜 味剂 的安全 性 已受到 了广 泛质疑 各 国对糖 精 钠 等 甜 味剂 采 取 了严格 限制 使 用 的政 策 我 国也 制 定 了一 些针 对人 工合 成甜 味剂 检测 的标准 但 这些 政 策 和标 准 中所检 测 的甜 味剂 主要为 甜蜜 素 与糖 精 钠 对 于 其 他 新 型甜 味 剂 如纽甜 等 的检测很 少 涉及 因此 研究食 品中多种 人 工 合成 甜味 剂 同时检测 的方 法不 仅是技 术 发展 的需 求 也是 实 际应用 的需 求 目前 对 于人工 合 成 甜 昧 剂 的 测定 方 法 主 要 有 离 子 色 谱 法 毛 细 管 电 泳 法 高 效 液 相 色 谱 法 液相 色谱一 质谱 法 川 等 其 中高 效液 相 色 谱法 主要 是针 对甜 蜜 素 糖 精 钠 安 赛 蜜 阿 斯 巴甜 中的一种 或两 种 的检 测 而 由于人 工合 成甜 味剂 的 物理 化学性 质 电 化学 性 质 光 谱 性 质 的 不 同 液 相 色 谱 法 很 难 满 足 多 种 甜 味 剂 同 时 检 测 的 要 求 Wa s i k等 采 用 高 效 液 相 色 谱 一 蒸 发 光 散 射 法 H P L C E L S D 对 5种 人工 合成 甜味剂 进行 了检 测 但检测 灵 敏 度 不 高 Y a n g等 采 用 液 相 色 谱 一 电 喷雾质 谱法 对 6种人 工合 成 甜 味 剂 进行 了检 测 由 于检测 器为 单极 四极 杆 基质 对 样 品 的检 测影 响很 大 基线 噪声 高 使 得检 出限较 高 随着各 国对 甜 味 剂 使用 要求 越来越 严格 允许 添加 量不 断 降低 使 得 开 发更 为简单 快速 灵 敏度 高 的检 测方 法成 为必 要 由于液相 色谱一 串联质谱 的高选 择性 与 高灵 敏 度 其 应用 范 围越来越 广 因此 本文 研 究建 立 了食 品 中 6种 甜 味 剂 同 时 检 测 的 高 效 液 相 色 谱 一 串 联 质 谱 HP L C MS MS 方法 1 实 验 部 分 1 1 仪 器 与试剂 超 高效 液相色 谱仪 日本 岛津 公 司 A P I 4 0 0 0 三重 四极 杆质 谱仪 配 电喷雾 离子 源 E S I 美 国 A B I 公 司 S i g ma离 心 机 最 大 转 速 1 0 0 0 0 r mi n S i g ma公 司 B R A NS O N 超声 波 提取 机 必 能 信 超 声有 限公 司 S K l快 速 混 匀 器 金 坛 市 富 华 仪器 有 限公 司 乙腈 色谱 纯 水 由 Mi l l i p o r e超 纯水 仪 制 备 甜蜜 素 糖 精 钠 安 赛 蜜 阿斯 巴甜 阿 力甜 纽甜 标 准品 均 购 于 S i g ma公 司 纯 度 大 于 9 5 果 汁 莒 头 果冻 蜜饯 均购 于湖 南省 长沙 市 的超 市 1 2标 准溶液 的配 制 分别 准 确称 取 l 0 mg甜 蜜 素 糖 精 钠 安赛 蜜 阿斯 巴甜 阿力 甜 纽 甜 标 准 品于 l 0 mL容 量瓶 中 用 甲醇一 水 1 1 v v 溶 液溶 解 分 别 配 制 成 1 g L 的单标 贮备 溶 液 准 确 移取 6种单 标 储 备 液各 1 0 0 L混 合于 l O mL容 量瓶 中 用 甲醇 一 水 1 1 v V 溶 液 稀 释 配 制 成 l O mg L的 中 问 标 准 工作 液 精 密量取 适量 的中间标 准工 作液 分别 用 提取 的果 汁 果 冻 蜜饯 蓖头 空 白样 品基质 配制 成不 同质 量浓 度 的系 列标 准工作 溶液 现 用现 配 1 3样 品前处理 1 3 1液 体样 品 碳 酸 饮 料 果 汁 取 样 品 适 量 超 声 脱 气 2 0 mi n 取 1 0 mL样 品 并用 超 纯水进 行适 当稀 释 1 3 2 固体 样 品 果 冻 蜜 饯 蓖头 等 固体 样 品 将样 品搅 碎 准确 称 取样 品 2 0 g置 于 5 0 mL塑料 管 中 加入 2 0 mL 甲醇一 水 1 l v v 溶液 超声 提取 2 0 mi n 于 7 5 0 0 r mi n速 率下 离 心 5 mi n 上清 液 转 移至 1 0 0 mL容 量瓶 中 再 重 复 提 取 一 次 合 并 上 清 液 定 容 至 1 0 0 m L 所有 样 品在 进 样 前 过 0 4 5 m 膜 若 样 品 浓 度过 大 将 上清 液进 行适 当稀 释 使 其 在标准 曲线 范 围 内 1 4色谱 和质谱 条 件 1 4 1色 谱条 件 色谱 柱 P h e n o me n e x C1 8柱 1 5 0 mm 3 0 mm 5 m 流动 相 A 为 0 1 v v 下 同 甲酸一 5 mmo l L甲酸铵 溶 液 B为 乙腈 梯度 洗脱程 序 0 l 0 0 mi n 8 5 A l 0 A l 0 1 mi n 8 5 A l 0 1 l 5 0 mi n 8 5 A 流 速 0 3 mL mi n 柱 温 3 5 o C 进 样量 1 0 L 1 4 2质谱 条件 离 子 源 E S I 扫 描 方 式 负 离 子 扫 描 雾 化 气 G a s I 压 力 4 1 3 k P a 6 0 p s i 辅 助 气 G a s 2 压 力 4 4 8 k P a 6 5 p s i 离 子 喷雾 电压 I S 一4 5 0 0 V 气 帘气 C UR 压 力 1 7 2 k P a 2 5 p s i 离 子 化温 度 T E M 5 5 0 o C 检 测 方式 多反 应监 测扫 描模 式 M RM 2结 果 与 讨 论 2 1样 品处理 条件 的选 择 由于 6种人 工 合 成 甜 味剂 都 是 水 溶 性 的 因此 在 样 品 的提 取溶 剂选 择 上 分别 用 纯水 及 2 0 3 0 5 0 7 0 8 0 v v 甲 醇 水 溶 液 进 行 提 取 结 果 表 明 当 甲醇 水 溶 液 中 甲醇 含 量 大 于 5 0 时 人 工 合成甜味剂 的回收率下降 用 5 0 甲醇水溶液作 1 0 2 2 色 谱 第 2 8卷 提 取溶 剂既能 有效 地 减 少 对其 他 杂 质 的提 取 同时 又不影 响 回收 率 故 本文 选用 5 0 甲醇 水 溶 液作 为 提取 溶剂 2 2质谱 条件 的优化 首先采 用 流动 注射 的方 式 在 正 离子 和 负 离 子 两种 电离模 式下 优化 了 目标 化合 物 的母 离子 和特 征 碎片 离子 由于 甜蜜素 糖精 钠 安赛蜜 的相对 分子 质量 比较小 结构 比较 稳定 因此 在分析 特征碎 片离 子时 需要较 高 的碰撞 电压 分别 确定各 目标 化合物 的特征 离子对 后 联 机 优 化 了各 质 谱 分 析参 数 以 MR M 模式 比较 了 目标 化 合 物 在 正 负 离 子 模 式 下 的质谱 响 应情 况 结 果 表 明 阿斯 巴甜 阿力 甜 纽 甜 在正 负 离子 模式 下 的响应都 能满足 要求 但是糖 精钠 甜蜜 素 安 赛蜜 在正 离 子模 式下 响 应不 好 因 此本文选择负离子 电离模式 其中甜蜜素的母离子 m z 1 7 8 0裂解 时 只得 到 m z 8 0 1 一个 碎片 离子 故 选择 1 7 8 0也作 为 子 离 子 对 于 糖精 钠 而 言 在 m z 1 8 2 2 4 1 8以及 m z 1 8 1 8 5 2 1两个 离子 对 下 的响应 强度最 大 因此 选 用 这 两个 离 子对 分 别 作 为定 量离 子对与 定性 离子对 优 化得 到的 6种 人 工 合成 甜 味剂 在 负离 子 模 式 下 的 质谱 分 析 参 数 见 表 1 表 1 6种人工合成甜昧剂的质谱分析参数 M S p ar a m e t e r s f o r t h e a na l y s i s o f 6 s y nt he t i c s we e t e ne r s P r e c u r s or i o n Pr o d u c t i o n De c l us t e r i n g Co l l i s i o n E nt r a n c e Co l l i s i o n c e l l e x i t m z m z p o t e n t i a l Y e n e r g y e V p o t e n t i a l V p o t e n t i a l V As pa r t a me Al i t a me Ne ot a m e l 78 0 8 0 1 一2 7 3 3 178 0 5 2 3 色谱 条件 的选择 分别 以 0 1 甲酸一 乙腈 甲酸一 0 3 三 乙胺 乙 腈 0 1 甲酸一 5 mmo l L甲酸 铵 乙腈 作 为 流 动 相 进 行样 品分离 其 中采用 0 1 甲酸一 乙腈 作流 动相 时 阿斯 巴甜 和甜蜜 素 的分离 度 不 够 以 甲酸一 0 3 三 乙胺 乙腈 0 1 甲酸一 5 mmo l L甲酸铵 乙腈 作 流 动相 的梯 度 洗 脱 均 能 使 5种 物 质 得 到 很 好 的 分 离 但 是 由于 质 子 化 的三 乙胺 吸 引 带 负 电 的分 析 物 从而使进入三重 四极杆的分析物 比例减少 导致 了各分 析物 的响应 强度 偏低 因此选 用 0 1 甲酸一 5 mmo l L甲酸铵 作 为流动 相 我们 还 比较 了相 同条 件 下分 别 以甲醇 与 乙腈 作 流 动相 的分 离效 果 结 果 表 明用 甲醇作 流 动相时 需要较 长 的检测 时问 综 合 分离度 响应 强度 以及 分析 时间 3个 方面 的 因素 本 文最 终 选 择 以 0 1 甲酸一 5 mmo l L 甲酸 铵 乙腈 作为 流 动相 进 行 梯 度洗 脱 5种人 工 合 成 甜 味剂 的 峰形 尖锐对 称 响应强 度高 结 果 见 图 1 在 优化 的 色谱与质谱条件下 6种人工合成甜味剂 的 MR M 色 谱 图见 图 2 图 1 6种人工合成甜昧剂混合标准溶液的色谱 图 1 0 0 p g L J Fi g 1 Ch r o m a t o g r a m of a mi x ed 8 o l u t i on of 6 s yn t he t i c s we e t e n e r s t a n d a r d s 1 0 0 It g L Pe a k s 1 a c e s u l f a m e K 2 s a c c ha r i n s o d i u m 3 s o d i u m c y c l a ma t e 4 a s p a r t a m e 5 al i t a m e 6 ne o t a m e 2 4方法 的线性 范 围和 检 出限 在 2 0 5 0 0 g L的质量 浓度范 围 内 所有 分析 物 的质 量浓 度 X g L 和峰 面积 Y之 间均 有 良好 的线性关系 以信噪比 为 3计检出限 结果见 表 2 2 O 9 5 6 6 5 O 5 2 O O 一 一 一 一 一 m 加 m m m m m加 m 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 如 一 一 一 一 一 一 8 l O O O 4 2 3 3 3 l 2 8 2 0 1 2 7 O 5 4 6 加 加 2 8 8 3 3 4 第 1 1期 4 000 O 3 0 0 0 0 20 000 童 1 0 0 0 0 0 400 00 3 0 0 0 0 200 00 1 0 000 0 8 00 0 600 0 400 0 20 00 O 400 00 30 000 2 0 0 0 0 10 00 0 0 刘 晓霞 等 高效液 相色谱 一 串联 质谱 法测定 食 品中 6种 人工 合成甜 味剂 0 2 4 6 8 1 0 l 2 O 2 4 6 8 0 2 4 6 8 0 2 4 6 8 O 2 4 4 l 4 400 0 2000 0 1 0000 5 0 0 0 O 3 0 0 0 0 200 00 0 1 00 00 0 30 00 2 0 0 0 0 1 5 0 0 0 5 0 0 0 O 5 00 0 0 1 02 3 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 0 2 4 6 8 4 O 2 4 6 8 1 0 1 2 l 4 O 2 4 6 8 l O l 2 1 4 0 2 4 6 8 O 2 4 图 2 6种 甜 昧 剂 的 MR M 色谱 图 1 0 0 g g L F i g 2 C h r o ma t o g r a ms o f 6 s y t i t h e t i c s we e t e n e r s i n MRM mo d e 1 0 0 p g L A s p a r t a m e z 2 9 3 3 2 6 1 4 s d0 A1 0 l u Ac e s u l f a me K 1 6l 盘 8 2 O d A1 0 l u A s p a a m e z 2 9 3 3 2 O O O 们 Q u 古 c l u Ac e s u l f a me K 1 6 l 8 7 8 0 Al it a me m 3 3 0 3 3 l 2 2 0u l l o Ali t a me 33 0 3 I 67 3 q u 占I s 0 l u S a c c h a r i n s o d i u m 1 8 2 2 41 8 1 L Ne ot a m e 3 77 4 20 0 3 i u A 1 们 口o l u一 一 S o d i u m c y c la ma t e m z1 7 8 0 8 0 1 I 一 一 k q 0 占 l u N e o t a me m z3 11 4 345 3 Qu 占 c0 c S o d i u m c y c l a ma t e m z 1 78 0 1 7 8 0 8 c m r 6 8 m 6 1 0 2 4 色 谱 第 2 8卷 S o d i um c yc l a m a t e S a c c ha r i n s o d i um Ac e s u l f a me K As p a r t a m e A1 i t a m e 竺 竺 竺 兰 Y pe a k a r e a ma s s c o n c e n t r a t i o n p g L 2 0 5 O O 2 0 5 0 0 2 0 5 0 0 2 0 5 0 0 2 O 一50O 2 0 5 0 O 2 5方法 的 回收 率和 精密 度 采用 在空 白样 品 中添 加 标 准溶 液 的方 法 对饮 料 果 冻 蓖头 蜜 饯进行 添 加 回收 率 实验 3个 质量 浓度 添加水 平分 别为 2 O 5 0 1 0 0 g L 每个 浓 度水 平进行 6次 重复 实 验 平均 加 标 回收率 和精 密 度结 果 见 表 3 4种 基 质 中 6种 甜 味 剂 的 回 收 率 在 8 1 3 1 0 6 0 之 间 相对 标 准 偏 差小 于 1 1 该 方法 的 回收率和 相对标 准偏 差均 符合 国 内外 有关标 准和法 规 的要 求 可 用 于食 品 中 6种 人 工 合 成甜 味 剂 的同时检测 2 6实 际样 品检 测 运 用本 文建立 的方 法 分 别对 果汁 果冻 蜜饯 蓖头 4种样 品进行 了检 测 其 中蜜 饯 果冻 样 品 中甜 蜜 素 的 检 出 量 分 别 为 2 3 l 0 0 mg k g 见 图3 和 4 2 0 mg k g 果 汁 样 品 中安 赛 蜜 的检 出 量 为 4 2 8 mg k g 阿斯 巴甜 纽 甜 阿力甜作 为新 型甜 味 剂在 食 品 中的使 用还较 少 罾 量 尝 t rai n 图 3蜜饯样 品的色谱图 Fi g 3 Chr o m a t og r a m o f a pe t ha s a m p l e 表 3 样品 中6种甜昧剂 的添加回收率及其相对标准偏差 n 6 Ta b l e 3 Re c o v e r i e s a n d r e l a t i v e s t a n d a r d d e v i a t i o n s RS Ds o f 6 s y n t h e t i c s we e t e n e r s i n f o o d n 6 3结 论 蔫 薹 茎 建立 了 同时检 测 果 冻 果 汁 蜜饯 酷 头等 食 品 定量 分析 要求 结果 准确 可靠 适用于 实 际样 品 的分 中 6种人工合成甜 味剂 的高效液相色谱 串联质谱 析检测 罟 昌 卯 O O O O 0 0 0 3 3 7 3 3 O 5 O O 1 十 一 0 0 2 3 X 十 一 z 5 5 7 9 6 2 9 3 9 9 4 2 1 l 9 第 1 1 期 刘晓霞 等 高效液相色谱一 串联质谱法测定食品中5 种人工合成甜味剂 1 0 2 5 参考 文献 t GB T 5 0 0 9 9 7 2 0 0 3 f 2 GB T 5 0 0 9 2 8 2 0 0 3 3 Z h u Y Gu o Y Y Ye M L e t a l l 0 8 5 1 4 3 4 J i a n g Y X We i R X Y a n g G Z e t a 1 J o u r n a l o f I n s t rnme n t a l An a l y s i s 蒋奕修 魏瑞霞 杨桂珍 等 分析测试学报 2 0 0 9 2 8 7 8 3 8 5 De n g L G L i Z M Z h a o S C e t a l S h a n d o n g A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s 邓立 刚 李增 梅 赵 善仓 等 山 东农 业科 学 2 0 0 7 3 1 0 2 6 K a n g S Y Z h a n g J H S h e n H Q e t a l F o o d Ma c h i n e r y 康绍英 张继红 沈汇琴 等 食品与机械 2 0 0 7 2 3 5 118 7 Wa n g H C a o X Y C h e n L G e t a 1 C h i n e s e J o u r n a l o f A n a l y s i s L a b o r a t o ry 汪辉 曹小彦 陈利 国 等 分析试 验 十 十 十 4 十 室 2 0 0 7 2 6 1 1 1 1 9 8 C h e n Q C Y u W L Wa n g J e t a 1 C h i n e s e J o u r n a l o f C h r o ma t o g r a p h y 陈青川 于文莲 王静 等 色谱 2 0 0 1 1 9 2 1 0 5 9 J i C S u n Y Y L i X Q e t a 1 C h i n e s e J o u r n a l o f C h r o ma t o g r a p h y 稽 超 孙 艳 艳 李 秀琴 等 色 谱 2 0 0 9 2 7 1 1 l l 1 O S h e n g X C h e n C J Di n g Z H e t a 1 C h i n e s e J o u r n a l o f A n a l y s i s L a b o r a t o r y 盛旋 陈昌骏 丁振华 等 分析试验 室 2 0 0 6 2 5 7 7 5 1 1 Di n g F L L u Y L C h e n B F o o d Ma c h i n e r y