LC-MS法测定饮料中的甜蜜素含量

杨文婉 绵阳市疾病预防控制中心理化检验所 四川 绵阳621000

前言

甜蜜素，化学名为环己基氨基磺酸钠，是食品中常用的合成甜味剂。随着经济发展，饮料行业愈发繁荣，为了满足人们对健康的追求，无糖饮料兴起，甜蜜素在饮料中扮演着越来越重要的角色。目前，测定食品中甜蜜素的方法，主要有液相色谱法【1】、气相色谱法【2-3】、LC-MS法【4-5】、GC-MS法、甲基绿双波长吸收光谱法【6】、离子色谱法【7-10】、分光光度法。

现有国家标准GB5009.97-2016《食品中环己基氨基磺酸钠的测定》中，适用于饮料类的气相色谱法及液相色谱法，均需要衍生，前处理烦琐，不便于日常检测工作。本试验采用液相质谱法测定饮料中甜蜜素的含量，通过正负离子两种模式进行多反应检测，灵敏度高、选择性强、定性准确，且前处理简单，适用于日常检测。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

饮料；甜蜜素标准品（编号GBW(E）082260a），北京坛墨质检科技有限公司，标准值1000μg/mL，批号A1703072；甲醇，色谱纯，天津科密欧；乙酸，色谱纯，天津科密欧；实验室用水，超纯水。

仪器设备：LC-30AD高效液相色谱，日本岛津公司；QTRAP 5500质谱仪，美国SCIEX公司；METTLER TOLEDO ME204D电子天平；UPC-Ⅱ-20T优普纯水机，中国优普公司。

1.2 实验方法

1.2.1 标准储备液

1.2.2 标准工作液

取标准储备液1.00mL于100mL容量瓶中，用水定容至刻度，摇匀，即得甜蜜素标准工作液，浓度为100ng/mL。

1.2.3 标准曲线

取6个10mL容量瓶，分别加入标准工作液1.0mL、2.0 mL、4.0mL、6.0mL、8.0mL、10.0mL，加 水 定 容 至刻度，摇匀。即得甜蜜素浓度为10.00ng/mL、20.00ng/mL、40.00ng/mL、60.00ng/mL、80ng/mL、100ng/mL标准曲线。

1.2.4 色谱条件

色 谱 柱：Shim-pack XR-ODS(2.0mmI.D.×100mm×2.2μm)；流动相组成为0.1%乙酸水溶液-甲醇，流速：0.3mL/min；柱温40℃；进样量5 μL。梯度洗脱，洗脱程序如表1。

表1 流动相洗脱程序

1.2.5 质谱条件

目前，百安居通过第三方物流对门店的配送形式是，由三大区域物流中心配送至全国的38家门店，配送线路总计达到120条，非常烦琐。简单来说，也就是现在北京的门店、深圳等门店的配送有时也会需要上海物流中心进行配送。

离子源参数：气帘气，35psi；温度：500℃；喷雾气：40psi；辅助加热气：40psi；其余质谱条件见表2。

表2 甜蜜素检测的质谱条件

1.2.6 样品处理

1.2.6.1 样品前处理

称取1g试样（精确至0.0001g）于10mL容量瓶中，用水定容。再用水稀释500倍，过0.22μm滤膜，待测定。

1.2.6.2 加标回收率和精密度

取6个10mL容量瓶，精密加入空白样品1g，分为2组，分别加入高、低2个浓度标准，用水定容。再用水稀释500倍，过0.22μm滤膜，待测定。

1.2.6.3 样品测定方法

将处理后待测液放入自动进样器样品盘，自动进样器自动进样5μL，数据采集软件为Analyst Software，采用Quantitative Analysis软件进行数据处理，外标法定量，得出样品溶液中甜蜜素的浓度。计算公式如下，

X：试样中被测组分含量，单位为毫克每千克（mg/kg）；

C：从标准曲线中得到试样溶剂中被测组分浓度，单位为纳克每毫升（ng/mL）；

V：试样溶液定容体积，单位为毫升（mL）；500：稀释倍数；

M：称取的样品质量，单位为克（g）；

1000：转换系数。

2 结果与分析

2.1 质谱与色谱条件的选择

将含有10μg/mL的甜蜜素标准溶液在正离子和负离子模式下优化质谱条件。分别选择[M-Na]以及[M+H]作为母离子，进行碰撞能量的优化。以负离子模式下的离子对作为定量离子。质谱条件见表2。本实验用含0.1%乙酸的水溶液和甲醇作为流动相，由于饮料成分复杂，采用梯度洗脱。

2.2 线性关系

把标准曲线上机检测，以峰面积为（Y）轴，相对质量浓度为（X）轴建立标准曲线，求出回归方程。结果显示，用液相色谱质谱联用法检测甜蜜素在10～100ng/mL范围内线性关系良好，r值为0.9997，能够满足定量分析的需要。结果偏差按照欧盟标准（2002/657/EC），检测结果定性用定性定量离子丰度比判定。从所测目标物的结果显示，定性定量离子丰度比在标准曲线相应的定性定量离子丰度比规定的标准偏差范围内。线性关系及结果见图1。

甜 蜜 素：y = 6.93858e5 x + 8.68481e5 (r = 0.99971, r2=0.99941)

图1 甜蜜素标准曲线图

2.3 加标回收率和RSD

回收率实验结果表明，添加不同浓度的甜蜜素，回收率在92.6%～93.4%之间，RSD值为0.29%～0.54%。且回收率结果的定性定量离子丰度比均在欧盟标准规定的偏差范围内。结果见表3。

2.4 样品检测结果

按照1.2.6对样品进行前处理后上样分析。负离子模式离子对作为定量离子，通过定性定量离子丰度比，参照欧盟标准偏差对结果进行判定，根据标准曲线外标法定量，计算样品中甜蜜素（以环己基氨基磺酸计）的含量，结果见表4。

表3 线性关系、相关系数和加标回收率

表4 饮料中甜蜜素的测定结果

2.5 方法检出限

在本实验条件下，在空白样品中添加标准溶液进行测定，以质谱3倍信噪比计算目标组分的检出限为0.005mg/kg ，其定性定量离子丰度比均在欧盟标准规定的偏差范围内。

3 结论

本研究建立了饮料中甜蜜素的高效液相质谱检测方法，方法检出限显著低于现行标准方法，线性范围在10～100ng/mL良好，回收率92.6%～93.4%，前处理简单，灵敏度、重现性良好，可适用于饮料中甜蜜素的检测分析。