食品中安赛蜜的安全检测研究进展

2024-10-31 00:00:00李印所邵建波薛永春雷蕾张美枝郑海武
中国食品 2024年20期

安赛蜜(Acesulfame-K),又称甜蜜素或乙酰磺胺酸钾,是一种高倍甜味剂,其甜度是蔗糖的200-400倍,无热量,且在人体内不代谢、不吸收,因此广泛应用于食品加工中。

目前,安赛蜜是世界上公认的较安全的高倍甜味剂之一。经过多个国际组织机构和国家权威性研究机构20多年的独立毒理学实验和严格的毒理审查,未发现其有任何安全性问题,在国际上使用近10年也没有发现什么不良的反应。虽然在国家及国际标准内使用安赛蜜是安全的,但现实生活中仍会出现过量或超范围添加的情况,可能存在一定的风险。在我国,安赛蜜可以用在饮料、水果罐头、糕点、果酱、酱菜、蜜饯类、果冻、八宝粥罐头及面包等食品中,从市场监管部门的抽查可以看出,确实存在安赛蜜超范围或超剂量使用的情况。因此,有必要对安赛蜜在食品中的安全性进行深入的研究与探索。本文总结了目前对安赛蜜在食品中的安全研究进展,并展望未来可能的研究方向,以期为制定相关政策和标准提供科学的依据,进一步规范甜蜜素在食品中的规范使用。

一、安赛蜜的化学结构与性质

安赛蜜还叫AK糖,化学名为6-甲基-1,2,3-氧恶嗪-4-(3H)-酮-2,2-二氧化物钾盐(乙酰磺胺酸钾),结构如图1所示。安赛蜜属于第四代人工合成甜味剂,呈白色结晶性粉末状,溶于水,微溶于酒精,其化学性非常稳定,不容易出现分解失常的现象,而且不参与机体的代谢,也不提供能量。最重要的是,安赛蜜价格便宜,在热和酸性环境中稳定性较好,因此在各类饮料中得到了广泛、大量的应用,也常用于高温食品的加工和制作中。

安赛蜜的甜味特性主要是通过刺激人的甜味受体产生的,它能够与甜味受体结合,激活信号传导通路,向大脑发送甜味的信号。同时,安赛蜜不被人体消化酶降解,也不被细胞吸收,所以不提供能量,不会引起血糖升高。可以说,安赛蜜为人们提供了一种低热量的甜味选择,符合现代社会大众的健康饮食需求。

二、安赛蜜相关检测技术的研究进展

目前,安赛蜜常见的分析方法有高校液相色谱法、气相色谱法、离子色谱法和液相色谱串联质谱法等。

(一)高效液相色谱法

高效液相色谱是以液体为流动相,采用高压输液系统,将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,各成分在柱内被分离后,再进入检测器进行检测。这种方法不仅提升了检测效率,还大大降低了检测成本,具有分析速度快、分离效果好、灵敏度高和检出限低等优点。

孙文等人利用高效液相色谱法检测食品中的安赛蜜成分,先用牛奶和酸奶作为样,用pH为4.5的甲醇-三乙酸铵溶液提取,HLB固相萃取柱净化。然后又测试了红酒和果汁、糕点这些样品,经体积为1:1的甲醇-水提取之后定容,得出安赛蜜含量为500ng/mL,相关系数r为0.999,回收率为86.34%-116.52%。

陈晴川等利用反相高效液相色谱法和二极管阵列检测器,一次测定了糖精钠、安赛蜜、甜蜜素、山梨酸、苯甲酸、咖啡因、可可碱和茶碱,整个过程十分迅速,加标回收率为78.5%-107.2%。

刘芳等人建立了固相萃取-高效液相色谱-蒸发光散射检测食品中5种人工合成甜味剂(安赛蜜、糖精钠、甜蜜素、三氯蔗糖和阿巴斯甜)的方法,样品经过甲酸缓冲液提取、固相萃取柱净化后,C18柱子分离,检出限分别为:安赛蜜2.5mg/L、糖精钠3mg/L、甜蜜素10mg/L、三氯蔗糖2.5mg/L、阿斯巴甜5mg/L。

曾海笑采用离子对作为流动相,样品沉淀蛋白离心去杂质后,经高效液相色谱-紫外吸收检测器检测安赛蜜、阿巴斯甜、糖精钠和甜蜜素四种甜味剂,方法简便,不需要衍生,且重现性好,适用于甜菊糖中R-A的定量分析。

黄薇等人用甲醇-0.02mol/L乙酸铵溶液做流动相,C18柱分离,二极管陈列检测器检测安赛蜜,方法线性为0.005-0.100mg/mL,相对标准偏差为1.3%-4.3%,回收率为96.0%-97.6%。

陈文冰等人利用高效液相色谱法检测安赛蜜,将安赛蜜简单处理后利用反向C18分离,用甲醇以及乙酸铵溶液为流动相,在紫外波长230nm、流速1.3mL/min、柱温是室内正常温度的条件下测定,结果表明相关系数r基本在0.9992以上,回收率为98.62%-100.12%,相对标准偏差≤1.06%。

冯民贤用甲醇和乙酸铵为流动相,在检测波长230nm、流速1.0mL/min、进样量10μm的条件下,使用二极管陈列检测器进行检测,实验结果显示,相关系数r≥0.999,相对标准偏差为1.13%-2.13%,回收率为86.7%-100.0%。

肖树秀利用高效液相色谱法检测了白酒中安赛蜜的含量,利用不同的前处理方法最后得出水浴的方法最好,然后使用甲醇和乙酸铵作为流动相,C18柱分离,在波长230nm下进行检测,得出的回收率为95%-102%。

(二)离子色谱法

离子色谱法可以快速、准确地检测出食品中的致癌物、重金属、农药残留等有害物质,还可以对食品加工原料和成品中的离子进行检测,以保障食品的质量和安全。

朱怀远等人利用甜蜜素的水溶性,在水中以电离的特性,采用去离子水震荡提取样品中的甜蜜素,用30mmol/L氢氧化钾溶液作为淋洗液,经阴离子交换色谱柱分离,电导检测器-离子色谱法直接测定甜蜜素。

许晶冰等人建立了离子色谱法同时测定白酒中甜蜜素(环己基氨基磺酸钠)、糖精钠含量的分析方法。白酒样品经氮吹至近干,以20mmol/L氢氧化钠定容后过0.22μm滤膜,直接进行色谱分析,选用IonPac AS 16阴离子交换分析柱、IonPac AG 16阴离子保护柱,用梯度洗脱的方式分离,最后过电导检测器测定含量。该方法在安赛蜜检测中表现出较高的准确度。

马国军和他的研究伙伴利用以下方法检测了酒中的安赛蜜。先让样品经过IonPac AS 17-C色谱柱,再用KOH梯度洗脱的方法让待测的样品分离,流速为1mL/min,这个方法的线性范围为0.1-50mg/L,回收率为94.0%-104.1%。

佘家胜和他的研究团队在无糖可乐中利用离子色谱法检测了安赛蜜的含量,选用了Thermo lonPac AG 11-HC(50mm×4mm)保护柱和Thermo lonPac AG 11-HC(250mm×4mm)分离柱,最后结果显示,安赛蜜在0.112-112mg/L呈现出良好的线性关系,相关系数在0.999以上,系统相对偏差为2%,回收率为98.22%-103.9%。

(三)液质联用法

这个方法的优点是准确性高、灵敏度高、选择性高、检测时间短,在食品、药品和环境等领域得到了广泛应用。

李传慧等人采用快速分离液相色谱-串联四级杆电喷雾质谱法同时测定食品中糖精钠、安赛蜜、甜蜜素、阿巴斯甜和纽甜5种人工合成的甜味剂,色谱分离采用ZOBAX C18柱,以乙腈和水为流动相,ESI电离模式下,采用多反应监测(MRM)进行监测,5种甜味剂的平均添加回收率为82.3%-104.3%,相对标准偏差(RSD)≤2.0%。

刘晓霞等人利用ZOBAX C18柱为分离柱,甲酸铵溶液和乙腈为流动相,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,样品平均回收率为81.3%-106.0%,相对标准偏差<11%。

刘超等人使用DGU20A-API3200型高效液相色谱-串联质谱法检测冰粉中的安赛蜜,以ZORAX Eclipse Plus C18(4.6mm×150mm,3.5μm)为液相色谱柱,乙腈-10mmol/L乙酸铵为流动相,流速为0.4mL/min,通过HPLC-MS/MS系统中全扫描模式对安赛蜜进行定性分析,分析后的安赛蜜在0-100ng/mL范围内线性良好(R2=0.9999)。

肖丹测试葡萄酒中安赛蜜时,以Waters Acquity UPLC BEH C18柱(2.1mm×50mm,1.7μm)为分析柱,提取过滤后,用超高液相色谱-串联质谱联用仪检测,得出线性范围相关系数>0.999,回收率为85.4%-99.4%。

陈鑫利用ZORBAX SB- C18色谱柱,对流动相的组成以及质谱的各种参数做了优化,在ESI负离子模式下,运用多反应检测模式进行测定,安赛蜜、糖精钠、甜蜜素的检出限分别为3.60、7.2、0.63μm/kg,回收率为88.9%-102.3%,相对标准偏差为2.6%-5.3%。

(四)其他检测方法

Medeiro等研究者采用方波伏安法,通过硼掺杂的碳电极,同时检测饮料中的阿斯巴甜和甜蜜素,氧化峰电位差可达400mV。

YongnianNi等人在碱性溶液中使用高锰酸钾对食品中的阿斯巴甜、糖精和安赛蜜进行氧化,再通过紫外分光光度法测定其含量。

MiguelACantarelli等人采用分子吸收分光光度法检测食品中的阿斯巴甜和安赛蜜,结果与HPLC法的检测结果一致。

蒋奕修和他的团队使用超声去CO2后纯水稀释,利用高效微管电泳/电导法对饮料中的磺胺类人工合成甜味剂进行分离检测,检出限较低。

AnaBeatrizBergamo等人建立了微管电泳-电容耦合非接触式电导检测法,对甜味剂进行了检测,回收率良好。

Yu Wang及其团队利用间接竞争酶联免疫吸附法对食品中的糖精钠含量进行测定,其结果与其他检测方法一致。

GDPierini及团队使用旋转圆盘电极结合多元矫正模型和线性状安法检测饮料中的安赛蜜和阿斯巴甜,再通过化学计量学中的最小二乘法进行分析,发现其结果与高效液相色谱法存在显著差异。

陈湖水等人利用场放大进样-毛细管电泳非接触式电导检测法,再结合液液萃取的方法对酱油中的安赛蜜含量进行了检测,方法快速简单、成本较低。检测过程如下:酱油样品经过酸化后,以乙酸乙酯为萃取剂,有效消除酱油中无机盐和一些微量元素对安赛蜜的干扰,然后对萃取时间、温度和一些条件做了优化。结果显示,酱油中安赛蜜的检出限和定量限分别为0.15mg/kg、0.48mg/kg,加标回收率为92.3%-108.1%,相对标准偏差<8.0%。

三、安赛蜜的安全性评估

对安赛蜜进行毒理学研究是评估其安全性的重要内容之一,主要包括安赛蜜的急性毒性、亚急性和慢性毒性、致突变性和致癌性等方面。一般情况下,采用动物实验评估安赛蜜对动物的急性毒性效应,通过给动物长时间的安赛蜜暴露,观察动物在暴露期间和暴露后的生理变化和行为变化。若动物出现了体重下降、器官损伤、免疫功能下降等不良效应,说明安赛蜜对机体有损伤。若在给予高剂量安赛蜜后,动物出现了一系列急性毒性症状,如呕吐、腹泻、呼吸困难等,这些症状在一定时间后会逐渐消除,表明安赛蜜具有一定的急性毒性,可能会对人体健康构成一定的危害。比如,现有的一些研究显示,在给予小鼠更高剂量(60、450、1100和2250mg/kg)安赛蜜时,其具有显著致畸性和遗传毒性。

除了毒理学研究,也有研究机构对安赛蜜进行了风险评估。欧洲食品安全局(EFSA)及粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合各国专家委员会对安赛蜜进行了严格的安全评估,通过检测血液中安赛蜜代谢产物的浓度、尿液成分的变化等,评估其在人体内的积累和毒性。结果表明,安赛蜜会跟着尿液一起排出体外,不会在人体或动物体内进行代谢,也不会在体内留下残留物。

通过以上研究可以发现,在使用安赛蜜时,需要合理控制安赛蜜的摄入量和暴露时间,从而降低其对人体的潜在毒性和危害。目前,《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》(GB 2760-2014)对不同食品中安赛蜜的残留限量标准进行了明确规定。其中,在果汁饮料中的残留限量标准为20mg/kg,在糕点中的残留限量标准为50mg/kg,在婴幼儿食品中的残留限量标准则为10mg/kg。

此外,我国还对食品中安赛蜜的使用条件、包装标签以及质量控制等方面提出了更为详细的要求。比如,要求食品生产企业必须在食品中标明安赛蜜的使用类别和使用量,以便消费者正确选择食品。

总的来说,安赛蜜作为一种使用广泛的甜味剂,经过各国研究机构和专家们开展的动物实验、人体试验和流行病学研究后发现,只要按规定合理添加,并不会对人体有害。为此,食品生产企业要严格按照标准要求使用安赛蜜,并在食品中标明安赛蜜的使用类别和使用剂量,确保食品安全。人们在选购食品时也要多留意食品添加剂信息,尽量选择添加剂少的食品。

基金项目:内蒙古自然科学基金项目(2021MS03044);内蒙古特色果酒系列产学研科技创新平台能力建设项目(BR221046);内蒙古特色果酒系列产品产学研科技创新平台(NJCXY-19-05);新工科背景下食品学科产教融合人才培养模式创新研究(ZYZD202303)。

*通信作者:郑海武(1991-),男,汉族,河北邯郸人,讲师,硕士研究生,研究方向为发酵工程。