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冷澤山 冉良驥

引言

7月14日，國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）、世界糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)（JECFA）正式宣布，將阿斯巴甜列為“可能對(duì)人類致癌物”。這在全球飲料行業(yè)引發(fā)了軒然大波。阿斯巴甜是一種重要的人工甜味劑，廣泛應(yīng)用于食品飲料行業(yè)，多見(jiàn)于低熱量或零熱量的產(chǎn)品中。阿斯巴甜陷入致癌風(fēng)波后，相關(guān)產(chǎn)品的安全性開(kāi)始引發(fā)大眾擔(dān)憂。事實(shí)上，阿斯巴甜的致癌危害并沒(méi)有想象中的嚴(yán)重。根據(jù)IARC的結(jié)論，阿斯巴甜對(duì)人類癌癥證據(jù)有限，在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中癌癥的證據(jù)、導(dǎo)致癌癥的可能機(jī)制有關(guān)的證據(jù)方面均有限，故歸為IARC 2B類。此外，JECFA重申，阿斯巴甜每日可接受攝入量（ADI）仍為40mg/kg體重。只要不超出每日限量值，對(duì)消費(fèi)者不會(huì)造成健康危害。同日，國(guó)家食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中心也發(fā)文稱，阿斯巴甜按照我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范使用可以保障安全。因此，人們無(wú)需談虎色變，只要通過(guò)正規(guī)商家渠道購(gòu)買檢驗(yàn)合格的食品，就能規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)。

但經(jīng)過(guò)這次事件，也給全國(guó)檢測(cè)行業(yè)敲響了警鐘。食品中常用的甜味劑不止阿斯巴甜，任何一種甜味劑的非法或過(guò)量添加都將會(huì)危害消費(fèi)者的身體健康。如何準(zhǔn)確、高效檢測(cè)食品中的甜味劑，是值得大家深思探討的重要話題。目前人工甜味劑的檢測(cè)方法以液相色譜法和液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法為主。由于多數(shù)甜味劑紫外吸收差，常規(guī)液相色譜法靈敏度較低，尤其是甜蜜素的檢測(cè)必須進(jìn)行衍生化、方法復(fù)雜；并且現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法通常只能檢測(cè)1或2種甜味劑，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多種甜味劑的同時(shí)分離測(cè)定。液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法靈敏度高，可同時(shí)檢測(cè)多種甜味劑，但存在儀器設(shè)備較為昂貴、操作復(fù)雜等問(wèn)題。

電霧式檢測(cè)器（CAD），是近年來(lái)倍受歡迎的一種新型通用檢測(cè)器。其通過(guò)對(duì)待測(cè)物質(zhì)霧化顆粒的帶電量進(jìn)行檢測(cè)，響應(yīng)值與分析物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)關(guān)，具有靈敏度高、重復(fù)性好、線性范圍廣和響應(yīng)一致性等特點(diǎn)，尤其對(duì)無(wú)紫外吸收物質(zhì)的檢測(cè)具有很大的優(yōu)勢(shì)。今天賽默飛實(shí)驗(yàn)室利用CAD檢測(cè)器，給大家?guī)?lái)優(yōu)異的甜味劑檢測(cè)解決方案。

圖：CAD檢測(cè)器

01

多種人工甜味劑的高效檢測(cè)  

本實(shí)驗(yàn)選取包括阿斯巴甜在內(nèi)的8種常用人工甜味劑，建立簡(jiǎn)單、高效的HPLC-CAD檢測(cè)方法[1]。方法選用賽默飛Acclaim 120 C18色譜柱（100mm×3mm，3μm），11min內(nèi)可完成8種甜味劑的快速檢測(cè)，且峰型對(duì)稱，各組分之間均達(dá)到基線分離。8種甜味劑依次為：安賽蜜、糖精鈉、甜蜜素、三氯蔗糖、阿斯巴甜、阿力甜、愛(ài)德萬(wàn)甜和紐甜。實(shí)驗(yàn)還對(duì)不同實(shí)際樣本進(jìn)行了考察，樣品中的基質(zhì)不影響甜味劑成分的檢測(cè)。

圖：標(biāo)準(zhǔn)品溶液

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圖：蜂蜜蛋糕樣品溶液和加標(biāo)溶液

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8種甜味劑采用外標(biāo)法定量，根據(jù)各組分的信號(hào)響應(yīng)選擇不同濃度范圍進(jìn)行線性回歸計(jì)算，并分別考察檢出限和定量限。8種甜味劑組分均有良好線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2>0.999。檢出限為5～30μg/L，定量限為20～150μg/L，結(jié)果優(yōu)于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)常規(guī)高效液相色譜方法的檢測(cè)靈敏度。

表：8種甜味劑線性范圍、檢出限及定量限

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以蜂蜜蛋糕為樣本，對(duì)8種甜味劑進(jìn)行低中高濃度水平的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)。8種甜味劑在3種添加水平下的回收率范圍為88.5%～102.8%，RSD為0.85%～2.16%，說(shuō)明該檢測(cè)方法有較好的準(zhǔn)確度。與液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)方案相比，本方法無(wú)質(zhì)譜基質(zhì)效應(yīng)影響，在加標(biāo)回收率和準(zhǔn)確度方面具有更好的檢測(cè)優(yōu)勢(shì)。

表：8種甜味劑的回收率

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實(shí)驗(yàn)通過(guò)本方法對(duì)市售不同廠家的糕點(diǎn)、面包、飲料和白酒等樣品進(jìn)行了檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，面包和糕點(diǎn)中以添加甜蜜素為主，果汁中大多采用阿斯巴甜和紐甜組合添加的形式。部分白酒樣品有微量三氯蔗糖檢出，存在非法添加現(xiàn)象。說(shuō)明本方法可以滿足市售不同樣品中多種人工甜味劑的準(zhǔn)確、高效檢測(cè)分析。

02

天然甜味劑的精準(zhǔn)分析  

除了常見(jiàn)的人工甜味劑，CAD檢測(cè)器也可用于天然甜味劑的檢測(cè)，以甜菊糖苷為例。甜菊糖苷具有高甜度、低熱能的特點(diǎn)，是可替代蔗糖最理想的天然甜味劑。2022年發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1886.355-2022[2]中規(guī)定了共計(jì)13種甜菊糖苷類甜味劑的測(cè)定方法。由于標(biāo)準(zhǔn)品種類多、價(jià)格昂貴，因此標(biāo)準(zhǔn)是以瑞鮑迪苷A和瑞鮑迪苷D為基準(zhǔn)建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，利用不同組分的峰面積和相對(duì)校正因子分別計(jì)算含量。但是不同種類甜菊糖苷的相對(duì)校正因子差異大，每種甜味劑含量需單獨(dú)計(jì)算，方法復(fù)雜。此外，甜菊糖苷的紫外吸收差，標(biāo)準(zhǔn)方法的靈敏度較低。

本方法通過(guò)CAD檢測(cè)器，選取4種甜菊糖苷類甜味劑，進(jìn)行同時(shí)含量測(cè)定，并與UV結(jié)果對(duì)比。利用CAD檢測(cè)器響應(yīng)一致性的特點(diǎn)，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線考查4種甜味劑的相對(duì)校正因子，實(shí)現(xiàn)僅需一種標(biāo)準(zhǔn)品完成多種甜菊糖苷甜味劑的同時(shí)檢測(cè)。

方法選用乙腈-0.1%甲酸水溶液（32: 68）作為流動(dòng)相，采用等度洗脫，相比于國(guó)標(biāo)方法，實(shí)驗(yàn)更簡(jiǎn)單、方便。通過(guò)賽默飛Acclaim 120 C18色譜柱（250mm×4.6mm，5μm），標(biāo)準(zhǔn)溶液中4種甜味劑均可有效檢出，且分離度佳，峰型好，理論塔板數(shù)高。樣品溶液中基質(zhì)組分對(duì)甜味劑檢測(cè)無(wú)干擾。從左到右分別為：瑞鮑迪苷D、瑞鮑迪苷A、瑞鮑迪苷C和甜菊雙糖苷。

圖：標(biāo)準(zhǔn)品溶液

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圖：樣品溶液和加標(biāo)溶液

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稀釋標(biāo)準(zhǔn)溶液考查4種甜菊糖苷類甜味劑的檢測(cè)靈敏度：瑞鮑迪苷D在濃度為0.26ppm時(shí)達(dá)到定量限（S/N=10.9，進(jìn)樣體積=10μL），瑞鮑迪苷A和瑞鮑迪苷C的定量限均為0.5ppm，S/N分別為16.8和13.6；甜菊雙糖苷定量限濃度為0.9ppm，S/N=11.2。說(shuō)明CAD檢測(cè)器對(duì)甜味劑的檢測(cè)靈敏度高。這是由于甜菊糖苷屬于紫外末端吸收，按照國(guó)標(biāo)規(guī)定波長(zhǎng)檢測(cè)，靈敏度較差。而CAD檢測(cè)器對(duì)于無(wú)紫外吸收的物質(zhì)可以達(dá)到較高的靈敏度。

通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)溶液考察線性情況：瑞鮑迪苷A、瑞鮑迪苷C、瑞鮑迪苷D和甜菊雙糖苷分別在濃度范圍0.26-20.9ppm、0.5-19.0ppm、0.5-21.8ppm和0.9-18.5ppm內(nèi)呈良好線性關(guān)系，R2均大于0.999。數(shù)據(jù)表明，CAD檢測(cè)器可以實(shí)現(xiàn)甜菊糖苷甜味劑高靈敏、寬動(dòng)態(tài)范圍的檢測(cè)。

圖:線性溶液圖譜

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圖:標(biāo)準(zhǔn)曲線圖譜

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圖:線性結(jié)果

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國(guó)標(biāo)中各甜味劑組分的相對(duì)校正因子是通過(guò)建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，利用瑞鮑迪苷A或瑞鮑迪苷D的線性方程斜率除以各組分的線性方程斜率得到。但選用2種標(biāo)準(zhǔn)品作為基準(zhǔn)，增加了一測(cè)多評(píng)難度，而且不同組分的相對(duì)校正因子均不同。本實(shí)驗(yàn)對(duì)比UV和CAD檢測(cè)器，通過(guò)4種甜菊糖苷甜味劑組分的線性方程斜率，以瑞鮑迪苷A為基準(zhǔn)，計(jì)算其他3種甜味劑的相對(duì)校正因子。結(jié)果得到：UV檢測(cè)器下，瑞鮑迪苷C和甜菊雙糖苷的相對(duì)校正因子為0.98和0.68，與國(guó)標(biāo)結(jié)果一致；瑞鮑迪苷D相對(duì)于瑞鮑迪苷A的校正因子為1.16。說(shuō)明UV檢測(cè)器不具有響應(yīng)一致性的特點(diǎn)。通過(guò)CAD檢測(cè)器得到的線性斜率計(jì)算，瑞鮑迪苷C、瑞鮑迪苷D和甜菊雙糖苷的相對(duì)校正因子分別為0.96、0.96和0.98。這是由于CAD檢測(cè)器具有良好的響應(yīng)一致性特點(diǎn)，對(duì)于結(jié)構(gòu)相似的化合物，可以達(dá)到真正的一測(cè)多評(píng)效果。

以面包為樣品，進(jìn)行低中高濃度的加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果得到：回收率范圍為92.4%～100.5%，RSD為0.67%～1.53%，說(shuō)明方法準(zhǔn)確度良好。同時(shí)，分別通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線法和以瑞鮑迪苷A為基準(zhǔn)的一測(cè)多評(píng)法對(duì)加標(biāo)濃度為5ppm的樣本進(jìn)行含量檢測(cè)并對(duì)比，驗(yàn)證一測(cè)多評(píng)法在在實(shí)際檢測(cè)中的可行性。結(jié)果表明兩種方法下各組分的檢測(cè)結(jié)果均一致，說(shuō)明一測(cè)多評(píng)法準(zhǔn)確度高，可以替代常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)曲線法，實(shí)現(xiàn)甜味劑的精準(zhǔn)檢測(cè)分析。

表：標(biāo)準(zhǔn)曲線法和一測(cè)多評(píng)法結(jié)果對(duì)比

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 小  結(jié)  

通過(guò)CAD檢測(cè)器分別建立不同種類人工甜味劑和天然甜味劑的檢測(cè)方法。結(jié)果表明，CAD檢測(cè)器可以實(shí)現(xiàn)多種人工甜味劑的高效檢測(cè)，并可用于天然甜味劑的精準(zhǔn)分析。作為一種通用的質(zhì)量型分析檢測(cè)器，CAD檢測(cè)器擁有高靈敏度、寬線性范圍、良好響應(yīng)一致性的檢測(cè)特點(diǎn)，在食品添加劑檢測(cè)領(lǐng)域中具有較高的普適性。目前CAD檢測(cè)器已經(jīng)收錄進(jìn)2020中國(guó)藥典中，在醫(yī)藥行業(yè)發(fā)揮了巨大優(yōu)勢(shì)。相信在食品、化工等領(lǐng)域，CAD檢測(cè)器也能解決許多品種的檢測(cè)問(wèn)題，提高檢測(cè)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 冷澤山，郭洪梅，蔡函青，等.高效液相色譜-電霧式檢測(cè)器法同時(shí)檢測(cè)食品中8種人工甜味劑的應(yīng)用［J］.應(yīng)用化學(xué)，2023，40（3）：436-440.

[2] GB 1886.355-2022，食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑 甜菊糖苷[S].

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