白麗真,劉 偉,劉洪銀,張 帆
(北京順鑫農業(yè)股份有限公司牛欄山酒廠,北京101301)
白酒是中國特有的一種蒸餾酒,是以大曲、小曲或麩曲及酒母等為糖化發(fā)酵劑,以糧谷為主要原料,經蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾、陳釀和勾兌釀制而成的各類白酒。品質優(yōu)良的白酒味道醇厚,且有綿甜之感,是因為白酒中含有多元醇、高級醇等甜味物質,這些物質是在白酒復雜特殊的釀造工藝和發(fā)酵過程中產生的。近年來,食品安全問題一直備受關注,尤其是食品添加劑引起的安全問題?,F在不少白酒生產企業(yè)為了改善白酒風味,增加回甜感,在白酒中添加少量的甜味劑,既降低成本還能提高生產效率[1]。
甜味劑是指能賦予軟飲料甜味的食品添加劑,按其化學結構和性質分為糖類和非糖類甜味劑。葡萄糖等糖類物質,因長期被人食用,且是重要的營養(yǎng)素,通常視為食品原料,在中國不作為食品添加劑。而非糖類的甜味劑分為天然甜味劑和人工合成甜味劑,因其甜度較高,熱值很低,有些甚至不參與代謝過程[2],被稱為非營養(yǎng)型甜味劑,受到人們的廣泛關注。天然甜味劑有甜菊糖苷、甘草等。人工合成甜味劑有糖精、糖精鈉、甜蜜素、阿斯巴甜等。
人工合成甜味劑雖不會被人體吸收,但長期攝入會對人體的代謝系統(tǒng)、神經系統(tǒng)等造成傷害[3-4]?!妒称钒踩珖覙藴适称诽砑觿┦褂脴藴省稧B 2760—2014中規(guī)定白酒中甜味劑不得檢出[5]。市場抽查的白酒中可能檢出的甜味劑有糖精鈉、安賽蜜、甜蜜素、阿斯巴甜、紐甜、三氯蔗糖和甜菊糖苷等。
目前檢測白酒中的甜味劑的方法較多,其中液相質譜快速、靈敏的特點使其在白酒的甜味劑檢測中的應用越來越多[6-10]。本文建立了一種快速檢測白酒中最常見的7種人工合成甜味劑(安賽蜜、糖精鈉、甜蜜素、紐甜、三氯蔗糖、阿斯巴甜、甜菊糖苷)的超高效液相色譜-串聯質譜(UPLC-TQS)檢測方法[11-16]。該方法前處理簡單、進樣時間短、結果準確,可直接用于白酒生產企業(yè)白酒日常監(jiān)督檢測。
樣品:市售的清香型白酒、濃香型白酒、醬香型白酒各2種,配制酒2種,某品牌蘋果醋1種和某品牌碳酸飲料1種。
試劑及耗材:甲醇、乙腈(LC/MS級,Fisher);甲酸(HPLC級,美國Waters公司);實驗用水為Milli-Q超純水;7種甜味劑:糖精鈉(含量97%,北京百靈威科技有限公司),三氯蔗糖(含量98%,北京百靈威科技有限公司),紐甜(含量98%,北京百靈威科技有限公司),甜蜜素(含量99%,北京百靈威科技有限公司),甜菊糖苷(含量80%,北京百靈威科技有限公司),阿斯巴甜(含量98%,北京百靈威科技有限公司),安賽蜜(含量99%,梯希愛(上海)化成工業(yè)發(fā)展有限公司)。
儀器設備:超高效液相色譜儀(ACQUITY UPLC?,美國Waters公司)-串聯四極桿質譜儀(ACQUITY?TQS,美國Waters公司);Milli-Q Reference超純水發(fā)生器(美國Millipore公司);電熱板(廣州格丹納儀器有限公司);0.22 μm有機濾膜(天津市津騰實驗設備有限公司);萬分之一分析天平(梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司)。
1.2.1 標準液制備
分別稱取一定量的糖精鈉、安賽蜜、三氯蔗糖、紐甜、甜蜜素、甜菊糖苷和阿斯巴甜標準品于10 mL容量瓶中,用超純水定容至10 mL,配制成各甜味劑標準儲備液。由于阿斯巴甜等在純水中不穩(wěn)定,易分解,配制時可加入少量乙酸調節(jié)pH4.3。標準液于4℃冰箱中保存。根據需要用超純水逐級稀釋至適當濃度的混合標準溶液。
1.2.2 樣品前處理
白酒樣品:準確吸取白酒樣品10 mL于50 mL燒杯中,用電熱板120℃蒸發(fā)去酒精后,用超純水定容至10 mL,經0.22 μm有機濾膜過濾,進液質檢測。
其他樣品:直接稀釋至合適濃度,經0.22 μm有機濾膜過濾,進液質檢測。
1.2.3 色譜條件
色譜柱:ACQUITY UPLC HSS T3(100 mm×2.1 mm,1.8 μm);柱溫為 40 ℃;樣品室溫度為20℃;進樣量:1 μL;流動相:A相為甲醇,B相為0.1%甲酸水溶液;流速:0.35 mL/min;梯度洗脫程序:0 min,10%A;0~4 min,10%A~90%A;4.0~4.5 min,90%A;4.51~6.5 min,10%A。
1.2.4 質譜條件
質譜儀選用電噴霧離子源,在負離子模式下檢測,采用多反應監(jiān)測模式(MRM)定量。毛細管電壓分別為2.5 kV,錐孔電壓為20 V,脫溶劑氣和錐孔氣流量分別設為800 L/h和50 L/h,脫溶劑氣溫度為
400℃。質譜參數見表1。
本實驗采用了HSS T3色譜柱。根據7種甜味劑的極性特點,以及乙腈的強洗脫能力和較強毒性,最終確定用甲醇作為有機相。然后對比甲醇-水和甲醇-甲酸水溶液兩種流動相體系,發(fā)現用0.1%甲酸水溶液作為水相流動相進樣時,7種甜味劑的峰形和響應明顯比用水做流動相更好,且穩(wěn)定性更好。最終確定用甲醇-0.1%甲酸水溶液為流動相。
表1 7種甜味劑的質譜條件參數
圖1 7種甜味劑的MRM色譜圖
表2 7種甜味劑線性回歸方程與相關系數
本實驗以電噴霧ESI源作為離子源,在負離子模式下,以直接進樣的方式對7種甜味劑標準樣品進行全掃描,找到其準分子離子峰,將其作為母離子,用惰性氣體氬氣轟擊,得到二級譜圖和相應的子離子。用MRM模式對選定的子離子進行質譜參數的優(yōu)化,取豐度最強的子離子作為定量離子。表1為7種甜味劑的質譜條件參數。圖1為7種甜味劑在優(yōu)化的質譜和色譜條件下的MRM色譜圖。
由于白酒中含有較高濃度的乙醇,直接進樣分析會影響甜味劑在色譜柱上的保留時間和峰形,影響檢測結果的準確性,因此在進樣分析前會對白酒樣品進行前處理。本實驗用加水稀釋和蒸發(fā)去酒精兩種方式分別進樣對比,發(fā)現由于白酒樣品的酒精度分為3個等級,高度酒和低度酒的稀釋倍數成為影響樣品檢測結果的一個重要因素,且甜味劑作為白酒的安全指標,在白酒中的含量本來就很低,如果稀釋倍數過高,會影響結果的準確性,因此本實驗采用蒸發(fā)去酒精的方式處理樣品。
由于各個甜味劑在質譜上的響應有差異,經過優(yōu)化,使它們的響應在同一個數量級。將配制好的混合標準溶液進行檢測,繪制標準工作曲線。以目標組分的峰面積y對相應的質量濃度x繪制標準曲線,結果表明,所有的甜味劑均有較好的線性關系,以信噪比(S/N)為3確定檢出限(LOD),以信噪比(S/N)為10確定定量限(LOQ),結果見表2。
用在空白樣品中添加標準溶液的方法,選擇某白酒酒樣做7種甜味劑檢測試驗,7種甜味劑含量均為未檢出,選擇高、低兩種濃度進行加標回收實驗,各做6次平行實驗,計算平均回收率和相對標準偏差(RSD)。結果表明,白酒中7種待測物的回收率在91.8%~114%之間,RSD小于8%(表3),方法的準確度和精密度均符合殘留分析的要求。
表3 7種甜味劑回收率和精密度
用本檢測方法對市售的清香型白酒、濃香型白酒、醬香型白酒各2種,配制酒2種,某品牌蘋果醋1種和某品牌碳酸飲料1種進行檢測,每個樣品做2次平行實驗,結果見表4。10個樣品中,白酒和配制酒中甜味劑均未檢出,蘋果醋飲料中三氯蔗糖有檢出,碳酸飲料中有3種甜味劑被檢出,分別是安賽蜜、三氯蔗糖和阿斯巴甜。從結果可以看出,甜味劑在飲料中有添加,有些飲料中添加的甜味劑不止一種,白酒中沒有甜味劑檢出。該方法操作簡單,成本低,快速準確,可用于白酒生產企業(yè)日常監(jiān)督檢測。
表4 實際樣品的檢測 (μg/mL)
研究建立了用超高效液相色譜-串聯質譜同時對白酒中7種人工合成甜味劑含量快速測定和確證的方法,優(yōu)化了前處理方法、色譜和質譜參數。該方法操作簡便,與國標相比,前處理簡單,節(jié)約成本,進樣時間只有6.5 min,分離效率高,同時具有靈敏度高、選擇性好、檢出限低、結果準確的優(yōu)點,方法的回收率和重現性能夠滿足白酒中7種甜味劑的日常監(jiān)督檢測。此方法也可用于檢測其他液體樣品中的甜味劑含量,為從源頭上控制白酒中甜味劑的出現提供了技術支持[1],具有較高的實用價值。