CN106596808A - 含有苯甲酸、安赛蜜、糖精钠的橙汁标准物质制备方法 - Google Patents

含有苯甲酸、安赛蜜、糖精钠的橙汁标准物质制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含有苯甲酸、安赛蜜、糖精钠的橙汁标准物质制备方法。该标准物质以浓缩橙汁为基体，添加苯甲酸、安赛蜜和糖精钠食品添加剂纯度标准物质，制备橙汁中苯甲酸、安赛蜜和糖精钠基体标准物质。该标准物质具有良好的均匀性和稳定性，可应用于提高饮料中食品添加剂测量结果的准确性和可比性，也可用于校准计量器具和评价测量方法，对食品安全检测有着极其重大的社会效益和经济效益。

Description

含有苯甲酸、安赛蜜、糖精钠的橙汁标准物质制备方法
技术领域
本发明涉及一种含有食品添加剂的橙汁基体标准物质制备方法，橙汁中苯甲酸、安赛蜜、糖精钠标准物质是一种计量标准，主要用于校准计量器具和评价测量方法的准确度。
背景技术
苯甲酸(benzoic acid)，又名安息香酸，白色结晶状化合物，微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，CAS号65-85-0，分子式C7H6O2，相对分子质量122.12，熔点121～123℃。安赛蜜，化学名乙酰磺胺酸钾(Acesulfame Potassium)，无色结晶或白色结晶性粉末，易溶于水，CAS号55589-62-3，分子式C4H4KNO4S，相对分子质量201.24，熔点225℃。糖精钠，化学名邻苯甲酰磺酰亚胺钠(Saccharin Sodium)，无色或稍带白色的结晶性粉末，易溶于水，微溶于乙醇，CAS号6155-57-3(含两个结晶水)，分子式C7H4NNaO3S·2H2O，相对分子质量241.20，熔点226～230℃。三种化合物结构式如图1所示。
苯甲酸、安赛蜜、糖精钠等食品添加剂在食品加工行业中广泛使用，尤其是软饮料类加工食品。苯甲酸是一种最常用的食品防腐剂，在食品中添加少量苯甲酸对人体并无毒害。然而有报道指出对于敏感人群，较多地摄入苯甲酸及其盐会引起过敏反应，例如哮喘、荨麻疹、代谢性酸中毒和抽搐等症状。在同时含有维生素C和苯甲酸的饮料中检出了致癌物质苯，该化合物是由苯甲酸经过脱羧反应生成的。2006年4月，韩国食品和药品管理局宣布了对市售的30种富含维生素饮料的检测结果，在其中27种饮料中检测到了苯，含量范围为5.7～87.8μg/kg。安赛蜜、糖精钠为人工合成甜味剂，经常食用合成甜味剂超标的食品会对人体的肝脏和神经系统造成危害，特别是对老人、孕妇、小孩危害更为严重。如果短时间内大量食用，会引起血小板减少导致急性大出血。尽管如此，苯甲酸、安赛蜜和糖精钠在许多国家仍然被作为食品添加剂，但每个国家允许的最大使用量不同。我国食品添加使用标准(GB2760-2014《食品添加剂使用标准》)明确规定了其最大使用限量，其中苯甲酸为1000mg/kg，安赛蜜为300mg/kg，糖精钠为150mg/kg。
标准物质(RM)reference material(RM)：是一种已经确定了具有一个或多个足够均匀的特性值的物质或材料，作为分析测量行业中的“量具"，在校准测量仪器和装置、评价测量分析方法、测量物质或材料特性值和考核分析人员的操作技术水平，以及在生产过程中产品的质量控制等领域起着不可或缺的作用。
目前，食品添加剂的检测已经成为我国食品安全监测的常规项目，虽然橙汁中苯甲酸、安赛蜜和糖精钠的检测是常量分析，但是由于纯橙汁基体复杂，干扰物质较多，经常导致检测结果偏差较大，其检测结果的溯源性、可靠性急需解决。亟需要一种橙汁中的苯甲酸、安赛蜜、糖精钠基体标准物质制备和应用方法，以满足业界对于橙汁中常见食品添加剂检测的需要。
发明内容
本发明提供一种含有苯甲酸、安赛蜜、糖精钠的橙汁标准物质制备方法，包括：
标物原料筛查：采用HPLC-PDA方法，对市售的各品牌100％纯橙汁中的苯甲酸、安赛蜜、糖精钠等进行筛查，选取不含苯甲酸、安赛蜜、糖精钠的空白橙汁作为标准物质研制原材料。
样品预处理：取空白橙汁样品以6000r/min离心10min，除去沉淀以及不溶物，收集澄清的上层样品；
标准物质添加制备：采用逐步添加法，具体包括：
1)称取苯甲酸、安赛蜜和糖精钠三种标准物质适量，加入500mL橙汁中，50rpm磁力搅拌1小时；
2)往步骤1)中的500mL橙汁缓慢加入空白橙汁5L，加入空白橙汁过程中保持不断搅拌；
3)磁力搅拌4小时充分混匀，得到标准物质；
标准物质分装：氮气保护条件下分装于60mL棕色样品瓶中，每瓶15g，不透明包装袋真空密封包装。所述橙汁样品充氮保护时，氮气流量为10psi。
标准物质保存：0-4℃条件下避光保存。
本发明实例中，以浓缩橙汁为基体，添加苯甲酸、安赛蜜和糖精钠食品添加剂纯度标准物质，制备橙汁中苯甲酸、安赛蜜和糖精钠基体标准物质。该标准物质具有良好的均匀性和稳定性。该标准物质的成功研制保证了饮料中食品添加剂测量结果的准确、可比、可溯源，也用于校准计量器具和评价测量方法，对食品安全检测有着极其重大的社会效益和经济效益。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、说明书附图、权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。
下面结合附图，通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为3种化合物结构式图；
图2为橙汁HPLC色谱图-扣除基体空白(1-安赛蜜，2-糖精钠，3-苯甲酸)；
图3为橙汁中苯甲酸、安赛蜜、糖精钠的LC-MS/MS检测的MRM谱图(1-安赛蜜，2-糖精钠，3-苯甲酸)。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
空白橙汁样品筛查：采购市售的不同品牌100％纯橙汁样品，HPLC-PDA方法检测，筛查苯甲酸、安赛蜜、糖精钠空白橙汁样品作为标准物质研制原材料。
样品预处理：取空白橙汁样品以6000r/min离心10min，除去沉淀以及不溶物，收集澄清的上层样品；
标准物质添加制备：采用逐步添加法，具体包括：
1)称取苯甲酸、安赛蜜和糖精钠三种标准物质适量，加入500mL橙汁中，50rpm磁力搅拌1小时；
2)往步骤1)中的500mL橙汁缓慢加入空白橙汁5L，加入空白橙汁过程中保持不断搅拌；
3)磁力搅拌4小时充分混匀，得到标准物质；
标准物质分装：氮气保护条件下分装于60mL棕色样品瓶中，每瓶15g，不透明包装袋真空密封包装。所述橙汁样品充氮保护时，氮气流量为10psi。
标准物质保存：0-4℃条件下避光保存。
为了说明简便，本实施例中以低浓度标准物质的制备为例，说明具体的标准物质制备方法。
(一)均匀性验证
均匀性是标准物质的基本属性，用于描述标准物质特性的空间分布特征。在标准物质的研制(生产)过程中必须进行均匀性评估，以证明其具有良好的均匀性。
均匀性的检测方法：
样品前处理方法：称取样品约1g(准确称量至0.0001g)，用氨水溶液(1:1，v/v)(约15μL)调节pH至近中性，加溶剂(甲醇-水(1:3，v/v))稀释至5g，涡旋30s后，于10000r/min、4℃条件下离心10min，取上清液经0.2m GHP滤膜过滤，弃去初滤液，取中段滤液供HPLC测定。
HPLC-PDA分析方法：色谱柱：BEH Shield RP18柱(100mm×2.1mm，1.7μm；美国Waters公司)；流动相A为5mmol/L乙酸铵+0.01％乙酸水溶液(pH＝4.98)，流动相B为甲醇。梯度洗脱程序：0～1.5min，4％B；1.5～4.5min，4％B～15％B；4.5～5.5min，15％B～70％B；5.5～8min，70％B；8～12min，4％B。流速：0.25mL/min；柱温：30℃；进样体积：2μL；紫外检测波长：225nm。
根据《一级标准物质技术规范》(JJF 1006-1994)和《标准物质定值的通用原则及统计学原理的要求》(JJF 1343-2012)，对标准物质进行均匀性检验。从标准物质的200个包装中随机抽取11个包装，每个包装取3个子样进行瓶间和瓶内均匀性检验。最小取样量为1.0g，按照如下所述的液相色谱法进行测试。将均匀性方差分析结果sbb与所用方法的重复性sr或该特性量值不确定度的预期目标进行比较，若不显著，则标准物质视为均匀。应计算待测特性量值的不均匀性引入的不确定度分量ubb，并将其计入标准物质总的不确定度中。按照上述液相色谱法对标准物质进行均匀性检验，均匀性检验结果见表1-表3。
表1样品中苯甲酸均匀性检验结果
瓶间标准偏差的估计值用下式计算：
重复性标准偏差sr可以用s2 2计算：
结果发现sbb<sr，需要考察重复性标准偏差sr对sbb的影响，以反映重复性标准偏差相对较大的情况，计算公式为：
结果表明：估计得到的瓶间标准偏差sbb小于重复性标准偏差sr对sbb的影响s'bb，故瓶间均匀性标准偏差s'bb＝ubb＝0.0604mg/kg。
表2样品中安赛蜜均匀性检验结果
瓶间标准偏差的估计值用下式计算：
重复性标准偏差sr可以用s2 2计算：
结果发现sbb<sr，需要考察重复性标准偏差sr对sbb的影响，以反映重复性标准偏差相对较大的情况，计算公式为：
结果表明：估计得到的瓶间标准偏差sbb小于重复性标准偏差sr对sbb的影响s'bb，故瓶间均匀性标准偏差s'bb＝ubb＝0.0672mg/kg。
表3样品中糖精钠均匀性检验结果
瓶间标准偏差的估计值用下式计算：
重复性标准偏差sr可以用s22计算：
结果发现sbb<sr，需要考察重复性标准偏差sr对sbb的影响，以反映重复性标准偏差相对较大的情况，计算公式为：
结果表明：估计得到的瓶间标准偏差sbb大于重复性标准偏差sr对sbb的影响s'bb，故瓶间均匀性标准偏差sbb＝ubb＝0.2433mg/kg。
(二)稳定性验证
稳定性是标准物质的基本属性，用于描述标准物质的特性量值随时间变化的性质，即描述标准物质特性的时间分布特征。在标准物质的研制过程中必须进行稳定性评估。稳定性评估不但能评估与材料稳定性相关的测量不确定度，而且能明确合适的保存和运输条件。
对于本标准物质，采取同步稳定性评估的方法，按先密后疏的原则，考察在规定保存条件(0-4℃)下，保存1、3、6、12、18个月后样品的稳定性。按照如前所述的液相色谱法进行测试，每次取5个包装，每个包装取一个子样，测3次，计算平均值，把5个包装的测量结果平均值作为检测结果。采用趋势分析法对标准物质的稳定性监测数据进行计算，并评价稳定性引入的不确定度，以结果的变动在定值结果不确定度范围内作为判定标准物质稳定的原则。由于没有物理或化学模型能够真实地描述橙汁中苯甲酸、安赛蜜、糖精钠的降解机理，故可选用线性模型作为该候选标准物质的经验模型。具体见表4～表6。
表4样品中苯甲酸的长期稳定性趋势分析结果(t＝18个月)
表5样品中安赛蜜的长期稳定性趋势分析结果(t＝18个月)
表6样品中糖精钠的长期稳定性趋势分析结果(t＝18个月)
(三)定值
采用高效液相色谱法(HPLC)和液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)两种方法对橙汁中的苯甲酸、安赛蜜和糖精钠进行定值。研制的基体标准物质的定值结果严格按照一级标准物质技术规范的要求进行处理。
对于橙汁中苯甲酸、安赛蜜、糖精钠标准物质，随机抽取9瓶样品，每瓶样品取1个子样均采用HPLC-PDA和LC-MS/MS两种方法进行检测，检测结果除以方法的加标回收率得到最终的定值结果。对两种方法的定值结果，首先采用夏皮罗-威尔克法，检验定数据是否符合正态分布；第二、采用狄克逊(Dixon)法和格拉布斯(Grubbs)法进行可疑值剔除；第三、比较两种测量方法的精密度；第四、两比较种测量方法结果平均值的显著性差异。最终给标物赋值和不确定度评定。
定值结果见表7。
表7三种化合物的定值结果
综上所述，本发明实施例中，研制了橙汁中苯甲酸、安赛蜜和糖精钠基体标准物质。该标准物质的成功研制保证了饮料中食品添加剂测量结果的准确、可比、可溯源，对食品安全检测有着极其重大的社会效益和经济效益，并用于校准计量器具和评价测量方法。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种含有苯甲酸、安赛蜜、糖精钠的橙汁标准物质制备方法，其特征在于，包括：
标物原料筛查：采用HPLC-PDA方法，对市售的各品牌100％纯橙汁中的苯甲酸、安赛蜜、糖精钠等进行筛查，选取不含苯甲酸、安赛蜜、糖精钠的空白橙汁作为标准物质研制原材料；
样品预处理：取空白橙汁样品以6000r/min离心10min，除去沉淀以及不溶物，收集澄清的上层样品；
标准物质添加制备：采用逐步添加法，具体包括：
1)称取苯甲酸、安赛蜜和糖精钠3种标准物质适量，加入500mL橙汁中，50rpm磁力搅拌1小时；
2)往步骤1)中的500mL橙汁缓慢加入空白橙汁5L，加入空白橙汁过程中保持不断搅拌；
3)磁力搅拌4小时充分混匀，得到标准物质；
标准物质分装：氮气保护条件下分装于60mL棕色样品瓶中，每瓶15g，不透明包装袋真空密封包装。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
标准物质保存：0-4℃条件下避光保存。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述橙汁样品充氮保护时，氮气流量为10psi。
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