CN110794073A - 一种利用色谱和二极管阵列检测器测定甜味剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用色谱和二极管阵列检测器测定甜味剂的方法，本技术方案采用溶剂萃取的前处理方法，建立了HPLC‑DAD同时测定烟用接装纸、口用型无烟气烟草制品、烟用香精、烟用爆珠、电子烟液中安赛蜜、阿斯巴甜、纽甜、阿力甜和糖精钠等5种甜味剂的检测分析方法，并利用所建立的方法对部分样品进行了检测。该方法操作简单，分析时间短且灵敏度高，为检测烟用材料及烟草制品中的甜味剂提供了技术手段。
Description
技术领域
本发明属于烟用材料及烟草制品中食品添加剂残留的理化检验技术领域，主要涉及烟用接装纸、口用型无烟气烟草制品、烟用香精、烟用爆珠、电子烟液中5种甜味剂的测定方法，具体说是采用溶剂萃取的方式萃取甜味剂，以高效液相色谱-二极管阵列法直接测定的方法。
背景技术
甜味剂通常用于食品中以达到改善风味、增加甜度的目的，按来源可分为天然甜味剂和人工合成甜味剂。常用的天然甜味剂有甜菊糖苷、罗汉果糖苷V等，常用的人工合成甜味剂主要包括安赛蜜、糖精钠、阿力甜、甜蜜素、三氯蔗糖等，其甜度一般为蔗糖的30-700倍。GB2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》中明确规定了21种允许添加的食品添加剂，并规定了其在不同食品种类中其的最大添加量。在烟用接装纸、口用型无烟气烟草制品、烟用香精、烟用爆珠和电子烟液中，甜味剂的种类和添加量对烟草制品的感官品质的稳定性有较大影响，为实现对烟用材料及烟草制品中甜味剂的监管和测定，因此亟需发展一种快速、准确、高灵敏度的测定方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用色谱和二极管阵列检测器测定甜味剂的方法，以解决现有技术中，烟用甜味剂的检测效率及灵敏度不高的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种利用色谱和二极管阵列检测器测定甜味剂的方法，包括以下步骤：
1)标准工作溶液的配制：
称取待检测甜味剂的标准品，用超纯水定容，再配制出具有浓度梯度的混合标准工作溶液；
2)色谱标定：
使用步骤1)配制的标准工作溶液，使用色谱进行分析，获得相应的保留时间，并根据标定数据，获得甜味剂标准浓度的线性范围曲线公式；
3)样品提取：
S1称取第一设定量的待检测样品置于具塞三角瓶中；
S2向具塞三角瓶中加入适量的萃取液；
S3在恒温超声水浴中萃取第一设定时间后静置第二设定时间；
S4吸取步骤S3中的上清液经过水相滤膜过滤至色谱瓶中，作为待检测样品的待测液用于色谱分析；
4)分别使用液相色谱仪和二极管阵列检测器进行检测，获得检测数据；
其中，液相色谱仪的参数为：
色谱柱为Poroshell 120EC-C18，规格为3mm×150mm,2.7μm；柱温：30℃；进样量：5μL；流速：0.3mL/min；流动相：A为0.01％乙酸水溶液，B为甲醇；
二极管阵列检测器的参数为：
二极管阵列检测器的波长为210nm；
5)步骤4)中的样品中甜味剂含量按以下公式计算；
Xi＝(Ci×V)÷M，其中，Xi为样品中甜味剂i的含量，单位μg/g；Ci为由标准工作曲线得出的样品中甜味剂i的浓度，单位μg/mL；V为萃取剂体积，单位mL；M为样品质量，单位g，i为甜味剂种类；
其中，Ci＝Kx+a，其中K为系数，甜味剂的种类不同，K值不同，a为常数，i为甜味剂种类。
所述待检测样品为烟用接装纸、口用型无烟气烟草制品、烟用香精、烟用爆珠、电子烟液中的任一种。
所述甜味剂包括但不限于安赛蜜、阿斯巴甜、纽甜、阿力甜或糖精钠中的一种或一种以上组合。
步骤5)中:
当甜味剂为安赛蜜时，K的值为5×10-5，a为-14.085；
当甜味剂为阿斯巴甜时，K的值为2×10-5，a为35.957；
当甜味剂为阿力甜时，K的值为2×10-5，a为23.246；
当甜味剂为纽甜时，K的值为1×10-5，a为28.422；
当甜味剂为糖精钠时，K的值为2×10-5，a为23.115。
所述步骤S2的萃取液为超纯水。
所述步骤S3的恒温超声水浴中萃取为40℃恒温。
所述步骤S4中水相滤膜为0.22μm水相滤膜。
本发明的有益效果是：
本技术方案采用溶剂萃取的前处理方法，建立了HPLC-DAD同时测定烟用接装纸、口用型无烟气烟草制品、烟用香精、烟用爆珠、电子烟液中安赛蜜、阿斯巴甜、纽甜、阿力甜和糖精钠等5种甜味剂的检测分析方法，并利用所建立的方法对部分样品进行了检测。该方法操作简单，分析时间短且灵敏度高，为检测烟用材料及烟草制品中的甜味剂提供了技术手段。
附图说明
图3至图7体现了样品提取过程中，萃取方式、萃取液用量、萃取时间、萃取温度对萃取效果的影响曲线图，以表明对待测液的浓度的影响。
图1为本发明的测定方法流程图；
图2为5种甜味剂标准溶液HPLC-DAD色谱图；
图3为样品提取过程中，萃取方式对萃取效果的影响曲线图；
图4为样品提取过程中，萃取液用量对萃取效果的影响曲线图；
图5为样品提取过程中，萃取时间对萃取效果的影响曲线图；
图6为样品提取过程中，萃取温度对萃取效果的影响曲线图；
图7为一种样品提取过程中，萃取方法的流程图。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本技术方案主要是通过高效液相色谱-二极管阵列检测器检测烟用接装纸、口用型无烟气烟草制品、烟用香精、烟用爆珠、电子烟液中5种甜味剂的方法，所述5种甜味剂分别为安赛蜜1、阿斯巴甜2、纽甜3、阿力甜4和糖精钠5。
1)标准工作溶液的配制
准备混合标准工作溶液称取各甜味剂标准品用超纯水定容，配制具有浓度梯度的混合标准工作溶液，此处为将5种甜味剂按设定的标准进行混合，再配制出不同浓度的混合标准工作溶液，在此之前，应当使用单一甜味剂进行不同浓度配制并使用色谱进行标测，以确定某一甜味剂的保留时间。
具体为：
分别称取5种甜味剂标准品各0.050g(精确至0.1mg)，置于50mL容量瓶中，用超纯水定容至刻度，摇匀，得到各目标化合物的浓度为1mg/mL的混合标准溶液，将其作为标准储备液备用；分别移取一定体积0.10mL、0.75mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL于10mL容量瓶中，分别加入超纯水至刻度，摇匀，得到浓度为10μg/mL、75μg/mL、100μg/mL、150μg/mL、200μg/mL、300μg/mL、400μg/mL的1-7级标准工作溶液。
2)色谱标定
使用配制的混合标准工作溶液，使用色谱仪进行分析，获得相应的保留时间，并根据标定数据，获得甜味剂标准浓度的线性范围曲线公式，如表1：
Ci＝Kx+a，其中K为系数，甜味剂的种类不同，K值不同，a为常数，i为甜味剂种类。
表1 5种甜味剂标准线性方程、相关系数、检出限与定量限
注:①按最低浓度的标准偏差的3倍计算；②按最低浓度的标准偏差的10倍计算。
3)样品提取
3)样品提取：
S1称取第一设定量的待检测样品置于具塞三角瓶中；
S2向具塞三角瓶中加入适量的萃取液；
S3在恒温超声水浴中萃取第一设定时间后静置第二设定时间；
S4吸取步骤S3中的上清液经过水相滤膜过滤至色谱瓶中，作为待检测样品的待测液用于色谱分析。
在本申请的以下实施例中所使用的样品提取的制备例：
制备例
将胶基烟样品切碎，称取1g样品置于25mL具塞三角瓶中，加入10mL萃取液：超纯水；
40℃恒温超声水浴中萃取20min。
吸取适量萃取液经0.22μm水相滤膜过滤至色谱瓶中，作为样品待测液进行高效液相色谱分析。
在本申请的其它制备例中，使用的参数均相同，区别仅是待萃取样品不同，即将胶基烟样品替换为烟用接装纸、口用型无烟气烟草制品、烟用香精、烟用爆珠、电子烟液等。
对步骤(1)、(3)中样品待测液以及配制好的不同浓度的混合标准工作溶液进行HPLC-DAD检测，通过图谱以对烟用接装纸、口用型无烟气烟草制品、烟用香精、烟用爆珠、电子烟液样品中的甜味剂的类型及含量进行定性及定量分析。
检测分析时，仪器参数具体参考设置如下：
HPLC-DAD条件：
色谱柱：Poroshell 120EC-C18(3mm×150mm,2.7μm)；柱温：30℃；进样量：5μL；流速：0.3mL/min；流动相：A为0.01％乙酸水溶液，B为甲醇；二极管阵列检测器:210nm；流动相梯度洗脱条件见表2：
表2流动相梯度洗脱条件
5种甜味剂的加标回收率与精密度见表3
在本申请的以下各实施例中，关于准备标准工作溶液均与上述的标准工作溶液的配制相同，不再进行重复说明。
关于HPLC-DAD测定分析，均见上述的色谱标定及仪器参数具体参考设置部分，在以下不再进行重复说明。
在本申请的以下实施例中，样品的萃取的制备例采用的是与实施例相同的样品的制备例，因为制备例的萃取步骤及参数相同，区别仅为待检测样品，因此，只要与样品相同的制备例。
实例1
1、仪器与试剂
5种甜味剂、甲醇均为色谱级试剂；符合GB/T 6682中一级水的要求。
高效液相色谱仪(Agilent 1260Infinity HPLC，美国Agilent公司)；二极管阵列检测器(Agilent 1260Infinity DAD，美国Agilent公司)；沪康离心机(TG16-WS，湖南沪康离心机有限公司)；MS303S电子天平(感量0.0001g，瑞士Mettler Toledo公司)；全温振荡仪(HZQ-F160，大仓市实验设备厂)。
2、样品的萃取，见上述制备例
3、准备标准工作溶液；配制方式见上述标准工作液配制部分，此处不再重复。
4、HPLC-DAD测定分析。
5、样品中各甜味剂的含量按式(1)进行计算：
Xi＝(Ci×V)÷M (1)
式中：Xi为样品中甜味剂i的含量(μg/g)；Ci为由标准工作曲线得出的样品中甜味剂i的浓度(μg/mL)；V为萃取液体积(mL)；M为样品质量(g)。
对提取后的样品进行测定，其中此样品中仅检出纽甜，含量为337.23μg/g。
实例2
1、仪器与试剂
5种甜味剂、甲醇均为色谱级试剂；符合GB/T 6682中一级水的要求。
高效液相色谱仪(Agilent 1260Infinity HPLC，美国Agilent公司)；二极管阵列检测器(Agilent 1260Infinity DAD，美国Agilent公司)；超声萃取仪(SB-3200DT，宁波新芝生物科技有限公司)。
2、胶基烟样品的萃取
见上述的制备例
3、准备标准工作溶液
4、HPLC-DAD测定分析。
5、样品中各甜味剂的含量按式(1)进行计算：
Xi＝(Ci×V)÷M (1)
式中：Xi为样品中甜味剂i的含量(μg/g)；Ci为由标准工作曲线得出的样品中甜味剂i的浓度(μg/mL)；V为萃取液体积(mL)；M为样品质量(g)。
对提取后的样品进行测定，其中此样品中仅检出安赛蜜，含量为168.86μg/g。
实例3
1、仪器与试剂
5种甜味剂、甲醇均为色谱级试剂；符合GB/T 6682中一级水的要求。
高效液相色谱仪(Agilent 1260Infinity HPLC，美国Agilent公司)；二极管阵列检测器(Agilent 1260Infinity DAD，美国Agilent公司)；超声萃取仪(SB-3200DT，宁波新芝生物科技有限公司)。
2、袋装口含烟样品的萃取
见上述制备例
3、准备标准工作溶液
4、HPLC-DAD测定分析。
5、样品中各甜味剂的含量按式(1)进行计算：
Xi＝(Ci×V)÷M (1)
式中：Xi为样品中甜味剂i的含量(μg/g)；Ci为由标准工作曲线得出的样品中甜味剂i的浓度(μg/mL)；V为萃取液体积(mL)；M为样品质量(g)。
对提取后的样品进行测定，其中此样品中仅检出安赛蜜，含量为201.06μg/g。
实例4
1、仪器与试剂
5种甜味剂、甲醇均为色谱级试剂；符合GB/T 6682中一级水的要求。
高效液相色谱仪(Agilent 1260Infinity HPLC，美国Agilent公司)；二极管阵列检测器(Agilent 1260Infinity DAD，美国Agilent公司)；超声萃取仪(SB-3200DT，宁波新芝生物科技有限公司)。
2、含化烟样品的萃取
见上述制备例
3、准备标准工作溶液
4、HPLC-DAD测定分析。
5、样品中各甜味剂的含量按式(1)进行计算：
Xi＝(Ci×V)÷M (1)
式中：Xi为样品中甜味剂i的含量(μg/g)；Ci为由标准工作曲线得出的样品中甜味剂i的浓度(μg/mL)；V为萃取液体积(mL)；M为样品质量(g)。
对提取后的样品进行测定，其中此样品中仅检出阿斯巴甜，含量为215.03μg/g。
实例5
1、仪器与试剂
5种甜味剂、甲醇均为色谱级试剂；符合GB/T 6682中一级水的要求。
高效液相色谱仪(Agilent 1260Infinity HPLC，美国Agilent公司)；二极管阵列检测器(Agilent 1260Infinity DAD，美国Agilent公司)；超声萃取仪(SB-3200DT，宁波新芝生物科技有限公司)。
2、样品的萃取
见上述制备例。
3、准备标准工作溶液
4、HPLC-DAD测定分析。
5、样品中各甜味剂的含量按式(1)进行计算：
Xi＝(Ci×V)÷M (1)
式中：Xi为样品中甜味剂i的含量(μg/g)；Ci为由标准工作曲线得出的样品中甜味剂i的浓度(μg/mL)；V为萃取液体积(mL)；M为样品质量(g)。
对提取后的样品进行测定，其中此样品中检出安赛蜜、阿斯巴甜和纽甜，含量分别为184.75μg/g、201.05μg/g、102.57μg/g。
实例6
1、仪器与试剂
5种甜味剂、甲醇均为色谱级试剂；符合GB/T 6682中一级水的要求。
高效液相色谱仪(Agilent 1260Infinity HPLC，美国Agilent公司)；二极管阵列检测器(Agilent 1260Infinity DAD，美国Agilent公司)；沪康离心机(TG16-WS，湖南沪康离心机有限公司)；MS303S电子天平(感量0.0001g，瑞士Mettler Toledo公司)；全温振荡仪(HZQ-F160，大仓市实验设备厂)。
2、样品的萃取
见上述制备例
3、准备标准工作溶液
4、HPLC-DAD测定分析。
5、样品中各甜味剂的含量按式(1)进行计算：
Xi＝(Ci×V)÷M (1)
式中：Xi为样品中甜味剂i的含量(μg/g)；Ci为由标准工作曲线得出的样品中甜味剂i的浓度(μg/mL)；V为萃取液体积(mL)；M为样品质量(g)。
对提取后的样品进行测定，其中此样品中检出安赛蜜、糖精钠、阿力甜和纽甜，含量分别为212.36μg/g、196.86μg/g、234.69μg/g、186.07μg/g。
实例7
1、仪器与试剂
5种甜味剂、甲醇均为色谱级试剂；符合GB/T 6682中一级水的要求。
高效液相色谱仪(Agilent 1260Infinity HPLC，美国Agilent公司)；二极管阵列检测器(Agilent 1260Infinity DAD，美国Agilent公司)；沪康离心机(TG16-WS，湖南沪康离心机有限公司)；MS303S电子天平(感量0.0001g，瑞士Mettler Toledo公司)。
2、样品的萃取
见上述制备例。
3、准备标准工作溶液
4、HPLC-DAD测定分析
5、样品中各甜味剂的含量按式(1)进行计算：
Xi＝(Ci×V)÷M (1)
式中：Xi为样品中甜味剂i的含量(μg/g)；Ci为由标准工作曲线得出的样品中甜味剂i的浓度(μg/mL)；V为萃取液体积(mL)；M为样品质量(g)。
对提取后的样品进行测定，其中此样品中仅检出安赛蜜，含量为196.36μg/g。
实例8
如实例7所述方法，选择另一电子烟液样品，样品中检出安赛蜜和纽甜，含量分别为156.42μg/mL和182.48μg/mL。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (7)
1.一种利用色谱和二极管阵列检测器测定甜味剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)标准工作溶液的配制：
称取待检测甜味剂的标准品，用超纯水定容，再配制出具有浓度梯度的混合标准工作溶液；
2)色谱标定：
使用步骤1)配制的标准工作溶液，使用色谱进行分析，获得相应的保留时间，并根据标定数据，获得甜味剂标准浓度的线性范围曲线公式；
3)样品的提取：
S1称取第一设定量的待检测样品置于具塞三角瓶中；
S2向具塞三角瓶中加入适量的萃取液；
S3在恒温超声水浴中萃取第一设定时间后静置第二设定时间；
S4吸取步骤S3中的上清液经过水相滤膜过滤至色谱瓶中，作为待检测样品的待测液用于色谱分析；
4)分别使用液相色谱仪和二极管阵列检测器进行检测，获得检测数据；
其中，液相色谱仪的参数为：
色谱柱为Poroshell 120EC-C18，规格为3mm×150mm,2.7μm；柱温：30℃；进样量：5μL；流速：0.3mL/min；流动相：A为0.01％乙酸水溶液，B为甲醇；
二极管阵列检测器的参数为：
二极管阵列检测器的波长为210nm；
5)步骤4)中的样品中甜味剂含量按以下公式计算；
Xi＝(Ci×V)÷M，其中，Xi为样品中甜味剂i的含量，单位μg/g；Ci为由标准工作曲线得出的样品中甜味剂i的浓度，单位μg/mL；V为萃取剂体积，单位mL；M为样品质量，单位g，i为甜味剂种类；
其中，Ci＝Kx+a，其中K为系数，甜味剂的种类不同，K值不同，a为常数，i为甜味剂种类。
2.根据权利要求1所述的利用色谱和二极管阵列检测器测定甜味剂的方法，其特征在于，所述待检测样品为烟用接装纸、口用型无烟气烟草制品、烟用香精、烟用爆珠、电子烟液中的任一种。
3.根据权利要求1所述的利用色谱和二极管阵列检测器测定甜味剂的方法，其特征在于，所述甜味剂包括但不限于安赛蜜、阿斯巴甜、纽甜、阿力甜或糖精钠中的一种或一种以上组合。
4.根据权利要求1所述的利用色谱和二极管阵列检测器测定甜味剂的方法，其特征在于，步骤5)中:
当甜味剂为安赛蜜时，K的值为5×10-5，a为-14.085；
当甜味剂为阿斯巴甜时，K的值为2×10-5，a为35.957；
当甜味剂为阿力甜时，K的值为2×10-5，a为23.246；
当甜味剂为纽甜时，K的值为1×10-5，a为28.422；
当甜味剂为糖精钠时，K的值为2×10-5，a为23.115。
5.根据权利要求1所述的利用色谱和二极管阵列检测器测定甜味剂的方法，其特征在于，所述步骤S2的萃取液为超纯水。
6.根据权利要求1所述的利用色谱和二极管阵列检测器测定甜味剂的方法，其特征在于，所述步骤S3的恒温超声水浴中萃取为40℃恒温。
7.根据权利要求1所述的利用色谱和二极管阵列检测器测定甜味剂的方法，其特征在于，所述步骤S4中水相滤膜为0.22μm水相滤膜。
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