對進(jìn)出口食品中亞硫酸鹽測定方法的改進(jìn)研究

廖和菁，覃文長，薛明薇，孫高英，胡禮淵，李萍，黃素萍

（廣西東興出入境檢驗檢疫局，廣西東興538100）

亞硫酸鹽常作為漂白劑、保色劑、防腐劑、還原劑應(yīng)用于果脯、蜜餞、葡萄酒及薯類淀粉等進(jìn)出口食品中[1]。但研究表明，過多地攝入亞硫酸鹽，會導(dǎo)致頭痛、惡心、眩暈和氣喘等過敏反應(yīng)[2]，同時易刺激呼吸道，損害支氣管和肺[3]，對人體的呼吸系統(tǒng)，胃、腸等器官都會有一定的損害[4]，且食品中使用的硫磺多為純度不高的工業(yè)硫磺，還含有砷等有害微量元素[5]；此外，亞硫酸鹽在體內(nèi)還能轉(zhuǎn)化成一種致癌物質(zhì)亞硝胺，對人體的健康造成嚴(yán)重危害[6]。

因此，亞硫酸鹽的檢測在食品工業(yè)中顯得尤為重要。目前國內(nèi)外測定亞硫酸鹽的方法，主要有美國采用MonierWilliams法[7]，日本采用通氮蒸餾-滴定法和鹽酸副玫瑰苯胺比色法[8]，AOAC法[9]，目前我國采用的是GB/T 5009.34-2003《鹽酸副玫瑰苯胺比色法》[10]來檢測亞硫酸鹽含量，其原理是亞硫酸鹽與四氯汞鈉反應(yīng)生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，再與甲醛及鹽酸副玫瑰苯胺作用生成紫紅色絡(luò)合物，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。該法原理簡單，可同時處理大批量樣品，能夠滿足進(jìn)出口食品快速檢測的需求；但也存在一些不足，如操作繁瑣、檢測周期長，靈敏度低、顯色體系不穩(wěn)、鹽酸加入量難于判斷，導(dǎo)致重現(xiàn)性差，檢測誤差較大，因此本文對GB/T 5009.34-2003《鹽酸副玫瑰苯胺比色法》進(jìn)行了改進(jìn)研究，通過實驗縮短鹽酸副玫瑰苯胺比色法的檢測時間，改進(jìn)SO2標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法，同時研究了鹽酸的最佳加入量，及有色樣品中SO2含量的測定，以獲得操作簡捷，靈敏度高、反應(yīng)速度快、重現(xiàn)性好，適用范圍廣的SO2檢測方法。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

UV-2501PC紫外可見分光光度計：日本島津；25mL具塞比色管；100 mL容量瓶；四氯汞鈉吸收液；氨基磺酸銨（12 g/L）；甲醛溶液（2 g/L）；鹽酸副玫瑰苯胺；亞硫酸氫鈉；0.1 mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液；冰乙酸。

1.2 方法

1.2.1 樣品的前處理方法的改進(jìn)

GB/T 5009.34-2003《鹽酸副玫瑰苯胺比色法》中樣品試樣，需粉碎過篩，浸泡4 h以上，以使樣品中的SO2完全被吸收，整個實驗周期比較長，目前超聲波技術(shù)常用于藥品、食品等樣品的前處理，它有加速分散，助溶，加速化學(xué)反應(yīng)等特點[11]。且操作方便省時省力，同時能大大提高檢驗效率等優(yōu)點。本論文擬采用超聲波處理水不溶性固體樣品，并與浸泡法進(jìn)行對比。

1.2.2 SO2標(biāo)準(zhǔn)溶液配制方法的改進(jìn)

GB/T 5009.34-2003《鹽酸副玫瑰苯胺比色法》中亞硫酸氫鈉采用四氯汞鈉吸收，此方法配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液存在不穩(wěn)定，容易氧化變質(zhì)，每次實驗前需要重新標(biāo)定等缺陷。由于SO2在弱堿性溶液中能夠穩(wěn)定存在，本文擬先測定固體試劑NaHSO3中SO2的純度，然后根據(jù)其已知的SO2純度，用0.1 mol/L的NaOH溶液配制成SO2標(biāo)準(zhǔn)溶液。

SO2標(biāo)準(zhǔn)溶液配制：稱取0.5 g亞硫酸氫鈉（NaHSO3）于100 mL容量瓶中，加水溶解至刻度，標(biāo)定方法同GB/T 5009.34-2003《鹽酸副玫瑰苯胺比色法》中二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液的測定。經(jīng)測定SO2的純度為0.62mg/mg，換算成NaHSO3質(zhì)量為199.7 mg，稱好后置于100 mL容量瓶內(nèi)用0.1 mol/L NaOH溶液溶解，并稀釋至刻度，該溶液SO2濃度為1.00 mg/mL，作為儲備液。用前用水將其稀釋成0.1 mg/mL，最后再用四氯汞鈉吸收液稀釋至2.0 μg/mL作為使用液。其它試劑與GB/T 5009.34-2003《鹽酸副玫瑰苯胺比色法》法相同。

1.2.3 鹽酸副玫瑰苯胺中鹽酸加入量的研究

在GB/T 5009.34-2003《鹽酸副玫瑰苯胺法》中，鹽酸的加入量沒有給出具體的數(shù)值，只是通過觀察溶液顏色由紅變黃來判斷終點，但是對于初學(xué)者來說，常常因為顏色很難判斷準(zhǔn)確而導(dǎo)致實驗失敗，本文對鹽酸副玫瑰苯胺中鹽酸的酸度范圍進(jìn)行了研究，選擇合適的酸度以同時滿足空白低和靈敏度高的要求。

1.2.4 有色食品中SO2含量的測定

對于顏色較深的物質(zhì)，如玫瑰紅色的葡萄酒，采用國標(biāo)法直接測定，可能存在干擾物質(zhì)產(chǎn)生假陽性的結(jié)果[12]，且國標(biāo)法中沒有說明對于此類產(chǎn)品怎樣扣除干擾等問題[13]進(jìn)行亞硫酸鹽含量的測定。據(jù)報道，采用活性炭吸附色素類物質(zhì)來消除干擾的效果較好[14]，因此本論文擬研究活性炭的最佳用量，并通過加標(biāo)回收試驗驗證方法的可靠性。

2 結(jié)果與分析

2.1 對水不溶性固體樣品的前處理改進(jìn)結(jié)果比較

分別采用超聲波法和傳統(tǒng)的浸泡法對幾種進(jìn)出口食品進(jìn)行前處理，測得亞硫酸鹽含量如表1所示。

表1 不同前處理方法測定亞硫酸鹽含量對比Table 1 The comparison of different pre-processing for colorimetric determination of sulfites mg/kg

對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，浸泡5 h，與超聲波40 min、50 min之間的數(shù)據(jù)，經(jīng) t檢驗，P ＞ 0.05，說明兩種方法的檢測結(jié)果無顯著性差異。但考慮到檢測效率，采用超聲波40 min來代替浸泡法對水不溶性的固體樣品進(jìn)行前處理，可縮短檢測周期。

2.2 SO2標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及純度的標(biāo)定

本論文中所采用的SO2標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法，可直接稱取NaHSO3配置成所需濃度的SO2標(biāo)準(zhǔn)溶液，使用時不需標(biāo)定。對于NaHSO3固體試劑在密封良好的情況下，對其SO2含量進(jìn)行監(jiān)測，其含量在一年內(nèi)沒有變化，按此方法配置的SO2標(biāo)準(zhǔn)溶液置于4℃冰箱中其濃度在3個星期變化不大，一個月后需要重新配制。因此本實驗SO2標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法的改進(jìn)，為檢測工作帶來極大的方便。

2.3 鹽酸副玫瑰苯胺中鹽酸濃度的研究

鹽酸濃度對鹽酸副玫瑰苯胺的空白值和靈敏度的影響如表2和圖1所示。

從表2和圖1可以看出，鹽酸濃度為0.5 mol/L、0.6 mol/L時靈敏度高，但是空白值也高（0.136、0.103）鹽酸副玫瑰苯胺溶液中鹽酸濃度為0.7 mol/L～1.0 mol/L之間時空白吸光度較低（0.086～0.062），并且靈敏度較高。選擇鹽酸濃度為0.7 mol/L。測得的SO2標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)值見表3。

表2 鹽酸副玫瑰苯胺法中鹽酸濃度與吸光值間的聯(lián)系Table 2 The connection between hydrochloric acid concentration and absorption value by hydrochloric para-rosaniline method

圖1 鹽酸濃度對空白值及標(biāo)準(zhǔn)吸光度值的影響Fig.1 Effect of different hydrochloric acid concentration to absorbance of blank and the standard solution deducting blank

表3 鹽酸副玫瑰苯胺法測定SO2標(biāo)準(zhǔn)曲線Table 3 The standard curve of sulfur dioxide determined by hydrochloric para-rosaniline method

此標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程y=0.037 7x-0.002 1，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 3。最低檢出量為0.1 μg，而國標(biāo)要求為1 μg，提高了方法的靈敏度。

2.4 紅葡萄酒中SO2含量測定

圖2 鹽酸副玫瑰苯胺測定SO2標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 The standard curve of sulfur dioxide determined by hydrochloric para-rosaniline method

本實驗采用活性炭對紅葡萄酒脫色后，再測定其SO2含量測定。移取紅葡萄酒10 mL于100 mL容量瓶中，用少量蒸餾水稀釋后，加入20 mL四氯汞鈉吸收液搖勻，浸泡4 h以上，用水定容至100 mL。分別取0.5、1.0、1.5 g活性炭于濾紙上，過濾濾液備用。濾液中SO2含量的測定同GB/T 5009.34《鹽酸副玫瑰苯胺比色法》。每個樣品做3次平行試驗，實驗結(jié)果見表4。

表4 活性炭用量與吸光值精密度的關(guān)系Table 4 The relationship between carbon dosage and absorbance precision

從表4可知，活性炭用量為0.5、1.0、1.5 g時，吸光度值變化不大，綜合成本考慮，確定活性炭的最佳添加量為0.5 g。并同時做3組加標(biāo)試驗，分別加入1、2、3 μg二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液，加標(biāo)回收實驗結(jié)果見表5。

表5 二氧化硫加標(biāo)回收實驗Table 5 The test of recovery of sulfur dioxide

由表5可知，采用活性炭吸附有色物質(zhì)的方法具有較高的回收率，進(jìn)一步驗證了方法的可行性。

3 結(jié)論

對GB/T 5009.34《鹽酸副玫瑰苯胺比色法》進(jìn)行了改進(jìn)研究，采用超聲波法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的浸泡法可極大縮短檢測時間，改進(jìn)了SO2標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法，減少了標(biāo)定的頻率，并延長了SO2標(biāo)準(zhǔn)溶液的貯存時間，確定了鹽酸副玫瑰苯胺中鹽酸的最適濃度，采用活性炭吸附法消除葡萄酒中的有色干擾避免了假陽性的出現(xiàn)。經(jīng)改進(jìn)后的鹽酸副玫瑰苯胺比色法操作簡單易控，重現(xiàn)性好、靈敏度和可信度高。但由于鹽酸副玫瑰苯胺比色法中需使用的四氯汞鈉是一種有毒物質(zhì)，對檢驗人員的身體健康及環(huán)境都存在一定的威脅，因此在下一步的研究中，將重點開發(fā)安全、快速的檢測技術(shù)。

[1]張漢鵬.食品中二氧化硫的快速測定[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(34):94

[2] 王剛,賀東霞,王丹.香菇中二氧化硫測定方法改進(jìn)探索[J].農(nóng)業(yè)機械,2012(15):125-128

[3] Bernstein Jonathan A,Alexis Neil,Barnes Charles,et al.Health effectsofairpollution[J].TheJournalofallergyandclinicalimmunology,2004,114(5):1116-1123

[4] Meng Z.Oxidative damage of sulfur dioxide on various organs of mice:sulfur dioxide is a system oxidative damage agent[J].Inhal Toxicol,2003,15:181-195

[5] 王麗麗,紀(jì)淑娟,李順.食品中二氧化硫及亞硫酸鹽的作用與檢測方法[J].食品與藥品,2007,9(2):64-66

[6] 扈美莊,李秀娟,陳奕鵬.果脯中二氧化硫含量檢驗及2種測定方法的比較[J].職業(yè)與健康,2008,24(5):431-432

[7] Hillery B,Elkins E,warner C,et al.Optimized Monier Williams method for determination of sulfites in foods:Colladorative study[J].AOAC,1989,72(3):470-475

[8] 日本藥學(xué)會.衛(wèi)生試驗法·注解[M].北京:華文出版社,1995:66-67

[9]中國光學(xué)會光譜專業(yè)委員會.AOAC分析方法手冊(上冊)[M].1984:708-709

[10]中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 5009.34-2003食品中亞硫酸鹽的測定[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2003

[11]鐘賽意,王善榮,劉壽春.超聲波技術(shù)在動物食品中的應(yīng)用[J].2006(11),33-36

[12]李忠波,湯慕雷,張家友.食品中配制鹽酸副玫瑰苯胺溶液的方法改進(jìn)[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志,2000,10(5):625-626

[13]蘇少英.測定食品中亞硫酸鹽的鹽酸副玫瑰苯胺配制方法的改進(jìn)[J].冷飲與速凍食品工業(yè),2000(2):20

[14]安文佳,李偉明,趙濤,等.鹽酸副玫瑰苯胺法測定進(jìn)口葡萄酒中二氧化硫的方法補充[J].食品研究與開發(fā),2010,31(9):144-146