間接離子色譜法測定花茶中二氧化硫含量的研究

蔣越華，甘志勇，梁宏合，秦玉燕，時鵬濤，李 鴻，王運儒，陸仲煙

(1. 廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所，廣西 南寧 530001；2. 農(nóng)業(yè)部亞熱帶果品蔬菜質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，廣西 南寧 530001)

【研究意義】花茶具有良好的保健養(yǎng)生功效，正逐漸被人們認可和接受，飲用花茶也日漸成為時尚健康的生活標志[1]。二氧化硫作為一種食品添加劑，具有漂白、防腐、抗氧化和殺菌等作用，被廣泛應用于食品加工行業(yè)[2-3]。在生產(chǎn)花茶過程中，使用二氧化硫可以改善產(chǎn)品的色澤，延長存儲時間，但攝入過量的二氧化硫會對人體的健康造成危害[4]。對二氧化硫進行分析檢測是食品衛(wèi)生管理的重要指標，目前測定食品中二氧化硫的主流分析方法是碘量法[5]，但該法測定的結(jié)果易受氮氣流速和滴定速度等因素的影響，且所用的吸收液含有鉛，毒性較大且易造成環(huán)境污染等問題。因此，開展食品中二氧化硫檢測方法的研究對花茶等產(chǎn)品食用安全性及食品衛(wèi)生管理具有重要意義。【前人研究進展】離子色譜法具有無污染、靈敏度高、自動化程度高等優(yōu)點，被廣泛應用于食品和化工等領(lǐng)域，是當前分析陰離子的首選方法。陸辰康[6]等建立了離子色譜法分析干貨制品中二氧化硫含量的分析方法，以Na2CO3、Na2HCO3和丙酮混合溶液作為混合淋洗液，并以Na2CO3、Na2HCO3和抗壞血酸作為提取液提取干貨制品中的亞硫酸鹽。羅書吉[7]等則以NaOH為提取液，加入甲醛作為穩(wěn)定劑，經(jīng)過超聲浸提以及離心分離等方式，采用離子色譜法分析茭白中的總亞硫酸鹽。姜川[8]等以水為提取液，加入三乙醇胺作為穩(wěn)定劑，以NaOH為淋洗液建立了離子色譜法測定香菇中二氧化硫含量?！颈狙芯壳腥朦c】目前，關(guān)于離子色譜法測定花茶中二氧化硫的方法研究較少，且以往的研究存在前處理過程繁瑣、耗時較長、加入的有機穩(wěn)定劑如甲醛具有一定毒性以及提取后穩(wěn)定的時效性比較短等問題。因此，有必要建立一種穩(wěn)定的、簡便的、適用于分析花茶中二氧化硫含量的方法。【擬解決的關(guān)鍵問題】以玫瑰花茶、山銀花茶、菊花茶和金銀花茶為試驗材料，采用加酸蒸餾——過氧化氫氧化的前處理方式，通過簡化提取步驟和優(yōu)化色譜條件，探索建立花茶中二氧化硫含量的離子色譜分析方法，為茶葉中二氧化硫的分析檢測提供借鑒，以期為相關(guān)標準的制定提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為市售玫瑰花茶、金銀花茶、山銀花茶以及菊花茶，購于廣西南寧某超市。

硫酸根標準溶液質(zhì)量濃度為100 mg·L-1，由中國計量科學研究院提供；其他試劑如過氧化氫、磷酸、亞硫酸鈉、甲醛、冰乙酸、淀粉等均為分析純；試驗用水為超純水。

試驗所用儀器包括：ICS1100離子色譜儀(配備RFC30試劑控制器)，Mole cular純水機，PL602-S電子天平(感量0.01 g)，AB204-S電子天平(感量0.0001 g)，蒸餾裝置和Philips高速組織搗碎機。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品處理 稱取2.00 g經(jīng)粉碎、混勻的樣品置于全玻璃蒸餾裝置的圓底燒瓶中，加水30 mL，搖勻，沿瓶壁加入15 mL磷酸，迅速密塞，接通水蒸氣蒸餾。餾出液導入100 mL容量瓶中，以20 mL 3 %過氧化氫溶液作為吸收液，將釋放出的二氧化硫轉(zhuǎn)化成硫酸根，吸收管下端插入吸收液液面以下，收集餾出液約100 mL，再用水定容至刻度，搖勻，取部分餾出液用0.22 μm微孔濾膜過濾，獲得待測液供離子色譜分析用。

1.2.2 色譜條件試驗 色譜柱：Dionex IonpacTMAS11-HC陰離子分析柱，4 mm×250 mm (帶Dionex IonpacTMAG11-HC保護柱，4 mm×50 mm)；抑制器：AERS 500抑制器；檢測器：電導檢測器；淋洗液：KOH；柱溫：30oC；電導池溫度：35oC；進樣量25 μl。

本試驗對KOH淋洗液設(shè)置15.00、20.00和30.00 mmol·L-13種濃度和1.00和1.50 mL·min-12種流速進行比選和優(yōu)化。

1.2.3 標準溶液配制 用超純水將100 mg·L-1硫酸根標準儲備液逐級稀釋至濃度為3.60、7.20、10.80、14.40、18.00和36.00 mg·L-1的標準使用液。

1.2.4 檢出限、回收率和精密度試驗 采用硫酸根標準曲線進行外標法定量，計算回收率、相對標準偏差和檢出限。試驗以3倍信噪比計算檢出限。方法的準確度用回收率表示，在玫瑰花茶、山銀花茶、菊花茶和金銀花茶等4種花茶樣品中直接添加4個水平的固體亞硫酸鈉進行回收率試驗，處理方法為：稱取樣品2.00 g，置于圓底燒瓶中，分別加入1.5、3.0、5.0和6.0 mg的亞硫酸鈉，按照“1.2.1”中的方法操作，每個樣品平行測定3次。方法的精密度用3次平行測定的相對標準偏差表示。

1.2.5 計算公式 樣品中二氧化硫含量按公式(1)計算：

(1)

式(1)中：w為樣品中二氧化硫的含量(g·kg-1)；C1為硫酸根的濃度(mg·L-1)；V為定容體積(mL)；m1為樣品的質(zhì)量(g)。亞硫酸鈉和硫酸根之間的轉(zhuǎn)換按公式(2)計算：

(2)

式(2)中：C為硫酸根的濃度(mg·L-1)；V為定容體積(mL)；m2為亞硫酸鈉的質(zhì)量(mg)。

回收率按公式(3)計算：

(3)

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜條件的確定

圖和分離色譜圖Fig.1 Separation chromatogram of standard samples of

2.2 方法的線性范圍和檢出限

2.3 樣品的離子色譜圖及檢測結(jié)果

圖2 玫瑰花茶樣品的離子色譜圖Fig.2 The ion chromatograms of rose tea

圖3 山銀花茶樣品的離子色譜圖Fig.3 The ion chromatograms of mountain honeysuckle tea

圖4 菊花茶樣品的離子色譜圖Fig.4 The ion chromatograms of chrysanthemum tea

目前，國內(nèi)還沒有統(tǒng)一的國家標準來限定花茶中二氧化硫的含量，參照相關(guān)行業(yè)標準[9]中規(guī)定二氧化硫的限量標準(<100 mg·kg-1)，所檢樣品合格。

圖5 金銀花茶樣品的離子色譜圖Fig.5 The ion chromatograms of honeysuckle tea

表1 回收率試驗結(jié)果(n=3)

注：ND表示未檢出。

Notes: ND means not being detected.

2.4 回收率和精密度

由于亞硫酸鈉溶液不穩(wěn)定，在玫瑰花茶、山銀花茶、菊花茶和金銀花茶樣品中直接添加4個水平的固體亞硫酸鈉進行回收率試驗，以此驗證方法的準確度，結(jié)果見表1。

由表1可知，方法的回收率為80.89 % ～ 93.61 %，檢測結(jié)果的相對標準偏差為2.45 % ～ 4.85 %。從回收率大小來看，在1.50和3.00 mg添加水平下的回收率大于添加高水平的回收率；試驗精密度結(jié)果均< 5 %，表明本方法的準確度和精確度達到定量分析要求。

3 討 論

二氧化硫是常用的食品防腐劑之一，在食品衛(wèi)生管理中被列為一項重要的管理指標。二氧化硫通常以亞硫酸鹽形式存在于食品中，而亞硫酸根不穩(wěn)定，在空氣中極易被氧化。黃惠玲等[10]、林麗娥等[11]和武金良等[12]在樣品前處理階段都加入甲醛作為穩(wěn)定劑，以NaOH作為提取液，經(jīng)過超聲提取約30 min、離心10 min和過濾等步驟后，最后采用離子色譜測定亞硫酸根含量。本試驗前處理采用加酸蒸餾的方式提取二氧化硫，輔以氧化劑作為吸收液將其轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的硫酸根，既避開了使用甲醛等有毒的試劑，也避免了使用NaOH作為提取劑時溶液中共存離子的干擾。在操作步驟上相對簡單，前處理只需20 min，縮短了分析時間，提高檢測效率。同時，硫酸根化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，餾出液能長期放置，而亞硫酸根即便加入保護劑其穩(wěn)定性也不高，超過24 h就要重新處理[13]。朱雪妍等[14]的研究也表明了采用離子色譜通過測定硫酸根間接計算二氧化硫的方法在分析大批量樣品時效果更好。

4 結(jié) 論

本研究建立的間接離子色譜法操作簡單，靈敏度、準確度高，適用于花茶中二氧化硫含量的檢測。在日常的監(jiān)管工作中，該法可以作為碘量法的驗證補充方法，為食品安全監(jiān)管出具更加準確可靠的數(shù)據(jù)。