應(yīng)用凱氏定氮儀檢測(cè)杏脯中二氧化硫方法探討

李 靜 馬 磊 朱婧蓉 孫 濤 李 凱

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室(烏魯木齊)，新疆農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830091)

二氧化硫作為國(guó)內(nèi)外允許使用的一種食品添加劑，通常以焦亞硫酸鉀、亞硫酸鈉、低亞硫酸鈉等多種形式的亞硫酸鹽添加于食品中，或采用燃燒硫磺、硫磺熏蒸等方法對(duì)食品進(jìn)行處理，不但可以對(duì)食品進(jìn)行干燥，同時(shí)可以防止褐變作用，最終食品成色有所提高，延長(zhǎng)貯存期，進(jìn)而達(dá)到干燥、漂白、防腐的目的[1，2]。二氧化硫在食品工業(yè)中作為添加劑發(fā)揮的護(hù)色、防腐、漂白和抗氧化作用，使一些生產(chǎn)商、攤點(diǎn)商販等違規(guī)添加二氧化硫[3]。添加劑一旦使用過(guò)量，后序的二氧化硫清除技術(shù)工作沒(méi)有保障，必然導(dǎo)致添加食品中二氧化硫殘留超標(biāo)。二氧化硫殘留量超標(biāo)，不僅會(huì)破壞食品的品質(zhì)，人體攝入過(guò)量的亞硫酸鹽，不但會(huì)影響對(duì)鈣的吸收，同時(shí)還會(huì)破壞B族維生素，長(zhǎng)期攝入則會(huì)對(duì)肝臟造成損害[4]。因?yàn)槭称坊|(zhì)存在一定的差異性，并且檢測(cè)原理也各不相同，故二氧化硫殘留量的檢測(cè)需要采用不同的方法。目前，食品中二氧化硫常用的檢測(cè)方法有比色法、滴定法(如直接滴定、蒸餾-碘量、蒸餾-堿滴定)和色譜法(如氣相色譜、離子色譜)[5-7]，以及其他的檢測(cè)方法(如化學(xué)發(fā)光法、電化學(xué)法及傳感器、酶光度分析法、半微量蒸餾—半導(dǎo)體制冷技術(shù)[8]、流動(dòng)注射[9]、毛細(xì)管電泳等。目前，國(guó)標(biāo)采用的傳統(tǒng)檢測(cè)方法，不僅操作過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)且中間環(huán)節(jié)不易控制；而目前在國(guó)內(nèi)外科學(xué)研究中使用的比較前沿的分析方法，雖然具有很大的研究?jī)r(jià)值，但在實(shí)際檢測(cè)工作推廣使用往往需要較長(zhǎng)的時(shí)間。

最新版國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.34-2016將原有的國(guó)標(biāo)中第一法刪除，原第二法蒸餾法改為滴定法。該國(guó)標(biāo)是利用全玻璃蒸餾器進(jìn)行蒸餾的滴定法，具體操作過(guò)程是利用手動(dòng)開(kāi)啟蒸餾瓶塞，添加試樣、迅速添加試劑，然后立刻蓋緊瓶塞，操作中不容易控制，中間環(huán)節(jié)較繁瑣，且耗時(shí)較長(zhǎng)[10]，不適宜用于批量樣品的檢測(cè)。本試驗(yàn)選取杏脯試樣，利用凱氏定氮儀中蒸餾系統(tǒng)對(duì)杏脯中二氧化硫的檢測(cè)方法改進(jìn)。

1 方法原理

在密閉容器中對(duì)樣品進(jìn)行酸化、蒸餾,蒸餾物用乙酸鉛溶液吸收。吸收后的溶液用鹽酸酸化，碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)所消耗的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液量計(jì)算出樣品中的二氧化硫含量[11]。

2 測(cè)定方法2.1 試劑

鹽酸溶液(1+1)、 硫酸溶液(1+9) 、淀粉指示劑(10 g/L)、乙酸鉛溶液(20g/L) ，具體配置方法參見(jiàn)《GB5009.34-2016 食品安全標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硫酸鹽的測(cè)定》。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)品

2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液

重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液[c(1/6K2Cr2O7)=0.1000mol/L]、硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.1mol/L)、碘標(biāo)準(zhǔn)溶液[c(1/2I2)=0.10mol/L]、碘標(biāo)準(zhǔn)溶液[c(1/2 I2)=0.010 mol/L] (置于棕色瓶中，存放在暗處)、二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液(10 g/L)。具體配制方法參見(jiàn)《GB5009.34-2016 食品安全標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硫酸鹽的測(cè)定》。

2.4 儀器和設(shè)備

全玻璃蒸餾器(500mL)；凱氏定氮儀(型號(hào)：福斯8100)；蒸餾管；碘量瓶；酸式滴定管(10mL、25mL)；剪切式粉碎機(jī)

2.5 測(cè)定步驟

2.5.1樣品制備

用四分法分取不同杏脯試樣，然后用剪刀將杏脯剪成小塊，再用剪切式粉碎機(jī)將試樣均勻剪碎，備用。

2.5.2蒸餾

準(zhǔn)確稱取5.00 g經(jīng)前期處理好的均勻樣品，置于250mL凱氏定氮蒸餾管中，在管中加入50mL左右蒸餾水對(duì)試樣進(jìn)行浸泡，將凱氏定氮儀蒸餾系統(tǒng)中冷凝管下端，插入預(yù)先備有乙酸鉛吸收液(25mL)的碘量瓶的液面下。在經(jīng)過(guò)充分浸泡的試樣蒸餾管中加入預(yù)先配置鹽酸(1+1)10 mL，隨后迅速將蒸餾管安裝在凱氏定氮儀上，使其完全密封，關(guān)閉安全門(mén)，選擇設(shè)定好的蒸餾程序，對(duì)試樣進(jìn)行加熱蒸餾。當(dāng)?shù)饬科恐幸宜徙U接收液含量約有150 m L時(shí)，停止蒸餾。在進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)操作的同時(shí)，進(jìn)行空白試驗(yàn) 。

2.5.3滴定

將蒸餾結(jié)束的碘量瓶取下，向其中依次加入濃鹽酸10 m L、淀粉指示液(10 g/L) 1 mL，充分搖勻，用碘標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.010 mol/L)對(duì)接收液進(jìn)行滴定，溶液變藍(lán)色且在30 s內(nèi)不褪色為滴定終點(diǎn)，記錄滴定終點(diǎn)消耗碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積。

釋意理論誕生于口譯實(shí)踐初期，解決的是尚不成熟的口譯實(shí)踐首先要面臨的最基礎(chǔ)也是最核心的問(wèn)題：意義的理解與傳遞。彼時(shí)少量的口譯工作，僅需要少數(shù)在雙語(yǔ)/多語(yǔ)言環(huán)境中生活的譯員即可完成。隨著口譯實(shí)踐的豐富，人們對(duì)口譯效果的要求日益提高，需要更好地理解與傳遞意義，同時(shí)，對(duì)口譯量上的需求增加，又要求培養(yǎng)更多專業(yè)的口譯譯員，這兩方面需求都最終指向技術(shù)層面對(duì)語(yǔ)言形式的重視。

2.5.4結(jié)果計(jì)算

試樣中二氧化硫的含量按下式計(jì)算：

X=(V1-V0)×0.032×1000÷m

式中：X—試樣中的二氧化硫總含量，g/kg)；

V1—滴定杏脯試樣所消耗碘標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.010 mol /L)的體積毫升(m L)數(shù)；

V0—滴定試劑空白所消耗碘標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.010 mol/L)的體積毫升(mL)數(shù)；

c—滴定時(shí)所消耗碘標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；m-杏脯試樣質(zhì)量，g；

0.032～1 mL碘標(biāo)準(zhǔn)溶液[C(1/2I2)=1.0mol/L]相當(dāng)于二氧化硫的質(zhì)量，g；

3 結(jié)果與分析

3.1 優(yōu)化確定凱氏定氮儀系統(tǒng)蒸餾接收液含量

采用全玻璃蒸餾器測(cè)定過(guò)程是首先在玻璃蒸餾瓶中加入200mL左右的水，再將酸加入蒸餾瓶中蓋上蓋進(jìn)行加熱蒸餾，而運(yùn)用凱氏定氮儀進(jìn)行蒸餾，是先加入少量水將試樣浸泡，然后迅速在試樣中加入鹽酸，試樣不被大量的水稀釋，同時(shí)在充分浸泡后，反應(yīng)更徹底、更迅速，結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。選擇250mL碘量瓶接收蒸餾液，當(dāng)?shù)饬科恐幸宜徙U接收液約100 mL左右時(shí)，另取一個(gè)裝有10mL乙酸鉛(20 g/ L)的碘量瓶接收，接收液約50 mL時(shí)，停止蒸餾，并對(duì)這50mL蒸餾吸收液進(jìn)行滴定，溶液滴定一滴后立刻變藍(lán)，證明試樣蒸餾管中已無(wú)二氧化硫存在。因此，將兩次蒸餾結(jié)束后蒸餾完全的接收液總體積確定為后期實(shí)驗(yàn)蒸餾液接收液體積即150 mL左右，該體積適用于大部分試樣。

3.2 蒸餾時(shí)間的確定

稱取5.0g同一杏脯試樣進(jìn)行測(cè)定，將蒸餾時(shí)間分別設(shè)定為2min、3min、4min、5min、6min、7min ，分別對(duì)試樣進(jìn)行不同時(shí)間蒸餾，停止蒸餾后，用碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(0.010 mol / L)對(duì)不同時(shí)間蒸餾后試樣進(jìn)行滴定，結(jié)果如表1所示。

表1 不同蒸餾時(shí)間凱氏定氮儀消耗0.010mol/L碘液的體積(未扣除空白)

由表1可以看出，利用凱氏定氮儀對(duì)空白試驗(yàn)進(jìn)行蒸餾時(shí)間的確定，當(dāng)蒸餾時(shí)間確定為2min時(shí)，由于蒸餾時(shí)間較短，滴定時(shí)所消耗碘標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積較小，說(shuō)明蒸餾不完全；當(dāng)蒸餾時(shí)間超過(guò)5min，滴定所消耗碘標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積保持不變。因此，將蒸餾時(shí)間設(shè)定在5min較好。

3.3 空白比對(duì)試驗(yàn)

分別進(jìn)行全玻璃蒸餾器和凱氏定氮儀進(jìn)行空白比對(duì)試驗(yàn)，各重復(fù)5次，同時(shí)選用用0.010 mol/ L碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對(duì)蒸餾后接收液進(jìn)行滴定。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 空白試驗(yàn)比對(duì)

從表2看出，5組重復(fù)實(shí)驗(yàn)中，凱氏定氮儀的空白滴定體積與全玻璃蒸餾器空白滴定體積無(wú)差異，二者相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差無(wú)差異，說(shuō)明在實(shí)驗(yàn)分析過(guò)程中，利用凱氏定氮儀系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)定時(shí)，參與反應(yīng)的試劑比較穩(wěn)定，儀器分析系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)過(guò)程沒(méi)有干擾，說(shuō)明采用凱氏定氮儀的蒸餾系統(tǒng)可以對(duì)食品中二氧化硫殘留量進(jìn)行檢測(cè)分析。

3.4 稱樣量的確定試驗(yàn)

對(duì)3種試樣分別稱取0.50 g、1.00 g、5.00 g、10.00g的進(jìn)行試驗(yàn)，確定不同試樣中二氧化硫殘留量稱樣量的選擇，記錄滴定體積，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同稱樣量碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(0.010 mol/L)滴定體積(mL)

通過(guò)以上杏脯的試驗(yàn)，分別稱取同一杏脯不同質(zhì)量(0.5g、1.0g、5.0g、10.0g)進(jìn)行檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果顯示：當(dāng)試樣量較少時(shí)，消耗的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液體積較小，由于取5g固體樣品時(shí)，方法的檢出限(LOD)為3.0mg/kg，定量限為10.0mg/kg，蒸餾結(jié)果較低，計(jì)算結(jié)果誤差較大；而當(dāng)試樣量較大時(shí)，試樣會(huì)溶解不完全，極易導(dǎo)致蒸餾不完全，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定試樣中二氧化硫殘留量。因此，對(duì)不含二氧化硫添加劑或二氧化硫殘留量較少的杏脯試樣稱樣量確定在5.00～ 10.00 g范圍較適合；二氧化硫殘留量較高的的杏脯試樣稱樣量確定在0.50～ 1.00 g范圍內(nèi)較適合。

3.5 滴定結(jié)果比對(duì)試驗(yàn)

分別用全玻璃蒸餾器和凱氏定氮儀對(duì)試樣進(jìn)行滴定試驗(yàn)，各3次重復(fù)，用碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(0.010 mol/ L)進(jìn)行滴定結(jié)果如表4。

表4 二氧化硫的測(cè)定結(jié)果 g/kg

由表4可知，兩種測(cè)定方法對(duì)樣品中二氧化硫殘留量的測(cè)定結(jié)果無(wú)明顯差異，從標(biāo)準(zhǔn)偏差的結(jié)果來(lái)看，利用凱氏定氮儀測(cè)定的偏差結(jié)果與全玻璃蒸餾器的差異不大，說(shuō)明凱氏定氮儀可以對(duì)二氧化硫殘留量進(jìn)行測(cè)定，并且準(zhǔn)確性、重復(fù)性也滿足測(cè)定要求。

3.6 凱氏定氮儀測(cè)定二氧化硫回收率試驗(yàn)

稱取3份杏脯試樣2015-0298，，在其中均加入10 mL 10g/ L二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液(相當(dāng)于添加二氧化硫0.100 g)，用凱氏定氮儀對(duì)添加準(zhǔn)確濃度的二氧化硫樣品進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)的蒸餾測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 加標(biāo)測(cè)定二氧化硫的結(jié)果

通過(guò)添加濃度0.100 g二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)與樣品實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回收率的計(jì)算，結(jié)果顯示，加標(biāo)回收率是99.5%，符合凱氏定氮儀檢測(cè)回收率，證明此方法測(cè)定該指標(biāo)可行。

4 結(jié)論

利用凱氏定氮儀對(duì)杏脯中的二氧化硫進(jìn)行蒸餾測(cè)定，與傳統(tǒng)全玻璃蒸餾法測(cè)定幾乎無(wú)差異，而凱氏定氮儀與全玻璃蒸餾器相比，Kjeltec8100凱氏定氮儀是安全的、自動(dòng)高效的蒸餾設(shè)備，蒸餾能力在～40mL/分鐘，重現(xiàn)性為1%的相對(duì)誤差，回收率>99.5%；該凱氏定氮系統(tǒng)有一系列以安全為目的的感應(yīng)器，從試管在位、安全門(mén)、試管更換、蒸汽發(fā)生器過(guò)溫/過(guò)壓傳感器，最大程度的保證操作者的安全。該系統(tǒng)對(duì)餾出液直接進(jìn)行溫度控制，可以保證結(jié)果準(zhǔn)確可靠；冷凝水流量自調(diào)節(jié)功能可在分析時(shí)根據(jù)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)水的流量，節(jié)約分析成本。因此，采用凱氏定氮系統(tǒng)對(duì)二氧化硫殘留量進(jìn)行蒸餾測(cè)定，更具有快速便捷、智能化、易操作等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)可以減少人員操作、試劑添加、器皿等中間環(huán)節(jié)造成的誤差，結(jié)果更迅速、準(zhǔn)確，更加適用于批量樣品的檢測(cè)。