電位滴定法測定葡萄酒中的游離及總二氧化硫方法優化選擇

□ 楊雅靜 鐘圓圓 黎銘暉 東莞市食品藥品檢驗所

二氧化硫是葡萄酒釀造與儲存中必不可少的添加劑，它可以保持葡萄酒的色澤且具有防腐作用[1]。在GB 2760—2014《食品安全國家標準食品中添加劑使用標準》中規定，葡萄酒中二氧化硫的最大使用量為0.25 g/L（以二氧化硫最大殘留量計）[2]，甜型葡萄酒及果酒系列產品最大使用量為0.4 g/L（以二氧化硫最大殘留量計）。但是，若二氧化硫類添加劑的使用量控制不好，殘留量過高會對人體造成不良的影響[3]。對此，對于葡萄酒中二氧化硫的監測需要一個簡單高效且準確度高的方法。

目前，對于葡萄酒中二氧化硫的測定有蒸餾法、氧化法、直接碘量法。GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中提供了氧化法和直接碘量法測定游離二氧化硫和總二氧化硫[4]，但是氧化法測定裝置復雜，而且以過氧化氫作為吸收液不太穩定，進而影響實驗最終結果；直接碘量法操作比較簡單，但是對于有顏色的樣品如紅葡萄酒，其底色無法消除，嚴重影響滴定終點的判斷，不能得出準確的測量值。GB 5009.34—2016《食品安全國家標準 食品中二氧化硫的測定》中提供了蒸餾滴定測定二氧化硫的方法[5]，此方法僅能測定樣品中總二氧化硫的量，對于游離二氧化硫并不能測量，而且整個實驗裝置需要搭架子，較為煩瑣，人工蒸餾的效率也較低。對此，本文利用電位滴定判斷終點的方式與GB/T 15038—2006中的直接碘量法相結合，測定樣品中的游離態二氧化硫，利用凱氏蒸餾與電位滴定

儀進行滴定[6]，測定樣品中的總二氧化硫。

1 材料與方法

1.1 材料

紅葡萄酒和白葡萄酒，均購買于超市；碘滴定液：c（1/2I2）=0.1 mol/L（按GB/T 601—2016標定定值[7]），臨用前用水稀釋10倍；硫酸溶液（1+3）；淀粉指示劑（10 g/L）；氫氧化鈉溶液（100 g/L）；碘化鉀溶液（50 g/L）；亞硫酸鈉（AR）溶液（5.0 g/L）；鹽酸；鹽酸溶液（1+1）；乙酸鉛溶液（20 g/L）。

1.2 儀器

809 Titrando多功能電位滴定儀（Metrohm，配備雙鉑片電極）；KT200凱氏蒸餾儀（FOSS）。

1.3 測定原理及方法

1.3.1 測定原理

1.3.1.1 游離二氧化硫測定

在酸性條件下，碘與游離態的二氧化硫發生氧化還原反應[4]，利用電位滴定儀電位突躍判斷終點，根據碘滴定液消耗體積進行定量計算。

1.3.1.2 總二氧化硫測定

在密閉條件下，對樣品進行酸化、加熱蒸餾，餾出液用乙酸鉛溶液吸收，生成暫時穩定的亞硫酸根，吸收液用鹽酸酸化[5]，釋放出二氧化硫，用碘滴定液進行滴定，利用電位滴定儀突躍判斷終點，根據碘滴定液消耗體積進行定量計算。

1.3.2 測定方法

1.3.2.1 游離二氧化硫測定

吸取50.00 mL葡萄酒于100 mL燒杯中，用冰水浴，再加入10 mL硫酸溶液（1+3）、2.5 mL碘化鉀溶液（50 g/L）立即用電位滴定儀進行滴定，記錄消耗碘滴定液的體積。同時做空白實驗。

1.3.2.2 總二氧化硫測定

吸取10.00 mL葡萄酒于蒸餾管中，加入250 mL水、10 mL鹽酸溶液（1+1），裝入蒸餾儀中，餾出管中加入25 mL乙酸鉛溶液（20 g/L），加熱蒸餾，吸收餾出液。當餾出液體積約達到200 mL時停止蒸餾，用少量水沖洗餾出管口與乙酸鉛溶液接觸的部分，一并收集于高腳燒杯中。向裝有餾出液的燒杯中加入10 mL鹽酸，置于電位滴定儀工作臺上中，插入雙鉑片電極，螺旋攪拌器，用碘滴定液進行滴定。同時做空白實驗。

1.4 計算

按照公式（1）計算葡萄酒樣品中二氧化硫的含量。

式中：X—葡萄酒樣品中總（游離）二氧化硫的含量，mg/L；V—樣品消耗碘滴定液的體積，mL；V0—空白實驗消耗碘滴定液的體積，mL；c—碘滴定液的濃度，mol/L；m—葡萄酒的取樣量，mL。

1.5 儀器條件設置

滴定方法：等量滴定（MET Ipol）；攪拌方式及速度：旋轉攪拌/6檔；電極選擇：雙鉑片電極（6.0309.100）；電位評估（等當點識別標準）：35 mV

2 結果與分析

2.1 碘化鉀對測量結果的影響

在游離二氧化硫測定中，根據GB/T 15038—2006中4.8.1.2直接碘量法[4]的實驗方法進行測定實驗發現，在電位滴定儀中滴定曲線并不穩定，對于終點的識別存在誤差，圖1為未加碘化鉀測定游離二氧化硫的測定曲線，從圖中可以得知，滴定曲線不平滑，假終點多。通過在待測樣品中加入碘化鉀后使得體系中I—的濃度變大了，相對而言滴定中I—的變化可以忽略不計，形成穩定的電位突躍，改善了滴定曲線穩定性[8]。圖2、圖3，對于同一樣品，固定的取樣量，改變碘化鉀溶液（50 g/L）的加入量的滴定曲線。通過比較實驗，加入一定量的碘化鉀可使實驗曲線更穩定，進而使測定結果更精準，同時碘化鉀的加入量多少在一定范圍內對于結果的測定值并無影響。

圖1 未加碘化鉀測定游離二氧化硫的滴定曲線

圖2 加入碘化鉀測定游離二氧化硫的滴定曲線（V=2.5 mL）

圖3 加入碘化鉀測定游離二氧化硫的滴定曲線（V=5.0 mL）

2.2 精密度實驗

按1.3.2方法測定3種不同葡萄酒樣品，6次實驗，結果見表1。從表1實驗結果來看，利用電位滴定法測定游離二氧化硫的精密度為0.69%～0.84%；測定總二氧化硫的精密度為0.38%～0.58%，結果精密度較高，符合實驗要求。

2.3 準確度實驗

2.3.1 與傳統滴定法測定結果比較

參 照GB/T 15038—2006[4]中4.8.1.2直接碘量法實驗操作（直接碘量法）和1.3.2測定游離二氧化硫的方法（自動電位滴定法）對于白葡萄酒樣品進行測定。白葡萄酒中二氧化硫含量的6次測定結果見表2。結果表明，利用電位滴定儀進行終點判定與傳統滴定方法中顏色判斷終點的結果基本一致，相對偏差小于2%，符合標準精密度要求。

表1 精密度實驗

表2 游離二氧化硫含量測定結果比較

參照GB 5009.34—2016[5]中的實驗操作（蒸餾滴定法）和1.3.2測定總二氧化硫的方法（全自動蒸餾—自動電位滴定法）對不同葡萄酒樣品進行測定，取其測定6次的平均值進行比較，見表3，結果表明，相對偏差小于2%，符合標準精密度要求。

2.3.2 回收率試驗

按1.3.2實驗方法，在同一葡萄酒樣品中加入0.10 mL、0.20 mL亞硫酸鈉溶液（5.0 g/L）（1 mg亞硫酸鈉相當于0.508 mg二氧化硫），對于樣品中的游離二氧化硫進行測定；加入0.10 mL、0.50 mL亞硫酸鈉溶液對樣品中的總二氧化硫進行測定，計算回收率，結果見表4，游離二氧化硫的測定回收率在101.6%～103.2%，總二氧化硫回收率在97.4%～101.6%，表明方法的準確度良好。

表3 總二氧化硫含量測定結果比較

表4 回收率試驗

3 結論

對 于GB/T 15038—2006[4]中 直接碘量法測定游離二氧化硫和GB 5009.34—2016[5]中蒸餾法測定總二氧化硫的基礎上，利用電位滴定儀對滴定終點進行判定，其測量值與傳統的顏色判斷終點的滴定方法結果基本一致，實驗操作簡單，準確度和精密度比較好，適用范圍廣，可以忽略樣品底色對滴定結果的干擾，適用于葡萄酒中游離二氧化硫以及總二氧化硫的測定。