八角中二氧化硫殘留量檢測方法探索

金曉蘭，蔣才斌，莫鳳萍，黃韻霖

（廣西壯族自治區產品質量檢驗研究院，廣西南寧 530007）

我國很早就有采用硫磺熏蒸的方式處理八角，不僅去除八角中部分水分，而且熏蒸過程中產生的二氧化硫具有防腐殺菌的作用，可以防止八角霉變和蟲蛀，有利于儲存，同時還能使熏蒸后的八角的外觀色澤變得鮮亮，有利于銷售。二氧化硫是我國允許使用的一種食品添加劑，在食品工業中發揮著護色、防腐、漂白和抗氧化的作用，標準規定要求的二氧化硫殘留量一般不會對身體健康帶來危害，少量二氧化硫進入體內后最終會生成硫酸鹽，可通過正常解毒后由尿液排出體外，不會產生毒性作用。但人體若過量攝入二氧化硫，則會危害到消化系統，產生過敏，可能會引發呼吸困難、腹瀉、惡心及嘔吐等癥狀，也可能會對人的大腦及其他組織產生不同程度的危害。因此，在《食品安全標準食品添加劑使用標準》（GB 2760—2014）[1]中，規定了八角中的二氧化硫殘留量限量值，依據國家衛生健康委員會關于彎曲乳桿菌等24種“三新食品”的公告（2019年第2號），硫磺使用范圍擴大到香辛料及粉（僅限八角）（食品類別12.09.01），硫磺的最大使用量為0.15 g/kg（以二氧化硫殘留量計）。目前市場上，一些生產商、攤點商販為了追求經濟利益，使八角具有更長的貯存時間和更好的賣相，在八角生產過程中存在超限量使用二氧化硫的情況，甚至出現二氧化硫殘留量遠遠大于限量值的情況。近年有媒體報道稱，在位于廣西壯族自治區南寧市興寧區三塘鎮昆侖大道199號的“廣西高峰香料物流中心”內，大部分經營戶為了縮短工時、降低成本，使用硫磺熏制八角，而批發商為了逐利，也會采購這些硫磺八角，并銷往各地的飯店及食堂等。因此，準確檢測八角中二氧化硫殘留量對保障食品安全意義重大。

目前，食品中二氧化硫常用的檢測方法有分光光度比色法[2]、滴定法[3-5]（如直接滴定法、蒸餾-碘量滴定法、蒸餾-堿滴定法）和色譜法（如氣相色譜質譜法、離子色譜）[6-7]，以及其他的檢測方法[8]（如生物熒光探針法、表面增強拉曼光譜法、電極法、氣體擴散分析系統法、紙基薄膜微萃取與智能手機檢測相結合方法、快速檢測法等）。我國檢測食品中二氧化硫殘留量的強制性標準是《食品安全國家標準 食品中二氧化硫的測定》（GB 5009.34——2016）[9]，該法也是國家食品安全監督抽檢中二氧化硫殘留量的指定檢測方法。而八角由于本身的成分較為復雜，存在多種揮發性成分。國家標準方法檢測時，檢測過程是在蒸餾燒瓶中加鹽酸溶液對樣品進行酸化，加熱蒸餾，蒸餾液用乙酸鉛吸收液吸收。吸收溶液先用鹽酸酸化，搖勻后再用碘標準溶液滴定至終點，八角中的一些揮發性成分也能夠被吸收并且消耗一定量的碘標準溶液，導致檢測結果偏高，并且吸收液容易產生渾濁沉淀，對滴定終點產生干擾，表明現行國家標準檢測方法對八角中二氧化硫殘留量的檢測適用性較差，需要探索研究其他更合適的檢測方法。為了更準確的檢測八角中二氧化硫殘留量，本文對現有國際方法進行了改進。

1 材料與方法

1.1 試劑

瓶裝氮氣：純度≥99.9%；鹽酸溶液（1+3）：量取250 mL濃鹽酸，用水稀釋至1 000 mL待用；0.1 mol/L氫氧化鈉標準溶液：按照《化學試劑 標準滴定溶液的制備》（GB/T 601—2016）標準要求配制和標定；0.01 mol/L氫氧化鈉標準溶液：用大肚移液管精密移取0.1 mol/L氫氧化鈉標準溶液10 mL，用水定容至100 mL，臨用時配制；甲基紅指示劑：稱取0.25 g甲基紅溶解于100 mL乙醇（95%）中；中性過氧化氫（H2O2）吸收液：量取30%的過氧化氫（H2O2）20 mL于錐形瓶中，加蒸餾水200 mL搖勻，往錐形瓶中滴加2滴甲基紅指示劑，用0.01 mol/L氫氧化鈉標準溶液滴定至溶液變淺黃色，臨用時現配。

1.2 儀器

電子分析天平（精度0.1 mg），上海舜宇恒平科學儀器有限公司；高速粉碎機，天津市泰斯特儀器有限公司；1 000 mL套式恒溫器，功率300 W，恒溫范圍50～200 ℃，海寧市華星儀器廠；三口燒瓶，四川蜀玻（集團）有限責任公司；酸堿兩用滴定管，天津市天科玻璃儀器制造有限公司；超純水儀，賽默飛世爾科技（中國）有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 方法原理

在密閉圓底燒瓶中對樣品進行酸化處理，然后進行蒸餾，樣品中的亞硫酸鹽系列物質轉化為二氧化硫，二氧化硫蒸餾物隨惰性氣體氮氣帶入到含有過氧化氫容易的吸收瓶中，過氧化氫溶液將二氧化硫氧化為硫酸根離子，采用氫氧化鈉標準溶液進行酸堿滴定法測定，根據滴定結束后所消耗的氫氧化鈉標準溶液量計算出樣品中二氧化硫的含量。

1.3.2 樣品制備

用四分法分取不同八角試樣，然后用剪刀將八角成小塊，用高速粉碎機粉碎均勻，轉入潔凈的自封樣品袋內密封備用。在樣品制備過程中要注意制備工具的潔凈使樣品不受污染，試樣制備后盡快蒸餾，避免亞硫酸鹽自然流失。

1.3.3 蒸餾

蠕變作為重要的巖石流變力學特性之一，與巖體工程的長期穩定性緊密相關。在巷道開挖過程中往往會產生一定范圍的破裂區，該范圍內的破裂圍巖在支護的作用下表現為長期蠕變，破裂圍巖蠕變是導致巷道長期變形的一個主要因素[1-3]。因此，研究破裂圍巖蠕變失穩特性，對巷道圍巖穩定性分析和控制有著十分重要的理論意義和實際意義。

在電子天平上稱取5.0 g制備好的八角均勻樣品（精確至0.001 g，取樣量根據二氧化硫殘留量的高低調整），置于三口圓底蒸餾燒瓶中，3個口分別接冷凝裝置、氮氣導入口及裝有鹽酸溶液（1+3）的分液漏斗。加入約300 mL純凈水至蒸餾瓶中，燒瓶的一口接冷凝裝置，冷凝管氣體導出口連接橡膠導氣管插入預先備有50 mL中性過氧化氫（H2O2）吸收液的碘量瓶的液面下。錐形瓶中的吸收液在插入導管前先加入2滴甲基紅指示劑，然后用0.01 mol/L氫氧化鈉標準溶液滴定至淺黃色。打開冷凝水通過冷凝裝置，檢查所有接管及玻璃接口的氣密性。在分液漏斗中加入40 mL鹽酸溶液（1+3），慢慢開啟分液漏斗將鹽酸溶液緩緩加入蒸餾燒瓶至剩余約5 mL時，關閉分液漏斗旋塞。打開連接氮氣導入口的瓶裝高純氮氣，使用流量計調節氮氣流速約為0.2 L/min，開啟套式恒溫器蒸餾三口圓底蒸餾燒瓶中的混合物至微沸，當碘量瓶中吸收液約200 mL時，使冷凝管下端導氣管離開液面后再蒸餾約1 min，用少量過氧化氫吸收液分兩次沖洗插入吸收液的導氣管。同時用超純水做空白試驗。

1.3.4 滴定

向取下的碘量瓶中加入2滴甲基紅指示劑,搖動碘量瓶使溶液混合均勻，用用0.01 mol/L氫氧化鈉標準溶液滴定至溶液變淺黃色變且20 s內不褪色為止，記錄消耗的氫氧化鈉標準溶液滴定溶液體積。用同樣操作方法做空白實驗，記錄消耗氫氧化鈉標準體積。

1.3.5 結果計算

樣品中二氧化硫殘留量按公式（1）進行計算：

式中：X為試樣中二氧化硫殘留量，mg/kg；C為氫氧化鈉標準滴定溶液的實際摩爾濃度，mol/L；V為試驗中樣品消耗的氫氧化鈉標準滴定溶液體積，mL；V0為試驗中空白消耗的氫氧化鈉標準滴定溶液體積，mL；m為測試樣品的質量，g。

2 結果與分析

2.1 實驗條件的優化

選取3個不同二氧化硫殘留量的八角樣品進行蒸餾比對試驗。每個樣品分成2組，第1組樣品的吸收液在常溫下進行吸收試驗，然后再滴定分析。第2組樣品做為對照組將裝有吸收液的碘量瓶置于冰水浴條件中進行吸收試驗，然后再滴定分析。3個樣品的不同吸收條件檢測結果見表1。由表1可知，冰水浴條件下得到的二氧化硫殘留量結果均高于常溫條件下的結果，這是因為在冰水浴條件下的二氧化硫的分解速度低于常溫條件下的分解速度。因此，本試驗采用冰水浴條件中進行吸收試驗。

表1 不同條件測定結果

2.2 方法的檢測限和定量限

按照優化后的方法測定20個空白樣品滴定所用的氫氧化鈉標準溶液體積，根據結果計算公式計算空白樣品的標準偏差，以3倍空白樣品的標準偏差計算方法檢測限，以10倍空白樣品的標準偏差計算方法定量限。得到本方法的檢出限為1.2 mg/kg，方法定量限為3.9 mg/kg。

2.3 方法精密度

選取5個不同含量水平的八角樣品在優化后的條件下進行二氧化硫殘留量的精密度檢測試驗，分別對每個樣品進行6次測定，結果見表2。從表2可以看出，該方法測定結果的精密度RSD在0.50%～1.76%，符合方法學要求且精密度較好。

表2 精密度測定結果

2.4 回收率

在優化條件下對八角樣品3和八角樣品5分別進行3水平的二氧化硫殘留量加標回收試驗，加標濃度分別為50.8 mg/kg、76.2 mg/kg和101.6 mg/kg，每個濃度重復測定6次，結果見表3。從表3中可以看出，八角中二氧化硫殘留量檢測方法的加標回收率在93.9%～97.5%，符合《合格評定化學分析方法確認和驗證指南》（GB/T 27417—2017）[10]中所提出的90%～110%的要求，因此，這一優化后的檢測方法檢測效果良好。

表3 回收率測定

3 結論

八角生產銷售者為了使產品賣相好、易于存儲，普遍存在使用硫磺熏蒸八角的情況。雖然使用硫磺熏蒸八角是一種傳統的加工方法，但由于八角生產企業規模普遍較小，人員技術程度較低，操作過程規范性不高，容易出現過量使用硫磺熏蒸造成二氧化硫殘留量超標的情況。八角作為我國市場上一種常用的香辛料，應該加強監管保障食用安全。目前我國現行的有效標準使用蒸餾碘量法檢測八角存在干擾大、終點難判斷等問題，方法的適宜性較差，需要探索更加準確的二氧化硫殘留量檢測方法。本文探索研究了八角中二氧化硫殘留量的檢測方法，該法以蒸餾滴定法為基礎進行優化改進，樣品在酸性條件下經加熱煮沸釋放出的二氧化硫由惰性載氣氮氣帶出，在冰浴條件下被過氧化氫吸收液吸收并氧化為硫酸溶液，用氫氧化鈉標準溶液滴定檢測，解決了現行有效國家食品安全國家標準檢測八角樣品的方法缺陷。運用該方法進行了八角樣品中二氧化硫檢測的精密度和回收率實驗，檢測結果相對標準偏差RSD值在0.50%～1.76%，加標回收率在93.9%～97.5%，精密度和回收率都較高，表明該實驗所建立的分析方法準確可靠，能夠用于八角中二氧化硫殘留量的檢測。該方法簡單便捷，設備要求簡單，無需使用大型儀器，容易開展，可為企業和檢測機構檢測八角中二氧化硫殘留量提供參考。