電位滴定法在食品安全檢測中的應用

李 偉

（鄆城縣檢驗檢測中心，山東菏澤 274700）

為保障人們日常生活中的食品安全，必須嚴格控制食品質量，強化食品安全檢驗，并持續運用食品安全檢驗技術來推動檢驗工作的開展。電化學分析法根據電學參數的不同，可以劃分為電導分析、電位分析、電解分析等。電勢分析有兩種方法，即直接電位法和電位法。電位滴定法是根據電極上的電位發生突變而確定滴定的最終結果，從而避免了化學滴定法因測量點與終點不一致而產生的誤差。電位滴定法可對有色或混濁的試樣進行自動檢測，準確度高，分析范圍廣，檢測范圍小，適用于食品、藥品、石油、化學、環境保護以及能源等領域。本文著重介紹了電位滴定法的基本原理和儀器，并就其在食品檢驗方面的應用進行了概述，以期為食品安全的進一步研究提供一定的參考價值，從而推動國家標準法在食品安全中的推廣。

1 食品檢測工作的必要性

糧食是人們賴以生存、維持生命的重要物質。近幾年，隨著我國經濟和食品行業的快速發展，食品工業的規模越來越大，種類越來越多。一些企業為了獲得最大利益，在加工過程中使用不符合質量的材料代替原材料，使得食品安全問題越來越突出。因此，食品檢驗工作具有一定的重要性。①保障消費者的正當權利。②對食品進行質量檢測，以發現不合格的產品，避免購買不合格產品。③保障消費者的合法權利，避免“劣質商品驅逐良幣”，促進食品企業生產出更可口、更安全的食品。為了保證我國食品安全的持續發展，相關部門應加強對食品安全的監督，提升我國的食品安全，從而在世界范圍內形成強大的競爭優勢。

2 電位滴定法概述

電位滴定法是利用一種可以與被測物質產生反應的試劑，使其與被測物體產生反應，從而檢驗被測物質的情況。滴定方法有酸堿滴定、沉淀滴定和氧化還原滴定3 種。電位滴定法是通過測定物體的電勢變化來實現檢測的。當被測物質加入到溶液中時，其電勢就會發生很大的變化。電勢滴定法與其他采用電勢的方法相比，對精確度要求不高，且受測試環境的影響很小，溫度變化、溶液電勢的變化都不會影響最后的測試結果，因而在實際應用中非常廣泛。

3 滴定裝置

電位滴定裝置包括滴定管、滴定池、指示電極、參比電極、攪拌棒和電位計（圖1）。根據物質的性質，滴定管可以選擇恒量滴定管、微量滴定管、半量滴定管等。根據滴定反應類型，有多種指示電極。例如，將pH 值玻璃電極用作指示電極的酸堿滴定；采用鉑電極作指示電極進行氧化-還原滴定法；當以EDTA作滴定劑的配位滴定時，可以選用鈣和銅兩種不同的離子選擇性電極；若用硝酸銀滴定鹵素離子，可以用銀電極作指示電極；根據指示劑顏色變化確定終點時，也可以使用光度電極。利用手工操作滴定裝置，每加入一定量的滴定劑，記錄一次電動勢值，并用二階導數法求滴定終點，這種滴定方式速度較慢，不適于日常分析。為此，提出了滴定終點自動控制的方法，稱為自動電位滴定。自動電位滴定儀與計算機聯用，可以自動控制滴定過程，自動處理各種數據，實時采集與分析測量數據，監測離群值，從而確保分析的客觀、可追溯，為實驗室的質量管理創造有利的條件。目前，許多實驗室已裝備有優良的自動電位滴定器，但目前國內的測試手段尚未普及，使用范圍有限。

圖1 電位滴定裝置磁力攪拌器

4 電位滴定法在食品安全檢測中的應用

電位滴定技術在使用過程中，不需要任何指示劑，不會受到溶液的濁度、顏色等因素的影響，可以根據終點的精確度來進行判定。因此，在食品安全檢驗中，要充分利用電位滴定法的優點，有針對性、因地制宜地運用技術[1]。

4.1 檢測食品中的二氧化硫含量

當前，一些食品企業為了增加產品的外觀和保質期，會在食物中加入更多的二氧化硫，過量的二氧化硫會對人體器官造成損傷。常規的測定方法大多是通過蒸餾滴定法來進行，不僅費時，檢測效率低下，而且很難適應目前大規模樣品的檢測和分析。于是，人們逐步選擇了電位滴定法。在采用電位滴定法時，一般使用碘標準溶液、乙酸鉛溶液、鹽酸溶液，并與電腦設備相連，實現對信息數據的自動讀出與處理，提高了處理效率和精確性。另外，采用電位滴定法和定氮法相結合的優點是既保證了儀器的簡單性，又保證了儀器的快速性（一般在6 ～8 min 內就能完成所有的測試），提高了測量的準確性，尤其是對于大量樣品的檢測更具有實際意義。

4.2 檢測食品中的鹽分

有些食物中含有大量的氯化鈉，這種鹽在短時間內不會對身體產生顯著的傷害，但長期服用會對身體產生一定的傷害。由于傳統的化學分析法測定準確性不高，目前電位滴定法已取代了常規的測量。在食品中，使用電位滴定法測定食鹽中的氯化鈉，通常將銀電極與飽和甘汞電極形成一系列的原液系統，再用硝酸銀標準溶液進行滴定，從而達到對食品中氯化鈉的準確測量[2]。

4.3 檢測食品的過氧化值

過氧化值是反映油脂及脂肪酸氧化狀況的重要指標。例如，對于某些食品來說，其過氧化值較高，說明其脂肪含量已發生明顯的變化，容易引發心血管疾病，并有可能引發癌癥。目前，我國的過氧化值測定技術主要有色譜法、指示劑滴定法、電位滴定法等3 種方法，但由于色譜法的費用太高，而指示劑滴定法的測量誤差也比較大，所以選用電位滴定法更具實用性。采用先進的全自動電位滴定裝置，提高了測定過氧化值的準確度和效率。

4.4 檢測食品中的脂肪酸值

電位滴定法是食品中脂肪酸值測定的一種常用方法，它可以通過對食物中的游離脂肪酸含量進行檢測，迅速判定食物是否發生了變質和變質的程度。在實際滴定時，通常使用的是氫氧化鉀標準溶液，通過測定每100 g 糧食中所需要的氫氧化鉀的含量，從而得到食物中的脂肪酸含量。由于其自身的化學特性，當滴定的時間過長時，大氣中的CO2組分將會影響最后的滴定。所以，在采用電位滴定法時，為了避免測定結果過高，需要適當控制滴定時間[3]。

4.5 檢測食品中的含糖量

許多食物含有大量的糖，包括果糖、葡萄糖、乳糖等，它們一部分來自食物自身，另一部分來自食物處理過程中的各種化學反應。由于食物中的糖元素及其含量與食物的營養價值有很大的關系，人們越來越多地選擇低糖食物，所以有必要對食物中的糖進行檢測，以避免食物中的糖分超標。在檢測時，一般采用電位滴定法，即采用鉑環復合電極，以0.1%葡萄糖標準溶液滴定液，以兩種不同的斐林試劑（0.1 g·mL-1氫氧化鈉溶液，0.05 g·mL-1硫酸銅溶液0.05 g）為基礎，結合分析化學有關的方法，達到比較精確的測定結果。

4.6 檢測食品中的維生素含量

維生素是一種重要的物質，在現代新觀念的指導下，許多食物中都會加入一定數量的維生素，但含量各不相同。為了檢驗食品中的維生素含量是否達到規定的標準，并確定有無虛假廣告，需要采用適當的檢測手段。目前，用于檢測食品中維生素含量的兩種常用檢測方法有氧化還原法和電位滴定法，其中電位滴定法具有更大的優越性，因為它不受食品中的色素、濁液等因素的干擾，因而得到了更多的應用，尤其是在維生素C 含量測定方面的應用。但是，現有的電位滴定法也有耗時、數據處理等問題，需要進一步改進[4]。

4.7 檢測食品中的酸價

酸價也叫酸值或酸度，其表示中和1 g 化學物質所消耗的氫氧化鉀的含量，一般單位為mg，主要用于衡量脂肪中游離脂肪酸的含量，并由此推斷食物中的油脂是否出現變質以及變質程度。高酸價的食品容易引起人體不適，嚴重損害人體的某些器官。為了精確地測定食物中的酸價，目前常用的3 種方法有電位滴定法、光譜法和指示劑滴定法。從目前的發展情況來看，一般采用《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》（GB 5009.229—2016）標準中的規定，選擇低溫溶劑自動電位滴定法進行酸價檢測，該檢測方法具有更高的準確性和更低的檢測誤差，在提高檢測效率和檢測質量方面發揮著突出作用。隨著科學技術的不斷發展，電位滴定法在實踐中也有了很大的突破。例如，以含番茄紅素的保健食品酸價測定為例，采用氫氧化鉀標準液作為滴定液取代傳統的有機溶劑，可取得更好的測定結果。

4.8 檢測食品中的總酸含量

食物中的總酸值是食物中所能釋放出的氫離子的數量，一般情況下，飲料、乳制品、蜂蜜及其制品、蔬菜制品等都要進行酸度測定。過去常用的測定方法是通過電導法和pH 值電位法進行測定，而現在，隨著電位滴定法的廣泛應用，已逐步替代了上述兩種方法。在實際使用中，一般采用兩點電位滴定法，以解決兩點滴定法難以判定總酸的難題。此外，一些化驗員采用間歇電位滴定技術對最后的測定位置進行了分析和計算，以防止出現數據信息量過大、兩個點定位困難等問題，確保了檢驗的準確度和科學性[5]。

4.9 檢測食品中的碘含量

在食品碘含量的檢測中，通常使用指針滴定法測量碘離子，具有隨機性。采用兩點電位滴定法，只要在終端處記錄兩次，就可以用兩點法測定食用鹽中碘離子含量。與傳統的直接滴定法相比，自動電位滴定法具有較高的精確度。

5 結語

電位滴定法有很多其他方法無法比擬的優勢。①使用方便，使用簡易設備即可進行大規模的檢測。②檢測流程明確，測試原理及測試方法條理清晰，操作簡便、效率高，可用于各類復雜食品的檢驗；最終電位滴定方法具有較高的準確度，可以滿足多種測試條件。目前，國內還沒有建立起一套完整的自動電位滴定技術，各種技術指標都沒有統一的標準，實踐中很難采用兩點滴定法。因此，在繼續推進電位滴定技術的基礎上，應結合更高的檢測指標，完善檢測技術，建設標準化示范項目，為我國的食品安全作出更大的貢獻。