滴定法測(cè)定食品中二氧化硫的不適用性及原因分析

馮 亮，高全利，宋金麗，江曉俊，陳代偉

（成都市食品檢驗(yàn)研究院，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（營(yíng)養(yǎng)與健康化學(xué)計(jì)量及應(yīng)用），四川成都 611130）

二氧化硫作為我國(guó)允許使用的一種添加劑，被廣泛應(yīng)用于食品加工領(lǐng)域，其主要作用為漂白、抗氧化、防腐、抑菌和保色等[1]。在食品加工中，超標(biāo)添加二氧化硫會(huì)導(dǎo)致食品中二氧化硫殘留超標(biāo)，人們攝入此類食品后可能會(huì)損害人體身體健康[2-3]。為避免食品中二氧化硫殘留量超標(biāo)，必須通過(guò)有效的檢測(cè)手段對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)。GB 2760—2014規(guī)定了各類食品中二氧化硫的最大使用量，GB 5009.34—2022規(guī)定了食品中二氧化硫的檢測(cè)方法，主要有酸堿滴定法、分光光度法、離子色譜法[4-5]。其中，分光光度法主要適用于白糖及白砂糖制品、淀粉及淀粉制品、生濕面制品及葡萄酒中二氧化硫的測(cè)定，酸堿滴定法與離子色譜法適用于食品中二氧化硫的測(cè)定。考慮到樣品的適用范圍，本文采用酸堿滴定法和離子色譜法對(duì)樣品進(jìn)行驗(yàn)證和分析，分析酸堿滴定法的產(chǎn)品不適用性及可能出現(xiàn)的原因，避免因檢測(cè)方法問(wèn)題引起的誤差。

1 材料與方法

1.1 材料

對(duì)近期抽檢的230批次食品進(jìn)行二氧化硫殘留量分析，對(duì)數(shù)據(jù)異常的樣品進(jìn)行歸納總結(jié)，收集了數(shù)據(jù)異常與正常具有代表性的樣品，樣品信息見表1。

表1 樣品信息表

1.2 儀器與試劑

過(guò)氧化氫溶液（3%）；氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.01 mol·L-1）；甲基紅乙醇溶液指示劑（2.5 g·L-1）；鹽酸（6 mol·L-1）；二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液（壇墨質(zhì)檢-標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）；硫酸根離子標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μ·L-1）（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）；脫氫乙酸、檸檬酸、乳酸，成都市科隆化學(xué)品有限公司；冰乙酸，天津奧普升化工有限公司。

冷水機(jī)；二氧化硫蒸餾儀（德合創(chuàng)瑞）；二氧化硫蒸餾儀（海能）；離子色譜儀（賽默飛ICS5000）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 酸堿滴定法

按照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中二氧化硫的測(cè)定》（GB/T 5009.34—2022）第一法操作，氮?dú)饬魉贋?.0 L·min-1，冷凝水溫度10 ℃。

1.3.2 離子色譜法

按照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中二氧化硫的測(cè)定》（GB/T 5009.34—2022）第三法操作，氮?dú)饬魉贋?.0 L·min-1。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種檢測(cè)檢測(cè)方法的回收率和精密度

對(duì)同一批次不含二氧化硫的淀粉試樣用酸堿滴定法和離子色譜法第三法進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，在樣品中分別添加10.0 mg·kg-1、50.0 mg·kg-1、100.0 mg·kg-13個(gè)濃度的二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液。由表2可知，酸堿滴定法的平均回收率為89.8%～99.1%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.5%～5.1%；離子色譜法的平均回收率為95.9%～98.0%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.7%～3.1%，均能滿足實(shí)驗(yàn)室要求的精密度與準(zhǔn)確度。

表2 兩種檢測(cè)方法的回收率與精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2 兩種檢測(cè)方法結(jié)果對(duì)比分析

同一樣品采用兩種方法的測(cè)定結(jié)果見圖1。香菇、食用醋、菊花、青花椒和復(fù)合香辛料用酸堿滴定法檢測(cè)均有檢出值，且均大于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的定量限10 mg·kg-1，而離子色譜法的檢測(cè)結(jié)果均小于定量限6 mg·kg-1，結(jié)果為未檢出[5]；小米辣（配料中含冰乙酸、檸檬酸、乳酸、脫氫乙酸）酸堿滴定法的檢出值為105 mg·kg-1，遠(yuǎn)大于離子色譜法的檢出值87.8 mg·kg-1（超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求的誤差范圍）；百合、泡豇豆、紅薯淀粉兩個(gè)方法的測(cè)定值均在標(biāo)準(zhǔn)要求的方法誤差范圍內(nèi)（在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測(cè)試結(jié)果的絕對(duì)差值不超過(guò)算數(shù)平均值的10%）。針對(duì)兩個(gè)方法出現(xiàn)的結(jié)果差異，通過(guò)對(duì)檢測(cè)的樣品進(jìn)行分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題主要集中在配料表中含酸類添加劑或貯存不當(dāng)導(dǎo)致自然發(fā)酵形成各類有機(jī)酸的產(chǎn)品、含揮發(fā)性物質(zhì)與內(nèi)源性物質(zhì)較多的產(chǎn)品[6]。

圖1 不同樣品兩種方法的二氧化硫測(cè)定結(jié)果

參考已知的研究，香菇的內(nèi)源性亞硫酸根以及含硫香氣成分化合物可能會(huì)造成假陽(yáng)性結(jié)果[7-8]；菊花、青花椒和復(fù)合香辛料中揮發(fā)性物質(zhì)較多且基質(zhì)較復(fù)雜，除了內(nèi)源性物質(zhì)外還有芳香性類化合物可能會(huì)干擾結(jié)果；對(duì)于含酸類添加劑或貯存不當(dāng)導(dǎo)致自然發(fā)酵形成各類有機(jī)酸的產(chǎn)品（小米辣），由于酸堿滴定法的原理是試樣酸化后在加熱條件下亞硫酸鹽等系列物質(zhì)釋放二氧化硫，用過(guò)氧化氫溶液吸收蒸餾物形成硫酸，用堿液滴定來(lái)計(jì)算樣品中二氧化硫的殘留量，在該過(guò)程中樣品中其他物質(zhì)很可能通過(guò)氮?dú)獗晃找何招纬善渌幔蓴_吸收液的酸堿性，造成數(shù)據(jù)偏高或者假陽(yáng)性[9-11]。

2.3 影響滴定法測(cè)定結(jié)果的因素分析

2.3.1 蒸餾時(shí)間對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

為了驗(yàn)證其他物質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否產(chǎn)生影響，對(duì)這幾類代表樣用酸堿滴定法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)蒸餾時(shí)長(zhǎng)90 min與延長(zhǎng)蒸餾時(shí)長(zhǎng)120 min、150 min的測(cè)定，結(jié)果如圖2所示。香菇、小米辣、菊花、青花椒、復(fù)合香辛料樣品均出現(xiàn)了蒸餾不完全的現(xiàn)象，即在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定蒸餾時(shí)長(zhǎng)90 min后測(cè)定結(jié)果出現(xiàn)不同程度的升高，隨著蒸餾時(shí)間的延長(zhǎng)，二氧化硫含量不斷上升，說(shuō)明其蒸餾出的物質(zhì)不僅為二氧化硫，還有其他影響吸收液酸堿性的物質(zhì)，對(duì)滴定法的結(jié)果造成干擾。而百合、泡豇豆、紅薯淀粉的測(cè)定結(jié)果則不隨時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，說(shuō)明在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定蒸餾時(shí)長(zhǎng)內(nèi)二氧化硫蒸餾完畢，無(wú)其他物質(zhì)干擾。

圖2 不同樣品各時(shí)段的二氧化硫測(cè)定結(jié)果

2.3.2 產(chǎn)品中酸對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

由于市場(chǎng)上含酸類添加劑的產(chǎn)品占比較高，尤其是四川地區(qū)的醬腌菜，除了人為添加還會(huì)自然發(fā)酵生成乳酸，因此本研究對(duì)含酸類添加劑的產(chǎn)品著重分析，為驗(yàn)證酸是否會(huì)對(duì)酸堿滴定法的結(jié)果形成干擾，對(duì)小米辣中的冰乙酸、檸檬酸、乳酸、脫氫乙酸用酸堿滴定法進(jìn)行分析測(cè)定，結(jié)果如圖3所示。檸檬酸未檢出，冰乙酸的值最大，冰乙酸、乳酸、脫氫乙酸在90 min與120 min時(shí)的測(cè)定值分別為505 mg·kg-1與934 mg·kg-1、133 mg·kg-1與150 mg·kg-1、73.3 mg·kg-1與87.4 mg·kg-1，這3類酸的測(cè)定結(jié)果與蒸餾時(shí)長(zhǎng)都呈正相關(guān)，說(shuō)明這3種酸會(huì)干擾酸堿滴定法的測(cè)定結(jié)果，其中冰乙酸的干擾最明顯，而檸檬酸則不會(huì)影響結(jié)果。含這3種酸類添加劑的產(chǎn)品滴定法結(jié)果容易偏高或呈假陽(yáng)性。

圖3 4種酸各時(shí)段的測(cè)定結(jié)果

3 結(jié)論

在滴定法和色譜法均滿足實(shí)驗(yàn)室要求的精密度和準(zhǔn)確度的條件下，對(duì)食品二氧化硫殘留量監(jiān)管過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的代表樣用兩種方法同時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證比對(duì)，發(fā)現(xiàn)配料表中含冰乙酸、乳酸較多的產(chǎn)品，含揮發(fā)性物質(zhì)與內(nèi)源性物質(zhì)較多的產(chǎn)品，用滴定法測(cè)定時(shí)其結(jié)果會(huì)出現(xiàn)偏高或呈假陽(yáng)性的情況，配料表中的酸類添加劑（特別是冰乙酸）會(huì)影響滴定法的測(cè)定結(jié)果，可能會(huì)造成誤判，表明滴定法的適用性存在不夠完善的問(wèn)題，為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及監(jiān)管的合理性，需對(duì)酸堿滴定法進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，對(duì)含以上特征的產(chǎn)品使用干擾少、準(zhǔn)確度更高的色譜法。本研究為滴定法的產(chǎn)品適用性提供一定的參考依據(jù)，為食品中二氧化硫殘留量的檢測(cè)提供風(fēng)險(xiǎn)提示，以保障檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和消費(fèi)者的生命健康。