玉米漿中亞硫酸鹽的測(cè)定

◆作者：王倩 謝全喜* 侯楠楠 王梅

◆單位：山東寶來(lái)利來(lái)生物工程股份有限公司，山東省動(dòng)物微生態(tài)制劑重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

玉米是在飼用、食用、工業(yè)等方面加工利用最多的禾谷作物，隨著玉米加工工業(yè)的發(fā)展，隨之而來(lái)產(chǎn)生的玉米加工副產(chǎn)物的種類和數(shù)量也在不斷增加。大量的玉米副產(chǎn)物由于在玉米提取工藝中存在的化學(xué)或物理處理，致使有些副產(chǎn)物簡(jiǎn)單利用或直接丟棄，這不僅造成資源的浪費(fèi)，還會(huì)污染環(huán)境（李施等，2023）。玉米生產(chǎn)玉米淀粉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生玉米漿、玉米蛋白粉及玉米皮等（楊明等，2021），玉米漿中富含礦物質(zhì)、多糖、可溶性蛋白質(zhì)及各種氨基酸等，是廉價(jià)的有機(jī)氮源（林巍等，2018），直接排放玉米漿廢液會(huì)造成環(huán)境污染，也是資源的浪費(fèi)。基于玉米漿高蛋白含量和豐富的礦物質(zhì)，目前玉米漿在反芻動(dòng)物飼養(yǎng)中作為非常規(guī)飼料應(yīng)用較多，有研究發(fā)現(xiàn)作為微生物發(fā)酵飼料添加15%玉米漿對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，但考慮到玉米漿中亞硫酸鹽含量，如果長(zhǎng)期飼喂大量亞硫酸鹽會(huì)在動(dòng)物體內(nèi)累積，進(jìn)而影響動(dòng)物機(jī)體代謝和健康狀況。因此需要對(duì)玉米漿中亞硫酸鹽含量進(jìn)行檢測(cè)，合理控制亞硫酸鹽含量，目前玉米漿中亞硫酸鹽檢測(cè)方法方面的研究較少，需要建立完整的檢測(cè)方法，以此便于后期玉米漿開(kāi)發(fā)利用。

亞硫酸鹽在食品中的應(yīng)用具有較長(zhǎng)的歷史，使用范圍也比較廣泛，在食品加工中作為防腐保鮮劑、抗氧化劑等應(yīng)用（朱春紅等，2012），食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格規(guī)定其最大使用量（GB 2760-2014 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)）如蜜餞類最大使用量為0.35 g/kg，葡萄酒為0.25 g/L。其次在中藥貯存方面硫磺熏蒸也致使中藥中的亞硫酸鹽殘留量是日常需要考慮的問(wèn)題，藥典中規(guī)定藥材及飲片（礦物類除外）的二氧化硫殘留量不得過(guò)150 mg/kg。目前食品中亞硫酸鹽常用的檢測(cè)方法主要有鹽酸恩波副品紅比色法、蒸餾比色法、滴定法、色譜法等方法，比色法具有操作簡(jiǎn)單，效率高，易于推廣等特點(diǎn)，但由于添加四氯汞鈉劇毒試劑（GB 5009.34-2016 食品中亞硫酸鹽測(cè)定方法），對(duì)人和環(huán)境會(huì)造成危害（張靜等，2015），許多研究者對(duì)絡(luò)合比色法進(jìn)行改進(jìn)，如利用孔雀石綠與亞硫酸鹽發(fā)生褪色反應(yīng)建立新的方法（王麗麗等，2007），流動(dòng)注射與分光光度法結(jié)合（曹鳳梅等，2011），三乙醇胺吸收—鹽酸恩波副品紅分光光度法（余娟等，2009）等檢測(cè)方法。

對(duì)于玉米漿中亞硫酸鹽殘留量，本研究利用EDTA-鹽酸恩波副品紅比色法測(cè)定玉米漿中的亞硫酸鹽殘留量，為企業(yè)利用玉米漿用作飼料添加，檢測(cè)玉米漿中亞硫酸鹽殘留量建立一套行之有效的監(jiān)督管理和預(yù)警機(jī)制提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

亞鐵氰化鉀，分析純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；氨基磺酸銨，分析純AR，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；乙二胺四乙酸二鈉，分析純AR，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；濃鹽酸，萊陽(yáng)市康德化工有限公司；磷酸，分析純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；冰乙酸，分析純，天津市匯杭化工；鹽酸恩波副品紅，北京海岸鴻蒙標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)公司。

玉米漿，市場(chǎng)采購(gòu)，不同批次處理玉米漿，其基本物質(zhì)含量見(jiàn)表1。

表1 玉米漿成分

表2 標(biāo)準(zhǔn)曲線試劑用量

1.2 儀器與設(shè)備

萬(wàn)分之一分析天平，MS105DV；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，WFZ UV-2000；高速萬(wàn)能粉碎機(jī)，天津泰斯特；超聲波儀，SB-5200DT。

1.3 方法

1.3.1 試劑配制

二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液，二氧化硫使用液，亞鐵氰化鉀溶液，鹽酸恩波副品紅使用液（0.02%），EDTA-2Na 溶液（0.05 mol/L），乙酸鋅溶液，氨基磺酸銨溶液（0.3%），甲醛，硫代硫酸鈉（Na2S2O3·5H2O） 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液（0.1mol/L），磷酸溶液（30%），碘溶液（0.1 mol/L），冰乙酸，淀粉指示劑。

EDTA-2Na 溶 液（0.05 mol/L）：稱取1.86 g EDTA-2Na溶于新煮沸后已冷卻的水中，定容至100 mL。

EDTA-2Na 吸收貯備液：稱取2.04 g 鄰苯二甲酸氫鉀，用少量水溶解后，加入20 mL EDTA-2Na 溶液和5.5 mL 甲醛，用水定容至100 mL。

EDTA-2Na 吸收工作液：臨用前將EDTA-2Na 吸收貯備液用水稀釋100 倍使用。

鹽酸恩波副品紅使用液（0.02%）：吸取10 mL 鹽酸恩波副品紅（0.2%）于100 mL 容量瓶中，用30%的磷酸溶液定容至刻度。

二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液配制：稱取0.2 g 亞硫酸鈉溶于200 mL EDTA-2Na 溶液中，搖勻，充分溶解，靜置放置2 h-3 h 后，標(biāo)定后使用，二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液在冰箱中保存可穩(wěn)定10 d。

二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定：準(zhǔn)確吸取待標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)溶液3 份，各20 mL，分別置于250 mL 碘量瓶中，加入50 mL 新煮沸并完全冷卻的水，準(zhǔn)確加入10 mL 碘溶液，1 mL 冰乙酸，蓋塞，搖勻。置于暗處反應(yīng)5 min 后迅速用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色，然后加入1 mL 淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至無(wú)色；另取20 mL EDTA-2Na 溶液，相同的試驗(yàn)方法做試劑空白試驗(yàn)。二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度可按消耗硫代硫酸鈉溶液來(lái)計(jì)算。

二氧化硫使用液：臨用前將二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液以EDTA-2Na 吸收工作液稀釋成每毫升相當(dāng)于2μg 二氧化硫，現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.3.2 二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

吸 取 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL 二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)使用液分別置于25 mL 具塞刻度試管中，于標(biāo)準(zhǔn)管中各加入EDTA-2Na 工作液至10 mL，然后加入0.5 mL 氨基磺酸銨溶液，放置5 min 后加入1 mL 1 mol/L氫氧化鈉溶液及0.5 mL 鹽酸恩波副品紅使用液，混勻，放置20 min，用1 cm 比色杯，以零管調(diào)節(jié)零點(diǎn)，于波長(zhǎng)550 nm 處測(cè)吸光度值。以二氧化硫質(zhì)量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.3 玉米漿樣品處理

稱取于5 g 試樣（精確至0.01 g）于100 mL 比色管，加入50 mL EDTA-2Na 吸收工作液，用超聲波儀超聲處理60min 后，加入2.5mL亞鐵氰化鉀溶液和2.5 mL 乙酸鋅溶液，再用超聲波儀超聲處理30 min，用水稀釋至100mL，搖勻，離心，取上清液備用。

1.3.4 樣品測(cè)定

吸取5 mL 待測(cè)樣品加入25 mL 具塞刻度試管中，于試樣及標(biāo)準(zhǔn)管中各加入5 mL EDTA-2Na 吸收工作液，0.5 mL 氨基磺酸銨溶液，放置5 min 后加入1 mL 1 mol/L 氫氧化鈉溶液及0.5 mL 鹽酸恩波副品紅使用液，混勻，放置20 min，于波長(zhǎng)550 nm 處測(cè)吸光度值。

1.4 計(jì)算

1.4.1 二氧化硫含量

在標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍內(nèi)，根據(jù)樣品測(cè)得的吸光度值按下式計(jì)算樣品中二氧化硫含量：

A-標(biāo)曲得到的二氧化硫含量，μg

m-試樣質(zhì)量，g/mL

V-測(cè)定試樣液的體積，mL

X-試樣中二氧化硫含量，mg/kg 或mg/L

1.4.2 二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度

以硫代硫酸鈉標(biāo)定二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液的計(jì)算公式：

p：二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度，g/L

V1：二氧化硫溶液消耗硫代硫酸鈉體積，mL

V2：空白消耗硫代硫鈉體積，mL

c：硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度，mol/L

32.03：每毫升硫代硫酸鈉（c（Na2S2O3·5H2O）1.000mol/L）

2 結(jié)果與分析

2.1 二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

采用鹽酸恩波副品紅法繪制出二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)曲線，二氧化硫含量線性范圍在0～8.0μg時(shí)，得到的回歸方程為y =0.0156x+0.0054，R2=0.9943?？梢?jiàn)二氧化硫含量線性范圍在0～8.0μg 具有良好的線性關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。

圖1 二氧化硫（0-8.0 μg）標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

2.2 加標(biāo)回收試驗(yàn)

精密吸取二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)液0.4μg、2.0μg2 種不同濃度二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液分別加入樣品中，每種濃度3 個(gè)平行，加入25 mL 具塞刻度試管中，用標(biāo)準(zhǔn)加入法做回收實(shí)驗(yàn)?；厥章式Y(jié)果見(jiàn)下表3。加標(biāo)回收結(jié)果從表3 可知，該方法加標(biāo)量為0.4μg 回收率在95.0%～97.5%，加標(biāo)量為 2μg 回 收 率 在 96% ～100.5%，具有良好的回收率。

表3 回收率試驗(yàn)

2.3 精密度試驗(yàn)

在相同的試驗(yàn)條件下，取3份玉米漿進(jìn)行樣品前處理，每份樣品重復(fù)測(cè)定6 次，取其均值，求出相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）結(jié)果見(jiàn)表4。由表4 結(jié)果可知3 份樣品在相同水平條件下測(cè)定結(jié)果得到的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為2.430%、2.689%、3.775%，能夠滿足測(cè)定方法的精密度要求。

表4 精密度試驗(yàn)

2.4 與國(guó)標(biāo)蒸餾檢測(cè)法比較

用該方法和GB 5009.34—2016 《食品中二氧化硫的測(cè)定》對(duì)6 份玉米漿樣品測(cè)定亞硫酸鹽含量。結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 兩種檢測(cè)方法試驗(yàn)結(jié)果

將表5 數(shù)據(jù)進(jìn)行樣品t 檢驗(yàn)分析，國(guó)標(biāo)蒸餾檢測(cè)法和改進(jìn)后的方法測(cè)定結(jié)果：t=0.928，p=0.375＞0.05，兩種檢測(cè)方法測(cè)定結(jié)果差異不顯著，說(shuō)明該方法可以用來(lái)日常玉米漿中亞硫酸鹽的檢測(cè)。國(guó)標(biāo)法在檢測(cè)過(guò)程中會(huì)存在樣品處理中二氧化硫揮發(fā)及蒸發(fā)不完全都會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。

3 討論

目前大多的二氧化硫檢測(cè)方法多為食品中二氧化硫及亞硫酸鹽含量檢測(cè)，在玉米漿中亞硫酸鹽的檢測(cè)方法少之又少。在GB/T 5009.34－2003 的方法中，測(cè)定樣品需要經(jīng)過(guò)至少4 h 的樣品前處理，樣品前處理耗時(shí)較長(zhǎng)，并且該方法中需要添加劇毒試劑四氯汞鈉，對(duì)人的健康和環(huán)境具有一定危害，難以建立高效率的檢測(cè)，面對(duì)大量的樣品檢測(cè)時(shí)更加體現(xiàn)方法的弊端。本試驗(yàn)參照食品中二氧化硫國(guó)標(biāo)檢測(cè)方法和其他食品中亞硫酸鹽檢測(cè)方法，建立玉米漿中亞硫酸鹽檢測(cè)方法，鑒于玉米漿具有粘稠性成分較為復(fù)雜，本試驗(yàn)采用超聲提取的方法進(jìn)行樣品前處理，提取液采用EDTA -2Na 鹽，超聲提取大幅縮短了樣品的前處理時(shí)間，EDTA-2Na 的使用可以替換掉有毒試劑，減少對(duì)人和環(huán)境的傷害。很多學(xué)者在國(guó)標(biāo)方法基礎(chǔ)上建立新的無(wú)汞鹽- 鹽酸恩波副品紅比色法檢測(cè)食品中的亞硫酸鹽，如董亞茹等（2015）的研究中發(fā)現(xiàn)一種超聲提取-EDTA-2Na 吸收-鹽酸恩波副品紅法測(cè)定食用菌中的二氧化硫含量，該試驗(yàn)方法經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)得出該方法測(cè)定結(jié)果高于傳統(tǒng)測(cè)定方法，證明超聲提取用于食用菌中亞硫酸鹽的檢測(cè)快速安全。

4 結(jié)論

根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，玉米漿樣品經(jīng)超聲波提取測(cè)定亞硫酸鹽含量，通過(guò)重復(fù)測(cè)定，其結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.43%～3.78%，加標(biāo)回收率在95%～100.5%，檢測(cè)方法繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線當(dāng)線性范圍在0～8.0μg 時(shí)，R2= 0.9943，線性范圍較為寬泛，檢測(cè)方法的精密性和準(zhǔn)確性達(dá)到了方法的要求，此方法大幅縮短了樣品檢測(cè)時(shí)間，顯著提高檢測(cè)效率，為玉米漿中亞硫酸鹽的檢測(cè)提供新思路。