滴定法测定食品中二氧化硫的不适用性及原因分析.pdf

38 食品安全导刊 2023年9月（上）分析检测滴定法测定食品中二氧化硫的不适用性 及原因分析冯亮，高全利，宋金丽，江晓俊，陈代伟*（成都市食品检验研究院，国家市场监管重点实验室（营养与健康化学计量及应用），四川成都 611130）摘要：为验证滴定法测定食品中二氧化硫含量的准确性与适用性，采用 GB 5009.342022 中滴定法与色谱法对监管过程中发现的问题样进行验证分析。结果发现小米辣、香菇、青花椒、复合香辛料和菊花这几类产品滴定法的测定结果偏高或呈假阳性，配料表中的冰乙酸对滴定法结果的干扰明显，乳酸与脱氢乙酸可能会干扰滴定法结果。配料表中含酸类添加剂（特别是冰乙酸）较多的产品和含挥发性物质较多与内源性物质较多的产品中二氧化硫的测定不适合使用滴定法，可使用干扰少、灵敏度高的色谱法。关键词：二氧化硫；滴定法；冰乙酸；适用性Analysis of the Unavailability and Reasons for the Titration Method for Determining Sulfur Dioxide in FoodFENG Liang,GAO Quanli,SONG Jinli,JIANG Xiaojun,CHEN Daiwei*(Chengdu Institute of Food Inspection,Key Laboratory of Chemical Metrology and Applications on Nutrition and Health for State Market Regulation,Chengdu 611130,China)Abstract:To verify the accuracy and applicability of the titration method for determining sulfur dioxide content in food,the titration method and chromatography method in GB 5009.342022 were used to verify and analyze the problem samples discovered during the regulatory process.The results showed that the titration results of products such as millet,shiitake mushrooms,green pepper,composite spices,and chrysanthemums were either high or false positive.The interference of acetic acid in the ingredient list with the titration results was significant,and lactic acid and dehydroacetic acid may interfere with the titration results.Titration method is not suitable for the determination of sulfur dioxide in products with more acid additives(especially glacial acetic acid)in the ingredient list,as well as products with more volatile and endogenous substances.Chromatographic methods with less interference and high sensitivity can be used.Keywords:sulfur dioxide;titration method;glacial acetic acid;applicability二氧化硫作为我国允许使用的一种添加剂，被广泛应用于食品加工领域，其主要作用为漂白、抗氧化、防腐、抑菌和保色等1。在食品加工中，超标添加二氧化硫会导致食品中二氧化硫残留超标，人们摄入此类食品后可能会损害人体身体健康2-3。为避免食品中二氧化硫残留量超标，必须通过有效的检测手段对其进行监测。GB 27602014 规定了各类食品中二氧化硫的最大使用量，GB 5009.342022 规定了食品中二氧化硫的检测方法，主要有酸碱滴定法、分光光度法、离子色谱法4-5。其中，分光光度法主要适用于白糖及白砂糖制品、淀粉及淀粉制品、生湿面制品及葡萄酒中二氧化硫的测定，酸碱滴定法与离子色谱法适用于食品中二氧化硫的测定。考虑到样品的适用范围，本文采用酸碱滴定法和离子色谱法对样品进行验证和分析，分析酸碱滴定法的产品不适用性及可能出现的原因，避免因检测方法问题引起的误差。作者简介：冯亮（1990），男，四川成都人，硕士，工程师。研究方向：食品营养与检测。通信作者：陈代伟（1983），男，四川遂宁人，硕士，高级工程师。研究方向：食品安全。E-mail:。Sep.2023 CHINA FOOD SAFETY 39分析检测1材料与方法1.1材料对近期抽检的 230 批次食品进行二氧化硫残留量分析，对数据异常的样品进行归纳总结，收集了数据异常与正常具有代表性的样品，样品信息见 表 1。1.2仪器与试剂过 氧 化 氢 溶 液（3%）；氢 氧 化 钠 标 准 溶 液（0.01 molL-1）；甲基红乙醇溶液指示剂（2.5 gL-1）；盐酸（6 molL-1）；二氧化硫标准溶液（坛墨质检-标准物质中心）；硫酸根离子标准溶液（1 000 L-1）（国家标准物质研究中心）；脱氢乙酸、柠檬酸、乳酸，成都市科隆化学品有限公司；冰乙酸，天津奥普升化工有限公司。冷水机；二氧化硫蒸馏仪（德合创瑞）；二氧化硫蒸馏仪（海能）；离子色谱仪（赛默飞 ICS5000）。1.3实验方法1.3.1酸碱滴定法按照食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定（GB/T 5009.342022）第一法操作，氮气流速为 1.0 Lmin-1，冷凝水温度 10。1.3.2离子色谱法按照食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定（GB/T 5009.342022）第三法操作，氮气流速为 1.0 Lmin-1。2结果与分析2.1两种检测检测方法的回收率和精密度对同一批次不含二氧化硫的淀粉试样用酸碱滴定法和离子色谱法第三法进行加标回收实验，在样品中分别添加10.0 mgkg-1、50.0 mgkg-1、100.0 mgkg-1 3 个浓度的二氧化硫标准溶液。由表 2 可知，酸碱滴定法的平均回收率为 89.8%99.1%，相对标准偏差分别为 2.5%5.1%；离子色谱法的平均回收率为95.9%98.0%，相对标准偏差为 1.7%3.1%，均能满足实验室要求的精密度与准确度。2.2两种检测方法结果对比分析同一样品采用两种方法的测定结果见图1。香菇、食用醋、菊花、青花椒和复合香辛料用酸碱滴定法检测均有检出值，且均大于国家标准规定的定量限 10 mgkg-1，而离子色谱法的检测结果均小于定量限 6 mgkg-1，结果为未检出5；小米辣（配料中含冰乙酸、柠檬酸、乳酸、脱氢乙酸）酸碱滴定法的检出值为 105 mgkg-1，远大于离子色谱法的检出值 87.8 mgkg-1（超过标准要求的误差范围）；百合、泡豇豆、红薯淀粉两个方法的测定值均在标准要求的方法误差范围内（在重复性条件下获得的两次独立测试结果的绝对差值不超过算数平均值的 10%）。针对两个方法出现的结果差异，通过对检测的样品进行分析总结，发现问题主要集中在配料表中含酸类添加剂或贮存不当导致自然发酵形成各类有机酸的表 1样品信息表样品类别样品名称样品特性数据是否异常酱腌菜小米辣含冰乙酸、柠檬酸、乳酸、脱氢乙酸是泡豇豆不含酸类添加剂否香辛料青花椒无任何添加剂是复合香辛料含多种香辛料是蔬菜干制品百合初级农产品，无任何添加剂否代用茶菊花无任何添加剂是食用菌香菇初级农产品，无任何添加剂是淀粉制品红薯淀粉无任何添加剂否调味液食用醋零添加，无任何添加剂是表 2两种检测方法的回收率与精密度实验结果加标浓度/（mgkg-1）酸碱滴定法离子色谱法相对标准偏差/%平均回收率/%相对标准偏差/%平均回收率/%10.05.189.83.197.950.02.593.82.898.0100.03.099.11.795.940 食品安全导刊 2023年9月（上）分析检测产品、含挥发性物质与内源性物质较多的产品6。参考已知的研究，香菇的内源性亚硫酸根以及含硫香气成分化合物可能会造成假阳性结果7-8；菊花、青花椒和复合香辛料中挥发性物质较多且基质较复杂，除了内源性物质外还有芳香性类化合物可能会干扰结果；对于含酸类添加剂或贮存不当导致自然发酵形成各类有机酸的产品（小米辣），由于酸碱滴定法的原理是试样酸化后在加热条件下亚硫酸盐等系列物质释放二氧化硫，用过氧化氢溶液吸收蒸馏物形成硫酸，用碱液滴定来计算样品中二氧化硫的残留量，在该过程中样品中其他物质很可能通过氮气被吸收液吸收形成其他酸，干扰吸收液的酸碱性，造成数据偏高或者假阳性9-11。2.3影响滴定法测定结果的因素分析2.3.1蒸馏时间对测定结果的影响为了验证其他物质对实验结果是否产生影响，对这几类代表样用酸碱滴定法进行标准蒸馏时长90 min 与延长蒸馏时长 120 min、150 min 的测定，结果如图 2 所示。香菇、小米辣、菊花、青花椒、复合香辛料样品均出现了蒸馏不完全的现象，即在标准规定蒸馏时长90 min后测定结果出现不同程度的升高，随着蒸馏时间的延长，二氧化硫含量不断上升，说明其蒸馏出的物质不仅为二氧化硫，还有其他影响吸收液酸碱性的物质，对滴定法的结果造成干扰。而百合、泡豇豆、红薯淀粉的测定结果则不随时间的延长而升高，说明在标准规定蒸馏时长内二氧化硫蒸馏完毕，无其他物质干扰。2.3.2产品中酸对测定结果的影响由于市场上含酸类添加剂的产品占比较高，尤其是四川地区的酱腌菜，除了人为添加还会自然发酵生成乳酸，因此本研究对含酸类添加剂的产品着重分析，为验证酸是否会对酸碱滴定法的结果形成干扰，对小米辣中的冰乙酸、柠檬酸、乳酸、脱氢乙酸用酸碱滴定法进行分析测定，结果如图 3 所示。柠檬酸未检出，冰乙酸的值最大，冰乙酸、乳酸、脱氢乙酸在 90 min 与 120 min 时的测定值分别为 505 mgkg-1 与 934 mgkg-1、133 mgkg-1与 150 mgkg-1、73.3 mgkg-1与 87.4 mgkg-1，这 3 类酸的测定结果与蒸馏时长都050100150200250300样品名称 测定结果/（mgkg-1）酸碱滴定法 离子色谱法 复合香辛料小米辣泡虹豆红薯淀粉香菇食用醋百合菊花青花椒图 1不同样品两种方法的二氧化硫测定结果0255075100125150175200225250275300325小米辣 红薯淀粉 泡豇豆 香菇 百合 菊花 青花椒 复合香辛料 样品名称 90 min120 min150 min测定结果/（mgkg-1）图 2不同样品各时段的二氧化硫测定结果Sep.2023 CHINA FOOD SAFETY 41分析检测02004006008001 0001 200冰乙酸 柠檬酸 脱氢乙酸 乳酸 试剂名称 90 min120 min测定结果/（mgkg-1）图 34 种酸各时段的测定结果呈正相关，说明这 3 种酸会干扰酸碱滴定法的测定结果，其中冰乙酸的干扰最明显，而柠檬酸则不会影响结果。含这 3 种酸类添加剂的产品滴定法结果容易偏高或呈假阳性。3结论在滴定法和色谱法均满足实验室要求的精密度和准确度的条件下，对食品二氧化硫残留量监管过程中发现问题的代表样用两种方法同时进行验证比对，发现配料表中含冰乙酸、乳酸较多的产品，含挥发性物质与内源性物质较多的产品，用滴定法测定时其结果会出现偏高或呈假阳性的情况，配料表中的酸类添加剂（特别是冰乙酸）会影响滴定法的测定结果，可能会造成误判，表明滴定法的适用性存在不够完善的问题，为保证数据的准确性及监管的合理性，需对酸碱滴定法进行技术改进，对含以上特征的产品使用干扰少、准确度更高的色谱法。本研究为滴定法的产品适用性提供一定的参考依据，为食品中二氧化硫残留量的检测提供风险提示，以保障检测数据的准确性和消费者的生命 健康。参考文献1CHAGAS R,LAIA C A,FERREIRA R B,et al.Sulfur dioxide induced aggregation of wine thaumatin-like proteins:role of disulfide bondsJ.Food Chemistry,2018,259:166-174.2 叶咏薇,张兴松,陈曦.食品中二氧化硫检测中常见问题探讨 J.商品与质量,2021(24):209.3 黄丽,陈思伊,庞洁,等.食品中二氧化硫残留量检测研究进展 J.中国食品添加剂,2020,31(8):123-128.4 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.食品安全国家标准 食品添加剂使用标准:GB 27602014S.北京:中国标准出版社,2014.5 中华人民共和国国家卫生健康委员会,国家市场监督管理总局.食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定:GB 5009.342022S.北京:中国标准出版社,2022.6 曾莉雅,招原春,钟舒洁.食品中天然二氧化硫残留的溯源及本底值调查综述 J.现代食品,2021(9):130-133.7 屠大伟,邓美林,刘美艳,等.气相色谱-质谱法测定食品中二氧化硫 J.分析试验室,2020,39(7):864-868.8 黄忠华,任桂凤.香菇二氧化硫 3 种检测方法的对比研究 J.轻工科技,2019(11):27-29.9 鲁瑞丽.食用菌中二氧化硫残留量检测方法探索J.农产品加工,2020(10):75-76.10 郭晓艳,罗晓,苏远科,等.快速蒸馏-离子色谱法测定干红葡萄酒中的亚硫酸盐含量 J.中国酿造,2020,39(3):162-165.11 蒋越华,秦玉燕,时鹏涛,等.离子色谱法测定酱腌菜中的二氧化硫 J.化学分析计量,2019,28(3):9-12.