離子色譜法測定水產(chǎn)品中亞硫酸鹽的含量

邵宏宏，周向陽，周秀錦，傅謐妮，沈 飚，徐君輝

（舟山出入境檢驗檢疫局，浙江舟山 316000）

亞硫酸鹽作為食品添加劑廣泛使用于食品加工工程中，能起到漂白、脫色、防腐、抗氧化、防止食物褐變等作用。水產(chǎn)品中二氧化硫超標問題一直是困擾水產(chǎn)品出口的疑難問題。產(chǎn)生二氧化硫的原因主要是漁民濫用亞硫酸鹽保鮮劑，在使用方法上普遍存在操作隨意、劑量不勻的現(xiàn)象，導(dǎo)致水產(chǎn)品中二氧化硫超標。但是，亞硫酸鹽具有一定的毒性，可與蛋白質(zhì)巰基進行可逆反應(yīng)，刺激消化道黏膜，出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹瀉等癥狀；攝入過量的亞硫酸鹽，不僅會影響人體對鈣的吸收，并破壞B族維生素；長期攝入則會對肝臟造成損害。因此對其使用量及在食品中的殘留量應(yīng)控制在合適的范圍內(nèi)。美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）和歐盟規(guī)定，凡食品中亞硫酸鹽含量超過10 mg/kg，必須在食品標簽上注明本食品有亞硫酸鹽。

目前，作為蝦蟹類水產(chǎn)品的主要進口國，韓國對我國出口的甲殼類產(chǎn)品，主要是梭子蟹實施了嚴于國際要求的亞硫酸鹽檢測標準，把生、熟的梭子蟹制品均設(shè)定為30 mg/kg。我國目前采用的亞硫酸鹽檢測方法雖然有很多種[1－5]，如國標中采用的鹽酸副玫瑰苯胺比色法和蒸餾滴定法等,其他檢測方法如化學(xué)發(fā)光法[10－12]、電化學(xué)法[13]、酶光度分析法[14]等檢測方法也陸續(xù)有人報道，但均各有其不足之處。如鹽酸副玫瑰苯胺比色法除需要大量使用有毒性的四氯汞鈉之外，此方法定量限僅為10 mg/kg，且易受干擾。面對水產(chǎn)品出口的嚴峻形勢，加強對水產(chǎn)品中亞硫酸鹽殘留檢測成為當務(wù)之急。然而，目前采用的國標方法已經(jīng)不能很好的滿足檢測需求。還缺少一種適應(yīng)目前貿(mào)易需求的簡單、環(huán)保、快速、準確度較高的檢測方法。

離子色譜法是目前分析陰離子的首選方法，本文嘗試建立離子色譜－抑制電導(dǎo)檢測器測定水產(chǎn)品中的亞硫酸鹽的方法,取代傳統(tǒng)的鹽酸副玫瑰苯胺比色法，此法將不需要有毒性的四氯汞鈉作為提取劑，其檢出濃度可達到0．1 mg/kg，且干擾小、穩(wěn)定性好、操作簡單，效率高，方法可滿足出口檢測的要求(＜30 mg/kg)，進一步做好水產(chǎn)品中亞硫酸鹽的源頭驗收把關(guān)工作，更好的為地方經(jīng)濟的發(fā)展服務(wù)。

1 材料和方法

1．1 主要試劑與儀器

試劑除特別說明外均為分析純，水為18．2 MΩ的去離子水，經(jīng)0．45 μm濾膜過濾后使用。

SO32－標準儲備液：稱取Na2SO312．600 g，用少量水溶解，加入10 mL甲醛，加水定容至1 L，搖勻，冰箱儲藏。臨用時用硫代硫酸鈉標準溶液標定SO32－（以SO2計）的含量。

超聲波清洗器；漩渦振蕩器（IKA 公司MSI）；低溫高速離心機（西格瑪公司3－18K）；0．22 μm微孔濾膜；Millipore超濾杯；戴安ICS3000離子色譜儀，配電導(dǎo)檢測器；chromeleon色譜工作站。

1．2 樣品預(yù)處理

稱取約 5．0 g（精確至 0．001 g）樣品，均質(zhì)后，加入 50 mL 10 mM NaOH，2%甲醛溶液提取液，經(jīng)充分混勻后超聲10 min，然后以6 000 r/min離心10 min，取上清液20 mL于millipore超濾杯，9 000 r/min低溫高速離心30 min，取濾液，經(jīng)0．22 μm水相微孔濾膜過濾后，取1 mL濾液用1%甲醛溶液定容至5 mL，收集于自動進樣器樣品瓶中，待測。

1．3 色譜條件

分離柱：IonPac AS11－HC；保護柱 IonPac AG11－HC；淋洗液：20 mmol KOH 溶液，流速 1．0 mL/min，自動抑制模式，抑制電流125 mA；檢測：抑制電導(dǎo)，進樣量25 μL，以保留時間定性，峰面積定量；柱溫：30℃。

2 結(jié)果與討論

2．1 穩(wěn)定劑的選擇

亞硫酸鹽不穩(wěn)定，其水溶液極易水解/氧化，樣品在前處理過程中以及標準溶液中必須加入穩(wěn)定劑，根據(jù)有關(guān)資料[6－8]，三乙醇胺、甘露醇和甲醛等均可作SO32－的穩(wěn)定劑，其中甲醛最有效。本文選用甲醛作為穩(wěn)定劑，經(jīng)試驗表明，隨著甲醛濃度提高，會降低檢測的靈敏度，樣品和標準溶液的甲醛加入濃度為1%時，樣品的回收率較好。

另外，亞硫酸鹽在酸性條件下易分解，釋放出SO2，SO32－在中性和堿性溶液中較穩(wěn)定。根據(jù)資料[15]，當提取溶液堿性過大時，SO32－峰面積會增大，但是與SO42－分離度變小，當溶液中OH－濃度為10～20 mmol/L較合適。為達到較好的分離度，因此我們選擇10 mmol/L NaOH提取樣品中的亞硫酸鹽，并加入1%甲醛作為穩(wěn)定劑。

2．2 樣品前處理方法的對比試驗

有些食品樣品組成復(fù)雜,含有較多蛋白質(zhì)油脂色素纖維素等成分，這些組分不僅會堵塞管道而且還直接作用于分離柱，影響柱的性能和壽命，因此我們嘗試采用Kjeltec Auto Distillation Foss Tecator蒸餾法[5，9]，通過加酸使SO32-轉(zhuǎn)化為SO2，使亞硫酸鹽以氣體的形式蒸餾出來，堿溶液或沉淀劑吸收SO2，經(jīng)固相萃取柱后，再用離子色譜法進行測定。同時蒸餾時加入過量的強酸和發(fā)泡劑碳酸鈉，兩者反應(yīng)后產(chǎn)生CO2氣體逸出，用CO2氣體取代氮氣將SO2氣體帶出，提高了蒸餾效率。這種前處理方式雖然能較好去除食品中所含的蛋白質(zhì)油脂色度等成分，減少對測定的干擾，但是過量的強酸會使部分樣品碳化，并且強酸具有較強的氧化性且反應(yīng)較劇烈，其與發(fā)泡劑碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生的過大的CO2氣體反而會影響SO2氣體的吸收，導(dǎo)致回收率不夠理想。

鑒于水產(chǎn)品主要是蝦仁和螃蟹，其主要成分是蛋白質(zhì)，幾乎不含色素等成份，因此我們前處理過程中，采用堿溶液并加入一定的亞硫酸鹽穩(wěn)定劑甲醛溶液來提取水產(chǎn)品中的亞硫酸鹽，超聲后，經(jīng)冷凍離心，將上清液過Millipore超濾杯，在高速離心下，它可過濾掉3 kD大小以上的蛋白質(zhì)，即可將樣品凈化完全。我們分別采用不同的超聲時間和不同體積的提取液對樣品進行預(yù)處理對比試驗。試驗表明，提取過程中，采用50 mL體積提取液是較為理想的提取體積，當提取液體積縮小到20 mL時，回收率下降5%。另外，采用50 mL提取液提取樣品中的亞硫酸鹽，分別用不同的超聲時間對樣品進行處理。隨著超聲時間的延長，回收率下降，當超聲時間由10 min增加到40 min時，回收率下降10%，在相同條件下，樣品超聲10 min平均回收率均可達到85%以上。因此超聲10 min即可基本上將樣品中亞硫酸鹽被提取液所溶解，超聲時間的延長反而會因為超聲時產(chǎn)生的熱量影響亞硫酸鹽的穩(wěn)定性。

2.3 儀器系統(tǒng)的穩(wěn)定性

2.3.1 色譜條件及色譜圖

本實驗使用20 mmol KOH溶液為淋洗液，可有效的將亞硫酸根與其它離子分開，亞硫酸鹽標準溶液的離子色譜圖如圖1所示，空白樣品和加入SO32-標準溶液的樣品的色譜對比圖如圖2所示。根據(jù)本文的實驗方法和色譜條件，SO32-保留時間在13.9 min左右，色譜峰峰形良好，可滿足亞硫酸鹽的檢測分離要求。標準工作曲線和進樣重復(fù)性試驗表明，該系統(tǒng)儀器條件對于測定亞硫酸鹽的含量是穩(wěn)定的。

2.3.2 標準工作曲線

吸取SO2儲備液0.5 mL于100 mL容量瓶中，加1%甲醛溶液定容到刻度，得到10.0 mg/L SO2標準使用液。再進一步用1%甲醛溶液稀釋成SO2濃度分別為0.10、0.20、0.40、0.60、1.00、2.00、4.00、10.00、20.00、40.00 mg/L系列標準使用液。在設(shè)定色譜條件下進樣分析，以標準系列質(zhì)量濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標，繪制校準曲線。標準工作曲線方程為Y=0.468 8 X-0.052 3，線性相關(guān)系數(shù)為0.998 4，該方法線性關(guān)系良好，能夠準確進行定量。

2.3.3 進樣重復(fù)性和最低檢出限

用濃度為 0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.2 mg/L的SO2標準液，每個濃度重復(fù)進樣，0.05mg/L時檢測不到信號。在0.1 mg/L濃度時，測定結(jié)果的平均值為0.106 3 mg/L，相對標準偏差為4.1%，重復(fù)性較好，見表1。并且S/N≥3，因而0.1 mg/L為本方法的最低檢出限。

圖1 SO32-標準溶液色譜圖Fig.1 Chromatogram of sulphite standard by IC

圖2 空白樣品和加標后樣品SO32-的色譜對比圖（1為空白樣品的色譜圖；2為空白加標的色譜圖）Fig.2 Chromatogram of blank and spiked sample by IC

表1 最低檢出限試驗Tab.1 Results of detection limit test

2.4 定量限試驗

準確稱取蝦仁空白樣品5.0 g，分別加入不同濃度的標準溶液，當SO2加標濃度最低為4.4 mg/kg時，信噪比S/N≥10，做6個平行，測定結(jié)果見表2?；厥章试?6.6%～99.7%之間，RSD=5.2%，結(jié)果滿意。根據(jù)回收率試驗，能可靠測得的最低濃度確定定量限為4.5 mg/kg。

表2 定量限試驗Tab.2 Results of determination limit test

2.5 精密度試驗

分別準確稱取2組各6個蝦仁空白樣品5.0 g，兩組分別加入不同濃度的標準溶液，經(jīng)過同樣的樣品前處理上機檢測，結(jié)果見表3。由表3可知，測定結(jié)果的標準偏差分別為3.6%和6.6%，結(jié)果滿意。表明該方法滿足殘留測定的要求。

表3 精密度試驗結(jié)果(n=6)Tab.3 Results of precision of the method from fortified samples（n=6）

2.6 回收試驗

按本文方法對已知含量的空白樣品進行標準加入回收試驗，測定結(jié)果和回收率計算結(jié)果見表4。由表4可知，此方法的平均加標回收率為85.4%～93.5%，回收率較好。

表4 方法回收率試驗(n=6)Tab.4 Results of recovery test from fortified samples(n=6)

2.7 比對試驗

為進一步驗證方法的準確性，本文采用的離子色譜法(IC法)與我國食品衛(wèi)生標準檢驗方法[5]：鹽酸副玫瑰苯胺紫外分光光度法分別對蝦仁和螃蟹樣品進行對比測定。紫外分光光度法定量限為10 mg/kg，測定結(jié)果見表5。

表5 方法比對試驗Tab.5 Results of comparative test between IC and UV-VIS method

由表5可知，用本文的離子色譜法和紫外分光光度法對水產(chǎn)品中的亞硫酸鹽含量進行檢測，兩種方法的結(jié)果具有較好的一致性。但在低濃度檢測時，離子色譜法靈敏度比傳統(tǒng)的分光光度法高。

3 結(jié)論

采用離子色譜法可簡便、快速、準確測定水產(chǎn)品主要是蝦仁和螃蟹中的亞硫酸鹽含量，不僅減少了傳統(tǒng)國標法中使用有毒試劑對操作人員健康的危害和對環(huán)境的影響，并且提高了檢測的靈敏度，為出口水產(chǎn)品的檢測提供技術(shù)支持，保障水產(chǎn)品中亞硫酸鹽的源頭驗收把關(guān)工作,更好的為地方經(jīng)濟的發(fā)展服務(wù)。

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