食品和藥品中二氧化硫殘留量的測(cè)定方法研究進(jìn)展

夏瑋

摘 要：過(guò)量攝入二氧化硫會(huì)導(dǎo)致慢性中毒，并會(huì)對(duì)人體各個(gè)系統(tǒng)造成損傷。因此，嚴(yán)格控制食品藥品中的二氧化硫殘留量十分重要。本文介紹了測(cè)定二氧化硫殘留量的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)——滴定法、氣相色譜法、離子色譜法和文獻(xiàn)報(bào)道的分光光度法等方法，對(duì)比分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，以期為提升二氧化硫殘留量的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

關(guān)鍵詞：二氧化硫殘留量 滴定法 分光光度法 色譜法

在中藥材及食品加工過(guò)程中，常采用硫磺熏蒸和使用食品添加劑亞硫酸鹽進(jìn)行漂白、殺蟲(chóng)和防霉、防腐處理，但其中的主要作用成分為二氧化硫——一種強(qiáng)還原劑，它會(huì)降低中藥材的活性成分含量和破壞食品本身的營(yíng)養(yǎng)成分。此外，食用二氧化硫殘留過(guò)量的食品會(huì)導(dǎo)致食用者產(chǎn)生咽喉疼痛、惡心、嘔吐等胃腸道反應(yīng)，并對(duì)肝臟也有一定的損害[1]。隨著分析方法的不斷發(fā)展和檢測(cè)手段的日趨完善，測(cè)定二氧化硫殘留量的方法也日益增多，包括滴定法、光譜法和色譜法等幾類(lèi)。本文介紹了測(cè)定二氧化硫殘留量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)方法，對(duì)比分析了各檢測(cè)方法的原理、操作步驟并對(duì)測(cè)定二氧化硫殘留量方法的發(fā)展前景進(jìn)行展望。

1 滴定法

滴定法又稱(chēng)容量法，是將已知確定濃度的標(biāo)準(zhǔn)滴定液滴加到被測(cè)溶液中，或?qū)⒈粶y(cè)溶液滴加到標(biāo)準(zhǔn)滴定液中，直到所加標(biāo)準(zhǔn)滴定液與被測(cè)物按化學(xué)計(jì)量反應(yīng)完全為止，然后根據(jù)指示劑的顏色變化判斷滴定終點(diǎn)，還可以根據(jù)自身顏色變化指示終點(diǎn)。最后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)滴定液濃度和消耗體積計(jì)算出被測(cè)物的含量。

1.1 蒸餾-間接碘量法

1.1.1 全玻璃蒸餾測(cè)定法

《食品中二氧化硫的測(cè)定》（GB 5009.34-2016）[2]采用蒸餾測(cè)定法，通過(guò)密閉的容器對(duì)樣品進(jìn)行酸化，然后蒸餾，讓樣品充分釋放出二氧化硫，再由乙酸鉛溶液進(jìn)行吸收，用濃鹽酸對(duì)其進(jìn)行酸化，最后加入過(guò)量碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液。使用碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行滴定可使溶液中的碘析出，最終利用碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的消耗量對(duì)二氧化硫的含量進(jìn)行計(jì)算。此蒸餾方法操作簡(jiǎn)單、便于普及，但樣品蒸餾耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，手動(dòng)滴定誤差大，終點(diǎn)不易判斷。

1.1.2 一體化全自動(dòng)蒸餾儀測(cè)定法

該方法的原理和全玻璃蒸餾法一致，但全自動(dòng)蒸餾儀一次可以同時(shí)蒸餾大批樣品，彌補(bǔ)了普通蒸餾一次僅能蒸餾一個(gè)樣品的缺陷，并且加熱均勻，減少了平行樣之間的誤差。但是，該方法每次耗時(shí)40～60min才能完成蒸餾，且下次蒸餾需要更換繁瑣的玻璃蒸餾裝置。

1.1.3 凱氏定氮測(cè)定法

凱氏定氮儀主要用于測(cè)定蛋白質(zhì)中的氮含量，現(xiàn)也用于測(cè)定酚、氨、揮發(fā)性脂肪酸、二氧化硫、氰化物、乙醇等含量。其方法為，取樣品置于蒸餾管中，將蒸餾管安裝在凱氏定氮儀上，轉(zhuǎn)動(dòng)使其密封，加入酸，設(shè)置好程序，開(kāi)啟蒸餾開(kāi)關(guān)，進(jìn)行加熱蒸餾。有文獻(xiàn)報(bào)道[3-5]，此方法蒸餾時(shí)間較短，一般5～10min就可蒸餾完畢，大大縮短了蒸餾時(shí)間，也可以解決普通蒸餾容易產(chǎn)生氣泡因反應(yīng)劇烈而導(dǎo)致污染接收液的問(wèn)題。

1.2 直接碘量法[6]

利用碘可以與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)的性質(zhì)來(lái)測(cè)定樣品中二氧化硫的含量，此方法快速簡(jiǎn)易，但誤差較大——當(dāng)樣品顏色較深時(shí)，會(huì)影響對(duì)滴定終點(diǎn)的判斷。有文獻(xiàn)報(bào)道[7]，改良直接碘量法可以消除樣品顏色和基質(zhì)中復(fù)雜成分的干擾。

1.3 氧化法

《葡萄酒、果酒通用分析方法》（GB/T 15038-2006）[6]中測(cè)定游離二氧化硫第一法為氧化法，但氧化裝置較為復(fù)雜，受抽氣量和揮發(fā)酸等多種因素干擾。

2 電化學(xué)法

2.1 電導(dǎo)滴定法

電導(dǎo)滴定法是電化學(xué)分析法的一種，其原理是將標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴入被測(cè)物質(zhì)的溶液中，依據(jù)滴定過(guò)程中溶液電導(dǎo)率的變化而決定終點(diǎn)。盧曉芳[8]等采用電導(dǎo)滴定法測(cè)定二氧化硫殘留量，通過(guò)分析電導(dǎo)滴定過(guò)程中溫度和過(guò)氧化氫濃度對(duì)滴定結(jié)果的影響得出結(jié)論——電導(dǎo)滴定過(guò)程中加熱溫度不宜過(guò)高，以49℃為宜；過(guò)氧化氫濃度以20%為宜。對(duì)比分析電導(dǎo)滴定法和間接碘量滴定法，電導(dǎo)滴定法的測(cè)定結(jié)果更接近真實(shí)值，測(cè)定過(guò)程中無(wú)嚴(yán)重影響環(huán)境的污染物生成，且試劑廉價(jià)、經(jīng)濟(jì)環(huán)保，不失為一種快速準(zhǔn)確測(cè)定二氧化硫殘留量的方法。

2.2 電位滴定法

電位滴定法是在滴定過(guò)程中通過(guò)測(cè)量電位變化以確定滴定終點(diǎn)的方法。在滴定到達(dá)終點(diǎn)前后，滴定液中的待測(cè)離子濃度往往連續(xù)變化n個(gè)數(shù)量級(jí)，引起電位突躍，被測(cè)成分的含量通過(guò)消耗滴定液的量來(lái)計(jì)算。王永姣[9]等利用電位滴定過(guò)程中電位的突躍來(lái)確定終點(diǎn)，建立了電位滴定法測(cè)定二氧化硫殘留量的方法，其消除了間接碘量滴定法中指示劑顏色變化指示終點(diǎn)帶來(lái)的誤差。并且，電位滴定法可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)滴定，大大提高了滴定效率。

3 分光光度法

3.1 鹽酸副玫瑰苯胺法[10]

《食品中亞硫酸鹽的測(cè)定》（GB/T 5009.34-2003）第一法采用鹽酸副玫瑰苯胺法測(cè)定二氧化硫殘留量，此方法靈敏性好，選擇性較好。但是，該方法使用的四氯汞鈉毒性大，且用量較多，會(huì)對(duì)操作人員造成危害，并對(duì)環(huán)境造成極大污染。此外，這一方法的顯色劑為紅色，因此大多數(shù)食品的自身顏色會(huì)與對(duì)比色結(jié)果形成干擾。

3.2 在線(xiàn)蒸餾-流動(dòng)注射法

羅潔[11]等建立了流動(dòng)注射分析法測(cè)定甜型葡萄酒中總二氧化硫的分析方法——樣品經(jīng)酸化后，蒸餾，再用氫氧化鈉溶液吸收，再與甲醛溶液混合后與堿性品紅反應(yīng)生成紅色絡(luò)合物，在560nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。王瑩[12]等也建立了在線(xiàn)蒸餾-流動(dòng)注射法測(cè)定食糖中的二氧化硫的方法。流動(dòng)注射分析法采用在線(xiàn)蒸餾，消除了樣品本身顏色的干擾，該方法分析快速，結(jié)果準(zhǔn)確，耗樣量少，適用于大批量樣品的檢查。

3.3 熒光分光光度法

胡家勇[13]等基于在弱酸性條件下亞硫酸氫鹽、亞硫酸鹽與鄰苯二甲醛、乙酸銨反應(yīng)生成異吲哚-1-磺酸鹽熒光化合物，由熒光分光光度計(jì)測(cè)定其熒光強(qiáng)度，來(lái)定量樣品中的二氧化硫殘留量，建立了熒光分光光度法測(cè)定淀粉及其衍生物中二氧化硫殘留量的方法。此方法靈敏度高、精密度良好、操作簡(jiǎn)單，是檢測(cè)二氧化硫殘留量的較好方法。

3.4 近紅外光譜法

黎慶濤[14]等利用近紅外光譜技術(shù)建立模型，通過(guò)比較不同的光譜預(yù)處理方法，得到最佳方法，為在線(xiàn)快速檢測(cè)白砂糖中的二氧化硫提供了新的途徑。

4 色譜法

4.1 離子色譜法

《中國(guó)藥典》2015年版四部[15]二氧化硫殘留量測(cè)定法第三法為離子色譜法，即將樣品以水蒸氣蒸餾法進(jìn)行處理，再加酸處理使樣品中的亞硫酸鹽系列物質(zhì)轉(zhuǎn)化為二氧化硫，隨水蒸氣帶出后被雙氧水吸收并氧化為硫酸根離子，再用離子色譜儀檢測(cè)，計(jì)算樣品中的二氧化硫殘留量。王佳慧[16]等建立了離子色譜法測(cè)定郁李仁藥材中的二氧化硫殘留量；楊娜[17]等建立了離子色譜法測(cè)定瓜子中的二氧化硫殘留量，通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，避免了假陽(yáng)性干擾。該方法曾被大量文獻(xiàn)[18-20]報(bào)道，其靈敏度高、線(xiàn)性范圍廣，對(duì)于食品和藥品中二氧化硫殘留量的控制具有一定的實(shí)用價(jià)值。

4.2 液相色譜法

該方法利用高效液相色譜柱后衍生法，讓亞硫酸鹽與鄰苯二甲醛和伯胺進(jìn)行反應(yīng)，生成吲哚衍生物后，再經(jīng)熒光檢測(cè)器檢測(cè)。鄒月利[21]通過(guò)此法得出該方法靈敏度高、誤差小，可為檢測(cè)二氧化硫殘留量提供參考依據(jù)。

4.3 氣相色譜法

氣相色譜法測(cè)定二氧化硫殘留量是在密閉的頂空瓶中，通過(guò)熱平衡使在鹽酸介質(zhì)下樣品中的二氧化硫逸出，達(dá)到氣液平衡，利用頂空氣相色譜法直接測(cè)定頂空瓶中二氧化硫氣體的含量。有不少文獻(xiàn)報(bào)道過(guò)此方法，該方法重復(fù)性好，靈敏度高，樣品用量少。

5 小結(jié)與展望

綜上所述，各種方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。滴定法儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，各實(shí)驗(yàn)室較易配備，操作簡(jiǎn)便，技術(shù)也比較成熟，但是，標(biāo)準(zhǔn)滴定液的配制和定期標(biāo)定較為繁瑣，并且大部分食品和中藥材基質(zhì)復(fù)雜，自身顏色較深，對(duì)滴定終點(diǎn)的判定有很大的干擾。電化學(xué)法滴定要比手動(dòng)滴定更準(zhǔn)確，消除了對(duì)終點(diǎn)判斷的誤差，但受電子、電流等因素干擾較大。分光光度法靈敏度高，有良好的精密度，但受基質(zhì)和樣品純度影響較大。色譜法靈敏度高，重復(fù)性和線(xiàn)性好，但現(xiàn)代儀器耗材成本較高，不易推廣。在不同的中藥材和食品中，二氧化硫的存在形式不同，所以在檢測(cè)不同樣品中二氧化硫殘留量時(shí)，需采用不同的檢測(cè)方法。依據(jù)我們平時(shí)工作中積累的經(jīng)驗(yàn)，選取合適的檢測(cè)方法，在線(xiàn)蒸餾-自動(dòng)滴定方法是一種值得推薦的方法。

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