亞硫酸鹽在食品中的研究進(jìn)展

陳健敏 冉夢(mèng)楠 王美霞

(1 莆田學(xué)院藥學(xué)與醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院，福建 莆田 351100；2 藥物分析與檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 莆田 351100)

亞硫酸鹽是指二氧化硫和能產(chǎn)生二氧化硫的一類無機(jī)含硫化合物的統(tǒng)稱。亞硫酸鹽作為食品添加劑，19世紀(jì)就已在美國獲得批準(zhǔn)，目前仍在全世界范圍內(nèi)使用。亞硫酸鹽中對(duì)食物起作用的是二氧化硫，其具有漂白、防腐、抗氧化、抑制細(xì)菌生長、控制酶促反應(yīng)等作用[1-2]。GB 2760-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[3]中明確規(guī)定，水果(經(jīng)表面處理)、蔬菜(干制)、生濕面制品、食用淀粉、調(diào)味料和飲料等食品中，只允許添加二氧化硫、焦亞硫酸鉀、焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、低亞硫酸鈉、硫磺(僅限于熏蒸)，并規(guī)定各類食品中添加劑的最大使用量。然而，不良食品生產(chǎn)企業(yè)或個(gè)人為了謀取利益，往食品中加入不符合規(guī)定的亞硫酸鹽品種或超出最大使用量，甚至使用國家明令禁止添加的“吊白塊”，嚴(yán)重危害消費(fèi)者的健康[4]。本文對(duì)近幾十年的國內(nèi)外文獻(xiàn)進(jìn)行歸納分析，詳細(xì)闡述了亞硫酸鹽的性質(zhì)、在人體內(nèi)的吸收代謝過程、食物中發(fā)揮的作用及機(jī)制、體內(nèi)外毒性、使用限度法規(guī)以及檢測(cè)方法。目的在于為亞硫酸鹽在食品中的合理應(yīng)用提供理論指導(dǎo)，對(duì)食品生產(chǎn)企業(yè)或個(gè)人起到警示作用，提高消費(fèi)者自我保護(hù)意識(shí)，同時(shí)為食品監(jiān)管部門提供參考依據(jù)。

1 亞硫酸鹽概述

1.1 亞硫酸鹽分類及理化性質(zhì)

亞硫酸鹽包括離子型和非離子型硫的氧化態(tài)(如SO2、HSO3-、SO32-和S2O52-等)[5]，一般包括二氧化硫、焦亞硫酸鉀、焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、低亞硫酸鈉、硫磺、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、亞硫酸氫鉀以及次亞硫酸鈉等化合物，如表1所示。亞硫酸鹽中的硫原子化合價(jià)一般為+4價(jià)，故同時(shí)具備還原性和氧化性，因此廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)[6]。亞硫酸鹽在食品中的存在形式含游離態(tài)、可逆結(jié)合態(tài)和不可逆結(jié)合態(tài)[7]。游離態(tài)的亞硫酸鹽在不同的酸度條件下，可在HSO3-、SO32-和SO2三種形態(tài)間轉(zhuǎn)化[8-9]：pH值小于2時(shí)，非解離絡(luò)合物SO2·H2O或者 H2SO3為主要存在形態(tài)；pH值介于3～7之間時(shí)，HSO3-的存在形態(tài)占優(yōu)勢(shì)；pH值大于7時(shí)，溶液中主要的存在形態(tài)是SO32-。在亞硫酸鹽溶液中還會(huì)存在少量的S2O52-。游離態(tài)的亞硫酸鹽易與食物的多種成分(如醛、酮、還原糖、不飽和有機(jī)物、蛋白質(zhì)和花青系等)發(fā)生反應(yīng)，這些反應(yīng)大多數(shù)是可逆的，形態(tài)了亞硫酸鹽的可逆結(jié)合態(tài)，而部分反應(yīng)是不可逆的，形成了亞硫酸鹽的不可逆結(jié)合態(tài)[8]。這些特殊的化學(xué)性質(zhì)，造成亞硫酸鹽在食品行業(yè)中應(yīng)用的復(fù)雜性，因此很有必要對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行全面的歸納分析，明確其體內(nèi)吸收代謝過程、與食物的相互作用，以及體內(nèi)外毒性等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為更合理地應(yīng)用亞硫酸鹽提供理論支持。

1.2 亞硫酸鹽與食物中成分的反應(yīng)

亞硫酸鹽易與多種食物成分產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)從而形成各種亞硫酸鹽的有機(jī)化合物，如可以與不飽和脂肪酸發(fā)生雙鍵反應(yīng)，誘導(dǎo)不飽和脂肪酸氧化[13-15]；易與食品中的醛類、酮類、己醛糖(如果糖)、單糖等反應(yīng)形成不可逆的亞硫酸鹽烷基磺酸鹽類[14, 16]；與包括維生素B1、C、K在內(nèi)的多種維生素結(jié)合，尤其與維生素B1的反應(yīng)為不可逆的強(qiáng)親核反應(yīng)，最終導(dǎo)致維生素B1裂解為其他產(chǎn)物而損失。但目前尚鮮見亞硫酸鹽的攝入影響食物中其他維生素的吸收或降低人體內(nèi)維生素含量的報(bào)道[17-18]。另外，亞硫酸鹽可以將氨基酸、蛋白質(zhì)的二硫鍵還原為巰基[19]；可與核酸等物質(zhì)交聯(lián)從而引起細(xì)胞產(chǎn)生變異，這可能是亞硫酸鹽致突變的原因[20]。正因?yàn)閬喠蛩猁}易與食物中的成分發(fā)生上述化學(xué)反應(yīng)，因此消費(fèi)者在食用含有亞硫酸鹽的食物時(shí)，其實(shí)際攝入量將低于添加量，這也在一定程度上提高了其安全性?？偟膩碚f，目前尚無明確數(shù)據(jù)表明亞硫酸鹽在可接受的膳食水平上對(duì)正常人群有不良反應(yīng)[5]。

2 亞硫酸鹽在體內(nèi)的吸收和代謝過程

2.1 吸收

亞硫酸鹽隨食物進(jìn)入胃腸道后，會(huì)迅速被吸收而進(jìn)入血液循環(huán)，然后快速地分布到各組織和器官(包括大腦在內(nèi))，其中一部分轉(zhuǎn)化為硫代硫酸鹽，另一部分形成硫磺酸鹽化合物[21-23]。由于吸收和分布過程較快，因此正常情況下，人血液中亞硫酸鹽的濃度較低(0～10 μmol·L-1)。Oshino等[24]通過大鼠肝臟灌流試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，緩慢輸注亞硫酸鹽時(shí)，正常肝臟和亞硫酸鹽氧化酶水平較低的大鼠肝臟其亞硫酸鹽氧化速率相似，這表明肝臟中亞硫酸鹽的氧化速率受擴(kuò)散分布速率的限制。因此，盡管肝臟中存在大量的亞硫酸鹽氧化酶，但仍有一些亞硫酸鹽受擴(kuò)散分布速率的限制而未及時(shí)被肝臟代謝。這就意味著未被及時(shí)代謝的亞硫酸鹽會(huì)通過血液流動(dòng)而分布到其他組織和器官中，如肺部，但肺部因缺乏亞硫酸鹽氧化酶而無法代謝亞硫酸鹽，將可能導(dǎo)致氣喘等過敏反應(yīng)。

2.2 代謝

動(dòng)物體內(nèi)的亞硫酸鹽主要由亞硫酸鹽氧化酶進(jìn)行代謝，該酶主要分布于哺乳動(dòng)物的肝臟、心臟和腎臟中，在脾臟、腦、骨骼肌和血液中也有少量存在[25-26]。人類的亞硫酸鹽氧化酶活性一般低于其他哺乳動(dòng)物，并且一些個(gè)體的水平遠(yuǎn)低于正常范圍。據(jù)報(bào)道，亞硫酸鹽氧化酶缺乏癥在人類中較常見，這會(huì)使亞硫酸鹽不能正常代謝聚積在體內(nèi)，表現(xiàn)為重癥個(gè)體出現(xiàn)眼球晶狀體脫位和嚴(yán)重的神經(jīng)異常，導(dǎo)致智力和身體發(fā)育遲緩，個(gè)別患者會(huì)于幼年死亡[25]。在動(dòng)物試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，亞硫酸鹽氧化酶缺乏會(huì)增強(qiáng)亞硫酸鹽引起的毒性反應(yīng)[27]。許多研究者也認(rèn)為，在某些人群中亞硫酸鹽氧化酶的缺乏，可能使他們更易受到因亞硫酸鹽攝入過多而產(chǎn)生的毒性作用[28]。體外研究結(jié)果表明，狗離體肝臟可以以0.8 mmol·kg-1·h-1的速率氧化亞硫酸鹽，相當(dāng)于19 mmol·kg-1·day-1(1.2 g SO2·kg-1·day-1) 的氧化速率；大鼠肝臟氧化速率為2.4 mmol·kg-1·h-1或58 mmol·kg-1·day-1(3.7 g SO2·kg-1·day-1)[24]， 表明亞硫酸鹽氧化酶具有極高的氧化速率。亞硫酸鹽的代謝產(chǎn)物是硫酸鹽，可以迅速隨尿液排泄[29]，只有一小部分亞硫酸鹽會(huì)隨糞便排出[30]。

3 亞硫酸鹽在食品中的作用及機(jī)制

3.1 抗菌防腐作用及機(jī)理

亞硫酸鹽類具有抗菌防腐功效，常用于水果、蔬菜和蝦類等[29，31]食品的保鮮，最大使用量為(2～3)×10-4mg·kg-1。亞硫酸鹽的防腐機(jī)理依賴于亞硫酸鹽中非解離絡(luò)合物SO2·H2O或H2SO3的還原性，其可以消耗食品組織中的氧氣，阻斷微生物的正常生理氧化過程，抑制微生物活動(dòng)所需酶的活性并阻止其繁殖，從而起到抗菌防腐的作用。亞硫酸鹽主要是在酸性條件下起防腐作用，因?yàn)閮H酸性條件下的亞硫酸鹽能保持不解離的分子狀態(tài)進(jìn)而達(dá)到最強(qiáng)的防腐作用，而形成離子HSO3-或者SO32-時(shí)作用會(huì)明顯降低。因此，亞硫酸鹽的防腐作用隨pH值的降低而增強(qiáng)[32]。另外，亞硫酸鹽的防腐作用還受濃度和溫度兩個(gè)外在因素影響，在一定程度下，濃度和溫度越高越可以增強(qiáng)防腐作用[6]。亞硫酸鹽的抗菌作用源于SO32-，主要抑制大腸桿菌的生長活動(dòng)，對(duì)酵母菌無影響。因此，酸度高的食品優(yōu)先選擇亞硫酸鹽作為防腐劑。

3.2 抗氧化作用及機(jī)制

在飲料和酒類中添加亞硫酸鹽作抗氧化劑，可防止微生物生長并抑制揮發(fā)性化合物的氧化，是因?yàn)閬喠蛩猁}有顯著的抗氧化作用。亞硫酸鹽通過抑制氧化酶的活性，在保護(hù)果蔬中維生素C方面有較好的效果。比如，抑制葡萄酒與釀造過程中的葡萄醪發(fā)生氧化反應(yīng)，保護(hù)葡萄酒中單寧及色素以免被氧化酶氧化，避免酒的氧化渾濁[16, 33]等；此外，亞硫酸鹽還能在食品被氧化時(shí)將著色物質(zhì)還原褪色，保持食品色澤[15]。亞硫酸鹽的抗氧化作用主要是其對(duì)抗壞血酸的保護(hù)作用及其對(duì)非酶和酶促褐變的抑制作用[12]。其中，亞硫酸鹽促進(jìn)氧化醌還原為還原酚的能力亦是亞硫酸鹽抗氧化作用的機(jī)制之一[11]。

3.3 漂白作用及機(jī)制

亞硫酸鹽主要用于水果的漂白，例如，經(jīng)亞硫酸鹽水溶液處理后，橘子、檸檬、葡萄柚和檸檬皮的顏色均勻性和半透明性可得到改善。此外，有報(bào)道稱亞硫酸鹽還可以漂白果膠[34]。亞硫酸鹽的漂白作用源于可產(chǎn)生強(qiáng)還原性的二氧化硫，它能夠與食物中的有色物質(zhì)結(jié)合生成無色的化合物，但該類化合物不穩(wěn)定，易分解而導(dǎo)致食品再次顯色[10, 12]。

3.4 防非酶褐變作用及機(jī)制

亞硫酸鹽與食物中的醛類反應(yīng)會(huì)影響其防腐能力，但有利于抑制干制食品的非酶褐變。因此，亞硫酸鹽中的亞硫酸鈉，亞硫酸鉀或焦亞硫酸鈉，焦亞硫酸鉀常用于控制干果、脫水蔬菜、椰子、果膠、葡萄酒和一些飲料的非酶褐變[35]。非酶褐變主要有三種類型：羰氨反應(yīng)褐變(美拉德反應(yīng))、焦糖化褐變作用和抗壞血酸氧化褐變作用。亞硫酸鹽可以與食物中的羰基結(jié)合，有效抑制美拉德反應(yīng)引起的非酶褐變[6, 18]；抗壞血酸氧化褐變是果汁和飲料中存在的典型現(xiàn)象，亞硫酸鹽可結(jié)合氧化物質(zhì)或該反應(yīng)的主要中間體從而起到抑制或減緩此現(xiàn)象的作用[36-37]。

3.5 防酶褐變作用及機(jī)制

酶促褐變需要三個(gè)條件：酚類底物、多酚氧化酶和氧氣。亞硫酸鹽可以抑制酚氧化酶的活性，抑制食品酶促褐變的發(fā)生[6, 15]。因此，亞硫酸鹽也常被用于防止去皮馬鈴薯、切片馬鈴薯[38]、沙拉和葡萄[39]的酶促褐變[40]。常用的亞硫酸鹽包括亞硫酸鈉、亞硫酸鉀或焦亞硫酸鈉、焦亞硫酸鉀[35]。影響亞硫酸鹽用量的因素包括底物的濃度和性質(zhì)、多酚氧化酶所表現(xiàn)出的活性水平、所需的控制期和存在的其他抑制劑[1]。

4 亞硫酸鹽的毒性

4.1 急性毒性試驗(yàn)

不同的攝取方式，比如口服、靜脈注射、皮下注射和腹腔注射的半數(shù)致死量(median lethal dose，LD50)大不相同，口服的LD50數(shù)值較大。大鼠和兔子口服亞硫酸鹽的LD50為1～2 g·kg-1[11]。按照我國的急性毒性分級(jí)法，亞硫酸鹽屬于第3級(jí)——低毒。雖未有人體LD50數(shù)據(jù)，但是有致死的案例，靜脈注射Na2SO3·7H2O的致死量為743 mg·kg-1，相當(dāng)于189 mg SO2·kg-1。 按成年人體重60 kg計(jì)算，LD50大于11.34 g。若所涉及的食品中含量為0.287 g·kg-1，即需一次食用39.5 kg的食品才會(huì)急性中毒而危及生命。一般人正常的攝入量遠(yuǎn)達(dá)不到此標(biāo)準(zhǔn)，所以其不容易危及生命。

4.2 亞慢性毒性的人體試驗(yàn)

Taylor等[11]對(duì)1986年以前的亞硫酸鹽亞慢性毒性的人體試驗(yàn)進(jìn)行了歸納總結(jié)，其中經(jīng)典的試驗(yàn)如下。30名志愿者飲用含不同濃度二氧化硫的葡萄酒(30～50 mL)，當(dāng)二氧化硫的含量超過45 mg時(shí)，受試者出現(xiàn)喉嚨刺激、胃灼熱和頭痛等癥狀。在一項(xiàng)4 d的測(cè)試中，受試者每天4次，每次攝入310～620 mg亞硫酸鈉，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的胃腸道刺激。一項(xiàng)20 d的測(cè)試中，12個(gè)受試者逐漸增加劑量，分別以亞硫酸鈉水溶液(80～100 mg)或膠囊形式的亞硫酸鈉(115～760 mg)，部分受試者出現(xiàn)頭痛、聽力損傷和虛弱等癥狀，也發(fā)現(xiàn)有受試者出現(xiàn)腎損傷以及貧血。受試者每天服用1.0 g(約17 mg·kg-1)亞硫酸鈉，未發(fā)現(xiàn)胃腸道癥狀，但當(dāng)劑量增加到4～5.8 g·d-1(70～100 mg·kg-1)時(shí)，受試者產(chǎn)生嘔吐現(xiàn)象。另一個(gè)短期的試驗(yàn)表明，提前15 d進(jìn)行無硫胺素飲食控制的志愿者每天從飲食中攝入400 mg的亞硫酸鹽(50 mg亞硫酸氫鈉和350 mg葡萄糖磺酸鈉)，持續(xù)10 d，結(jié)果顯示臨床指標(biāo)與正常飲食的志愿者并無顯著性差異，表明即使在受試者缺乏硫胺素的情況下，亞硫酸鹽(亞慢性)對(duì)人體也是安全的。綜上所述，亞硫酸鹽的亞慢性毒性試驗(yàn)結(jié)果表明，長期食用按國家標(biāo)準(zhǔn)添加亞硫酸鹽的食品是安全的。

4.3 亞慢性和慢性毒性的動(dòng)物試驗(yàn)

對(duì)于亞硫酸鹽的動(dòng)物毒性研究可以追溯到20世紀(jì)初，但這些早期研究的結(jié)果意義不大。因?yàn)橛^察的毒性反應(yīng)都是由于硫胺素缺乏引起的，因?yàn)楫?dāng)時(shí)還未發(fā)現(xiàn)亞硫酸鹽會(huì)破壞硫胺素；另外，早期的研究未充分考慮亞硫酸鹽的不穩(wěn)定性導(dǎo)致的損耗，如亞硫酸鹽與食物中其他成分的反應(yīng)以及采用灌胃的給藥方式，這些因素嚴(yán)重影響了亞硫酸鹽毒性數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[41]。直到1970年，Til等[42-43]對(duì)上述各因素進(jìn)行了全面的控制，研究了亞硫酸鹽對(duì)大鼠和豬的亞慢性和慢性毒性。在大鼠研究中，日飲食水平為0～2.0%的Na2S2O5，日飲食中含2%亞硫酸鹽組的F1和F2代大鼠，生長略微放緩，而對(duì)F0代無影響，可能是后代的大鼠開始給藥時(shí)體重較?。?%和2%亞硫酸鹽組的大鼠糞便中存在隱血；組織病理學(xué)檢查顯示，1%和2%亞硫酸鹽組的所有大鼠都伴隨前胃增生性病變，最引人注目的發(fā)現(xiàn)是胃部粘膜出現(xiàn)增生性腺體。飲食日糧中亞硫酸鹽含量為0.25%(2.5 g·kg-1)的大鼠，未發(fā)現(xiàn)不良反應(yīng)，換算后相當(dāng)于72 mg SO2·kg-1·day-1[44]。聯(lián)合國糧農(nóng)組織(Food and Apriculture of the United Nations, FAO)、世界衛(wèi)生組織(World Health Organization, WHO) 食品添加劑專家聯(lián)合委員會(huì)(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, JECFA)根據(jù)該研究結(jié)果設(shè)定ADI(acceptable daily intake)為0.7 mg SO2·kg-1。 ADI 值表示攝入的SO2在一定時(shí)期內(nèi)未對(duì)健康產(chǎn)生任何危害的攝入量[45]。

在短期研究(10～56 d)中，4%、6%和8%亞硫酸鹽組大鼠的生長、食物攝入顯著減少，并出現(xiàn)輕微腹瀉，糞便中有隱血，貧血并伴隨脾臟重量的增加，且脾臟造血功能活躍；組織病理學(xué)檢查顯示6%和8%亞硫酸鹽組大鼠的前胃出現(xiàn)角化過度和棘皮病，同時(shí)發(fā)現(xiàn)有高度角化的潰瘍和乳頭狀瘤，且腺胃中發(fā)現(xiàn)出血性糜爛、壞死和細(xì)胞炎癥，但所有這些影響都是可逆的[42]。亞硫酸鹽的亞慢性和慢性口服毒性以豬為模型進(jìn)行研究，時(shí)間持續(xù)15和48周，飲食水平為0～1.72%的Na2S2O5，結(jié)果表明亞硫酸鹽組沒有顯著的毒副作用[43]。Hickey等[46]認(rèn)為通過亞硫酸鹽對(duì)大鼠的毒副作用來判斷人類的毒副作用不太合理，因?yàn)槿梭w中亞硫酸鹽氧化酶的水平遠(yuǎn)低于大鼠。Gunnison等[47]明確證明亞硫酸鹽氧化酶缺乏的大鼠易受亞硫酸鹽的毒性影響。然而，值得肯定的是，不同的動(dòng)物物種之間，如犬、兔、鼠、豬、鵪鶉，它們之間對(duì)亞硫酸鹽的敏感性并無明顯差異。Hui等[48]證明了70 mg SO2·kg-1·day-1的劑量下，亞硫酸鹽對(duì)于亞硫酸鹽氧化酶缺乏大鼠和正常大鼠的作用并無區(qū)別。這些研究共同表明亞慢性和慢性毒性劑量下的亞硫酸鹽不會(huì)對(duì)動(dòng)物造成明顯的毒副作用。

4.4 致突變性和致癌性

亞硫酸鹽的致突變性已被廣泛研究和評(píng)述。據(jù)證實(shí)，亞硫酸鹽在高濃度和低pH值時(shí)能夠誘導(dǎo)酵母、大腸桿菌和蠶豆的突變。據(jù)報(bào)道，在人類淋巴細(xì)胞的研究中發(fā)現(xiàn)了類似的DNA合成和染色體畸變效應(yīng)[49]。但是，體外埃姆斯沙門氏菌試驗(yàn)、人體組織和細(xì)胞培養(yǎng)的試驗(yàn)并沒有發(fā)現(xiàn)亞硫酸鹽引起的致突變作用。在大鼠的長期研究中，沒有跡象表明亞硫酸鹽有致癌作用[42]。Tanaka等[50]也發(fā)現(xiàn)1%(10 g·kg-1)和2%的K2S2O5濃度下，亞硫酸鹽對(duì)小鼠并無致癌作用?？傊?，對(duì)于亞硫酸鹽是否會(huì)致突變尚存在很大的爭議，雖有人指出亞硫酸鹽可能致癌，但并沒有直接的證據(jù)[51]。

4.5 致突變性和致癌性

上述(4.2和4.3)的人體試驗(yàn)和動(dòng)物試驗(yàn)均證實(shí)了極高劑量的亞硫酸鹽才會(huì)對(duì)人體有毒，因此美國食藥監(jiān)局(Food and Drug Administration，F(xiàn)DA)將二氧化硫、亞硫酸氫鉀、焦亞硫酸鉀、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉歸為無害類，被公認(rèn)是安全的(generally recognized as safe，GRAS)[33]。但不能忽視的是，亞硫酸鹽對(duì)硫胺素進(jìn)行親核攻擊確實(shí)會(huì)造成其(維生素B1)缺乏，不可逆的生成嘧啶磺酸和4-甲基-5P-羥乙基噻唑，因此破壞了硫胺素的營養(yǎng)價(jià)值，導(dǎo)致硫胺素缺乏癥(腳氣病，是常見的營養(yǎng)素缺乏病之一)。在美國人的飲食習(xí)慣中，硫胺素主要來自肉類，故亞硫酸鹽被禁止加入到肉類中。另一方面，飲食中的亞硫酸鹽會(huì)引起小部分(3%～10%)哮喘敏感人群哮喘發(fā)作(以美國為例，約占人口的0.05%)。這些反應(yīng)的嚴(yán)重程度各不相同，并且類固醇依賴性哮喘、氣道高反應(yīng)性患者和兒童慢性哮喘的風(fēng)險(xiǎn)似乎更大。非哮喘患者對(duì)亞硫酸鹽的不良反應(yīng)極為罕見。臨床上出現(xiàn)的其他不良反應(yīng)主要為皮炎、蕁麻疹、潮紅、低血壓、腹痛腹瀉、過敏反應(yīng)[52]，也是極少部分的敏感人群才會(huì)出現(xiàn)?？芍ǔＧ闆r下，飲食中的亞硫酸鹽(允許使用量小)導(dǎo)致的臨床癥狀是過敏和哮喘。所以，美國自1986年開始要求亞硫酸鹽大于10 mg·kg-1的食品必須在標(biāo)簽上標(biāo)注其成分[53]，該條例被大多數(shù)國家沿用至今。

5 亞硫酸鹽的使用限度和相關(guān)法規(guī)

1974年，F(xiàn)AO和WHO聯(lián)合JECFA確認(rèn)了人體每日對(duì)亞硫酸鹽(以SO2計(jì))的無毒劑性劑量(ADI)上限為0.7 mg·kg-1[45]，以成年人平均體重為60 kg計(jì)算，人體每日攝入SO2的最大量為42 mg，否則將給人體帶來危害。因此要嚴(yán)格控制二氧化硫的使用量及殘留量以便保障消費(fèi)者的健康。但具體應(yīng)用到每種食物中亞硫酸鹽的使用量，不同地區(qū)和國家的使用限度差別很大。1995年，國際食品法典委員會(huì)(codex alimentarius commission, CAC)規(guī)定了冷凍蝦中亞硫酸鹽的使用量，生制品可食性部分含量低于100 mg·kg-1，熟食水產(chǎn)品含量低于30 mg·kg-1。 歐盟于2005年規(guī)定，亞硫酸鹽使用量超過10 mg·kg-1的食品需標(biāo)注其含有亞硫酸鹽[33]；日本在2009年規(guī)定鹽漬蔬菜、淀粉等食品中二氧化硫的含量不超過30 mg·kg-1[14]。目前，國內(nèi)亞硫酸鹽作為食品添加劑在食品中的允許功能為漂白劑、防腐劑、抗氧化劑。我國GB 2760-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[3]中明確規(guī)定了二氧化硫、焦亞硫酸鉀、焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、低亞硫酸鈉在各類食品中二氧化硫允許的最大殘留量計(jì)0.01～0.40 g·kg-1，如腌漬的蔬菜中SO2殘留量不超過0.1 g·kg-1(低于國外標(biāo)準(zhǔn))，部分食品標(biāo)準(zhǔn)同國外一致[3，14]。我國對(duì)果酒系列飲料中亞硫酸鹽的使用量要求比較嚴(yán)格，規(guī)定亞硫酸鹽類的最大使用量為0.4 g·L-1，二氧化硫的最大使用量為0.25 g·kg-1，而二氧化硫的殘留量則要小于0.05 g·kg-1。經(jīng)常食用的食品，如經(jīng)表面處理的鮮水果其SO2殘留量最大為0.05 g·kg-1，生濕面制品如面條等拉面的SO2殘留量最大為0.05 g·kg-1，食用淀粉的SO2殘留量最大0.03 g·kg-1?？芍磭乙?guī)定的正常添加劑量添加亞硫酸鹽對(duì)人們健康影響不大。

6 亞硫酸鹽的檢測(cè)方法

食品的多樣性造成了檢測(cè)方法適用的局限性，食品中亞硫酸鹽的檢測(cè)一般是先將其轉(zhuǎn)化為二氧化硫再測(cè)定。亞硫酸鹽在食品中以亞硫酸、無機(jī)亞硫酸鹽和多種形式的亞硫酸鹽結(jié)合存在。目前沒有一種方法能實(shí)現(xiàn)所有產(chǎn)品中亞硫酸鹽的高效、準(zhǔn)確檢測(cè)[13]。因此亞硫酸鹽的檢測(cè)需要根據(jù)食品的種類選擇不同的方法。

(1)滴定法：①直接滴定碘量法[13, 54]，原理為氧化還原滴定，適用于無色樣品中亞硫酸鹽的檢測(cè)。該法操作簡便，無需特殊裝置，定量速度快；但不適用于含甲醛類物質(zhì)的樣品，因甲醛會(huì)引起碘反應(yīng)放熱，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果偏高和重現(xiàn)性較差。另外，對(duì)于含有較多揮發(fā)性芳香物質(zhì)的樣品，滴定終點(diǎn)的顏色不穩(wěn)定、易褪色、不能保持30 s不消失，因此終點(diǎn)難以判定。②蒸餾-堿滴定法，原理為蒸餾吸收后進(jìn)行酸堿滴定。這是最常用的官方標(biāo)準(zhǔn)方法，如英、美等國均用此法測(cè)定亞硫酸鹽總量[55-56]；可推廣應(yīng)用于大部分食品樣品，包括葡萄糖酒、淀粉、糖類、蜜餞，蔬菜等，檢測(cè)結(jié)果可以滿足日常工作的需要，足以反映樣品中亞硫酸鹽的基本含量。但此法所需裝置條件苛刻，且對(duì)操作人員要求較高，具有局限性。③蒸餾碘量法，原理為蒸餾吸收后進(jìn)行氧化還原滴定，此法的檢出濃度為1 mg·kg-1[57]。我國GB 5009.34-2016版檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)采用此法[58]。適用于色酒及果脯等，具有測(cè)定范圍寬，設(shè)備簡單等特點(diǎn)，但蒸餾時(shí)間過長，不適合大批量檢驗(yàn)，且對(duì)操作人員的技術(shù)要求較高。

(2)色譜法：此類方法皆需大型精密儀器，價(jià)格昂貴，限制了亞硫酸鹽測(cè)定的實(shí)際應(yīng)用。①離子色譜法，具有操作簡單、靈敏度高、穩(wěn)定性好、人為誤差小、實(shí)用性強(qiáng)、對(duì)人體和環(huán)境無污染等特點(diǎn)。Zhong等[59]將樣品經(jīng)蒸餾法處理后借助此法可使檢出限低至0.013 mg·L-1。此方法可以檢測(cè)高基體濃度中的低濃度組分，同時(shí)確定多組分并分析不同化合價(jià)態(tài)[60-61]，彌補(bǔ)了經(jīng)典化學(xué)方法和其他儀器分析方法的缺點(diǎn)；②氣相色譜法，間接測(cè)定樣品中SO2含量，操作快速簡便，準(zhǔn)確度高[15]。③液相色譜法，準(zhǔn)確度、精密度和重現(xiàn)性好，可有效避免試液顏色造成的假陽性[62]。彭曉俊等[63]建立的高效液相色譜柱后衍生的檢出限為1 mg·kg-1。

(3)比色法[54]：Hayati等[64]將分散液-液微萃取技術(shù)和比色法結(jié)合時(shí)最低檢測(cè)限為0.2 μg·L-1。①鹽酸副玫瑰苯胺比色法，利用亞硫酸鹽和四氯汞鈉形成穩(wěn)定絡(luò)合物，然后再與甲醛和鹽酸副玫瑰苯胺形成絡(luò)合物，在顯色體系中產(chǎn)生顯色反應(yīng)[65]。該法靈敏度高，顯色穩(wěn)定但使用條件較苛刻，不易操作；②蒸餾比色法，蒸餾并吸收后在顯色體系中產(chǎn)生顯色反應(yīng)。適用于蒸餾-堿滴定法難以檢出的樣品，該法需要排除顏色的干擾[66]。

(4)熒光法[67-68]：利用亞硫酸鹽與鄰苯二甲醛、銨鹽反應(yīng)生成熒光化合物來測(cè)定，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)顯示此法借助一定手段可使檢出限低達(dá)0.006 μmol·L-1[69]。此方法具有高靈敏度，高選擇性，線性范圍寬，準(zhǔn)確快速的特點(diǎn)，而且不受樣品中離子和色素等因素的影響。但需要用到衍生化試劑以及大型儀器，限制了該方法的廣泛應(yīng)用。

(5)重量法[12, 65]：是一種蒸餾后用堿進(jìn)行滴定，向滴定后的溶液加入氯化鋇，使SO42-形成硫酸鋇沉淀，過濾并稱重的仲裁法。其優(yōu)點(diǎn)是可以保證結(jié)果的真實(shí)性，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定重量法和滴定法兩者的誤差在5%內(nèi)。否則，以重量法的結(jié)果為準(zhǔn)。但該法復(fù)雜且僅適用于亞硫酸鹽含量高的樣品。我國亞硫酸鹽檢測(cè)法的農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1435-2007[70]中重量法的檢出限為2.8 mg·kg-1。

(6)其他方法：隨著科學(xué)和技術(shù)的不斷發(fā)展以及對(duì)亞硫酸鹽檢測(cè)方法研究的不斷深入，食品中亞硫酸鹽的檢測(cè)方法也愈加豐富，如熒光探針分析法[67]、電化學(xué)分析法[71]、生物傳感器法[62]等也被運(yùn)用到亞硫酸鹽檢測(cè)中。

國標(biāo)GB/T 5009.34-2003[72]中亞硫酸鹽的測(cè)定方法包括兩種方法：鹽酸副玫瑰苯胺法和蒸餾法。鹽酸副玫瑰苯胺法因操作過程中使用的四氯汞鈉試劑含劇毒，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染且易損害操作人員健康。在2017年3月1日實(shí)施的新標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.34-2016[58]版中已將其取消改為滴定法，保留了蒸餾法。滴定法適用于果脯、干菜、米粉條、粉條等食品中亞硫酸鹽的測(cè)定。滴定法檢測(cè)食品中亞硫酸鹽是現(xiàn)階段最常用的檢測(cè)方法，操作簡單但能測(cè)量二氧化硫的總量。

7 總結(jié)

亞硫酸鹽是GB 2760-2014[3]規(guī)定允許使用的食品添加劑，具有漂白、防腐、抗氧化、抑制細(xì)菌生長、控制酶促反應(yīng)等作用。按正常劑量使用亞硫酸鹽是安全的，但是有些食品生產(chǎn)商為了達(dá)到某些目的而違規(guī)使用，給食品安全帶來巨大隱患。因此，對(duì)亞硫酸鹽的添加標(biāo)準(zhǔn)和合理性把控非常重要，故本文對(duì)亞硫酸鹽進(jìn)行了全面的綜述。通過對(duì)亞硫酸鹽的分類及理化性質(zhì)、亞硫酸鹽與食物中成分的反應(yīng)和亞硫酸鹽常用的檢測(cè)方法等概述可以幫助人們更全面的認(rèn)識(shí)亞硫酸鹽。同時(shí)，由體內(nèi)過程可知亞硫酸鹽隨食物進(jìn)入體內(nèi)可被迅速吸收，借助全身循環(huán)到達(dá)所有的身體組織，部分可被體內(nèi)的酶代謝后排出體外。了解此過程有利于更好的解讀亞硫酸鹽對(duì)人體的毒性機(jī)制。按國家法規(guī)規(guī)定的正常劑量添加亞硫酸鹽對(duì)人們健康影響不大。正常人群體內(nèi)的亞硫酸鹽氧化酶足以將攝入的亞硫酸鹽代謝并排出，不會(huì)致使機(jī)體產(chǎn)生毒性；需要提高警惕的是亞硫酸鹽氧化酶缺乏或遠(yuǎn)低于正常范圍的人群可能更容易受到亞硫酸鹽攝入產(chǎn)生的毒性影響。另闡述亞硫酸鹽在食品中的作用及機(jī)制可加強(qiáng)食品生產(chǎn)商對(duì)亞硫酸鹽的科學(xué)使用。國內(nèi)目前檢測(cè)亞硫酸鹽的方法是GB 5009.34-2016[58]版的蒸餾法和滴定法，這兩種方法是現(xiàn)行最適用的方法，但仍具有一定的缺點(diǎn)?，F(xiàn)行法規(guī)對(duì)于亞硫酸鹽的食品使用種類、使用限度等方面還是處于一種混亂狀態(tài)，缺乏確切統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，只能希冀于相關(guān)人員的努力使其變得日漸完善。而日益突出的食品質(zhì)量安全問題亟須建立一種簡單快速、準(zhǔn)確且普遍適用的亞硫酸鹽檢測(cè)方法提供有力的技術(shù)保障，使得這方面的研究具有廣闊的發(fā)展前景和廣泛的實(shí)用價(jià)值?？傊畤?yán)格按照法規(guī)執(zhí)行亞硫酸鹽在各類食品中的用法用量，對(duì)食品質(zhì)量安全的維護(hù)有著重要意義。