中藥二氧化硫測定儀測定杜仲香菇中二氧化硫含量的不確定度評定

黃艷春章發盛

(1.湘西林業科學研究所，湖南 吉首 416000；2.湘西食品藥品檢驗所，湖南 吉首 416000)

引言

目前，我國對食品中二氧化硫檢測的GB 5009.34-2016《食品安全國家標準 食品中二氧化硫的測定》為碘量法，適用范圍包括食用菌中總二氧化硫的測定[1]。由于杜仲香菇成分復雜，風味化合物中含硫化合物、揮發性芳香物質豐富，蒸餾液顏色不統一，有時餾出液甚至為黑色，滴定前加鹽酸后，出現白色沉淀，嚴重影響滴定終點判定，導致碘量法對杜仲香菇中二氧化硫檢測結果不穩定，具有很大的局限性。國家食品安全監督抽檢實施細則(2020年版)，干制食用菌檢驗的二氧化硫殘留量項目，備注“除香菇制品外的產品檢測”[2]。GB 2760-2014《食品添加劑使用標準》規定，干制食用菌二氧化硫最大使用量(以殘留量計)不得超過0.05g·kg-1[3]。對食用菌產品進行合格判定時，需要進行不確定的評定，確定測量結果的可信程度。針對目前國標方法對香菇中二氧化硫含量檢測存在的缺陷，本研究按照《中國藥典》2020年版四部中的酸堿滴定法[4]，使用中藥二氧化硫測定儀對杜仲香菇中二氧化硫進行檢測，并依據JJF1059.1-2012《測量不確定度與表示》，對酸堿法檢驗杜仲香菇中二氧化硫的測定過程所引入的不確定度進行分析評定[5]，為實驗室質量控制及檢驗報告的合理性提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 儀器與試劑

AUW220D電子天平(日本島津公司)；ST107-1RWK中藥二氧化硫測定儀(山東濟南盛泰電子科技有限公司)；ZWL超純水機(湖南中沃水務環?？萍加邢薰?；堿式滴定管(50mL A級、2mL A級)；移液管(10mL A級)；容量瓶(100mL A級)。

氫氧化鈉、30%過氧化氫、鹽酸(均為分析純，湖南匯虹試劑有限公司)；酚酞(指示劑，中國醫藥公司北京采購供應站)；杜仲香菇樣品由湘西和益生物科技公司采用杜仲葉、枝粉碎擠壓成培養基所培育出的新鮮香菇成熟采摘后干燥粉碎而成。

1.2 試驗方法

參照《中國藥典》2020年版四部2331二氧化硫殘留量測定法第一法(酸堿滴定法)進行測定[4]。

1.3 建立數學模型

香菇樣品中二氧化硫的含量計算公式：

(1)

式中，X為樣品中二氧化硫總含量，mg·kg-1；A為樣品溶液消耗氫氧化鈉滴定液的體積，mL；B為空白消耗氫氧化鈉滴定液的體積，mL；C為氫氧化鈉滴定液摩爾濃度，mol·L-1；0.032為1mL氫氧化鈉滴定液(1mol·L-1)相當于二氧化硫的質量，g；W為樣品的質量，g。

2 評定與分析

二氧化硫含量不確定度來源主要包括重復檢測產生的不確定度為A類不確定度UArel，稱量引入的不確定度分量UB1rel，氫氧化鈉標準溶液標定引入的不確定度分量UB2rel，氫氧化鈉標準溶液稀釋引入的不確定度分量UB3rel，滴定過程引入的不確定度分量UB4rel。

2.1 重復檢測引入的不確定度分量評定

重復檢測引入的不確定度可以連續檢測得到二氧化硫，采用A類評定方法進行評定[5]。重復檢測9次，同時做空白試驗對照，檢驗香菇中二氧化硫含量的重復試驗結果見表1。

表1 香菇中二氧化硫含量的重復試驗結果(n=9)

依據表1數據按照貝賽爾公式進行計算。

標準偏差：

2.2 樣品稱量時的不確定度評定

2.3 標準溶液標定過程引入的不確定度

氫氧化鈉標準滴定溶液的濃度的計算公式：

(2)

式中，m為鄰苯二甲酸氫鉀質量，g；V為氫氧化鈉溶液體積，mL；V0為空白試驗消耗氫氧化鈉溶液體積，mL；204.22g·mol-1，為鄰苯二甲酸氫鉀的摩爾質量。

按照GB/T 601-2016《化學試劑 標準滴定溶液的制備》要求，由2人分別進行4組平行實驗，取平均值作為標定結果[6]。

根據表2數值計算得出，甲乙每人4平行標定值結果相對極差：CR0.95(甲4)r為0.146%，CR0.95(乙4)r為0.136%，小于等于相對重復性臨界極差0.15%；甲乙2人8平行標定結果相對極差CR0.95(8)r為0.146%，小于等于相對重復性臨界極差0.18%。

表2 0.1mol·L-1氫氧化鈉標準溶液標定結果

稱量引入的標準不確定度：

相對標準不確定度：

因各個不確定度相互獨立，無相關性，所以氫氧化鈉標準溶液標定結果的相對標準不確定度：

=9.35×10-4

2.4 標準溶液稀釋過程引入的不確定度

使用10mL(A級)的移液管和100mL(A級)的容量瓶，將標準溶液稀釋成濃度為0.01mol·L-1的標準使用液。根據JJG 196-2006《常用玻璃量器》中給出的玻璃量器的允差[7]，計算標準溶液稀釋過程中單標線移液管和容量瓶引入的不確定度。

2.5 樣品滴定過程引入的不確定度

2.6 合成標準不確定度

中藥二氧化硫測定儀測定香菇中二氧化硫的不確定度評定見表3。

表3 不確定度一覽表

綜合以上5個不確定度，酸堿滴定法的合成標準不確定度：

2.7 擴展不確定度

擴展不確定度在95%置信水平下，取包含因子k=2，擴展不確定度：U=k×UC=2×0.1234=0.25mg·kg-1。

2.8 杜仲香菇中二氧化硫含量

實驗測得杜仲香菇中二氧化硫含量平均值為33.84mg·kg-1，可表示為33.84±0.25mg·kg-1，k=2。

3 結論

中藥二氧化硫測定儀測定香菇中二氧化硫的不確定度的因素主要包括5個方面產生的誤差，由表3可知，測量重復性>標準溶液稀釋>標準溶液標定>樣品滴定>樣品稱量。

本實驗中新鮮采摘杜仲香菇，在排除人為添加或熏蒸的前提下，檢出相當含量的二氧化硫，說明杜仲香菇存在二氧化硫的天然本底。根據實驗數據，杜仲香菇中二氧化硫含量為33.84±0.25mg·kg-1，小于國標規定的限量標準50mg·kg-1。

中藥二氧化硫測定儀是根據《國家藥典》標準操作規程要求，集蒸餾、氮吹控制、磁力攪拌、冷卻水循環、滴定于一體的多功能一體化蒸留裝置，能夠排除香菇中復雜成分的干擾，檢測數據更加真實、可靠，可以為香菇中二氧化硫殘留量食品安全監測提供科學依據。