電位滴定法測定葡萄酒中的游離及總二氧化硫方法優(yōu)化選擇

□ 楊雅靜 鐘圓圓 黎銘暉 東莞市食品藥品檢驗所

二氧化硫是葡萄酒釀造與儲存中必不可少的添加劑，它可以保持葡萄酒的色澤且具有防腐作用[1]。在GB 2760—2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，葡萄酒中二氧化硫的最大使用量為0.25 g/L（以二氧化硫最大殘留量計）[2]，甜型葡萄酒及果酒系列產(chǎn)品最大使用量為0.4 g/L（以二氧化硫最大殘留量計）。但是，若二氧化硫類添加劑的使用量控制不好，殘留量過高會對人體造成不良的影響[3]。對此，對于葡萄酒中二氧化硫的監(jiān)測需要一個簡單高效且準(zhǔn)確度高的方法。

目前，對于葡萄酒中二氧化硫的測定有蒸餾法、氧化法、直接碘量法。GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中提供了氧化法和直接碘量法測定游離二氧化硫和總二氧化硫[4]，但是氧化法測定裝置復(fù)雜，而且以過氧化氫作為吸收液不太穩(wěn)定，進(jìn)而影響實驗最終結(jié)果；直接碘量法操作比較簡單，但是對于有顏色的樣品如紅葡萄酒，其底色無法消除，嚴(yán)重影響滴定終點的判斷，不能得出準(zhǔn)確的測量值。GB 5009.34—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中二氧化硫的測定》中提供了蒸餾滴定測定二氧化硫的方法[5]，此方法僅能測定樣品中總二氧化硫的量，對于游離二氧化硫并不能測量，而且整個實驗裝置需要搭架子，較為煩瑣，人工蒸餾的效率也較低。對此，本文利用電位滴定判斷終點的方式與GB/T 15038—2006中的直接碘量法相結(jié)合，測定樣品中的游離態(tài)二氧化硫，利用凱氏蒸餾與電位滴定

儀進(jìn)行滴定[6]，測定樣品中的總二氧化硫。

1 材料與方法

1.1 材料

紅葡萄酒和白葡萄酒，均購買于超市；碘滴定液：c（1/2I2）=0.1 mol/L（按GB/T 601—2016標(biāo)定定值[7]），臨用前用水稀釋10倍；硫酸溶液（1+3）；淀粉指示劑（10 g/L）；氫氧化鈉溶液（100 g/L）；碘化鉀溶液（50 g/L）；亞硫酸鈉（AR）溶液（5.0 g/L）；鹽酸；鹽酸溶液（1+1）；乙酸鉛溶液（20 g/L）。

1.2 儀器

809 Titrando多功能電位滴定儀（Metrohm，配備雙鉑片電極）；KT200凱氏蒸餾儀（FOSS）。

1.3 測定原理及方法

1.3.1 測定原理

1.3.1.1 游離二氧化硫測定

在酸性條件下，碘與游離態(tài)的二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)[4]，利用電位滴定儀電位突躍判斷終點，根據(jù)碘滴定液消耗體積進(jìn)行定量計算。

1.3.1.2 總二氧化硫測定

在密閉條件下，對樣品進(jìn)行酸化、加熱蒸餾，餾出液用乙酸鉛溶液吸收，生成暫時穩(wěn)定的亞硫酸根，吸收液用鹽酸酸化[5]，釋放出二氧化硫，用碘滴定液進(jìn)行滴定，利用電位滴定儀突躍判斷終點，根據(jù)碘滴定液消耗體積進(jìn)行定量計算。

1.3.2 測定方法

1.3.2.1 游離二氧化硫測定

吸取50.00 mL葡萄酒于100 mL燒杯中，用冰水浴，再加入10 mL硫酸溶液（1+3）、2.5 mL碘化鉀溶液（50 g/L）立即用電位滴定儀進(jìn)行滴定，記錄消耗碘滴定液的體積。同時做空白實驗。

1.3.2.2 總二氧化硫測定

吸取10.00 mL葡萄酒于蒸餾管中，加入250 mL水、10 mL鹽酸溶液（1+1），裝入蒸餾儀中，餾出管中加入25 mL乙酸鉛溶液（20 g/L），加熱蒸餾，吸收餾出液。當(dāng)餾出液體積約達(dá)到200 mL時停止蒸餾，用少量水沖洗餾出管口與乙酸鉛溶液接觸的部分，一并收集于高腳燒杯中。向裝有餾出液的燒杯中加入10 mL鹽酸，置于電位滴定儀工作臺上中，插入雙鉑片電極，螺旋攪拌器，用碘滴定液進(jìn)行滴定。同時做空白實驗。

1.4 計算

按照公式（1）計算葡萄酒樣品中二氧化硫的含量。

式中：X—葡萄酒樣品中總（游離）二氧化硫的含量，mg/L；V—樣品消耗碘滴定液的體積，mL；V0—空白實驗消耗碘滴定液的體積，mL；c—碘滴定液的濃度，mol/L；m—葡萄酒的取樣量，mL。

1.5 儀器條件設(shè)置

滴定方法：等量滴定（MET Ipol）；攪拌方式及速度：旋轉(zhuǎn)攪拌/6檔；電極選擇：雙鉑片電極（6.0309.100）；電位評估（等當(dāng)點識別標(biāo)準(zhǔn)）：35 mV

2 結(jié)果與分析

2.1 碘化鉀對測量結(jié)果的影響

在游離二氧化硫測定中，根據(jù)GB/T 15038—2006中4.8.1.2直接碘量法[4]的實驗方法進(jìn)行測定實驗發(fā)現(xiàn)，在電位滴定儀中滴定曲線并不穩(wěn)定，對于終點的識別存在誤差，圖1為未加碘化鉀測定游離二氧化硫的測定曲線，從圖中可以得知，滴定曲線不平滑，假終點多。通過在待測樣品中加入碘化鉀后使得體系中I—的濃度變大了，相對而言滴定中I—的變化可以忽略不計，形成穩(wěn)定的電位突躍，改善了滴定曲線穩(wěn)定性[8]。圖2、圖3，對于同一樣品，固定的取樣量，改變碘化鉀溶液（50 g/L）的加入量的滴定曲線。通過比較實驗，加入一定量的碘化鉀可使實驗曲線更穩(wěn)定，進(jìn)而使測定結(jié)果更精準(zhǔn)，同時碘化鉀的加入量多少在一定范圍內(nèi)對于結(jié)果的測定值并無影響。

圖1 未加碘化鉀測定游離二氧化硫的滴定曲線

圖2 加入碘化鉀測定游離二氧化硫的滴定曲線（V=2.5 mL）

圖3 加入碘化鉀測定游離二氧化硫的滴定曲線（V=5.0 mL）

2.2 精密度實驗

按1.3.2方法測定3種不同葡萄酒樣品，6次實驗，結(jié)果見表1。從表1實驗結(jié)果來看，利用電位滴定法測定游離二氧化硫的精密度為0.69%～0.84%；測定總二氧化硫的精密度為0.38%～0.58%，結(jié)果精密度較高，符合實驗要求。

2.3 準(zhǔn)確度實驗

2.3.1 與傳統(tǒng)滴定法測定結(jié)果比較

參 照GB/T 15038—2006[4]中4.8.1.2直接碘量法實驗操作（直接碘量法）和1.3.2測定游離二氧化硫的方法（自動電位滴定法）對于白葡萄酒樣品進(jìn)行測定。白葡萄酒中二氧化硫含量的6次測定結(jié)果見表2。結(jié)果表明，利用電位滴定儀進(jìn)行終點判定與傳統(tǒng)滴定方法中顏色判斷終點的結(jié)果基本一致，相對偏差小于2%，符合標(biāo)準(zhǔn)精密度要求。

表1 精密度實驗

表2 游離二氧化硫含量測定結(jié)果比較

參照GB 5009.34—2016[5]中的實驗操作（蒸餾滴定法）和1.3.2測定總二氧化硫的方法（全自動蒸餾—自動電位滴定法）對不同葡萄酒樣品進(jìn)行測定，取其測定6次的平均值進(jìn)行比較，見表3，結(jié)果表明，相對偏差小于2%，符合標(biāo)準(zhǔn)精密度要求。

2.3.2 回收率試驗

按1.3.2實驗方法，在同一葡萄酒樣品中加入0.10 mL、0.20 mL亞硫酸鈉溶液（5.0 g/L）（1 mg亞硫酸鈉相當(dāng)于0.508 mg二氧化硫），對于樣品中的游離二氧化硫進(jìn)行測定；加入0.10 mL、0.50 mL亞硫酸鈉溶液對樣品中的總二氧化硫進(jìn)行測定，計算回收率，結(jié)果見表4，游離二氧化硫的測定回收率在101.6%～103.2%，總二氧化硫回收率在97.4%～101.6%，表明方法的準(zhǔn)確度良好。

表3 總二氧化硫含量測定結(jié)果比較

表4 回收率試驗

3 結(jié)論

對 于GB/T 15038—2006[4]中 直接碘量法測定游離二氧化硫和GB 5009.34—2016[5]中蒸餾法測定總二氧化硫的基礎(chǔ)上，利用電位滴定儀對滴定終點進(jìn)行判定，其測量值與傳統(tǒng)的顏色判斷終點的滴定方法結(jié)果基本一致，實驗操作簡單，準(zhǔn)確度和精密度比較好，適用范圍廣，可以忽略樣品底色對滴定結(jié)果的干擾，適用于葡萄酒中游離二氧化硫以及總二氧化硫的測定。