滴定法測定食品中二氧化硫的不適用性及原因分析

馮 亮，高全利，宋金麗，江曉俊，陳代偉

（成都市食品檢驗研究院，國家市場監管重點實驗室（營養與健康化學計量及應用），四川成都 611130）

二氧化硫作為我國允許使用的一種添加劑，被廣泛應用于食品加工領域，其主要作用為漂白、抗氧化、防腐、抑菌和保色等[1]。在食品加工中，超標添加二氧化硫會導致食品中二氧化硫殘留超標，人們攝入此類食品后可能會損害人體身體健康[2-3]。為避免食品中二氧化硫殘留量超標，必須通過有效的檢測手段對其進行監測。GB 2760—2014規定了各類食品中二氧化硫的最大使用量，GB 5009.34—2022規定了食品中二氧化硫的檢測方法，主要有酸堿滴定法、分光光度法、離子色譜法[4-5]。其中，分光光度法主要適用于白糖及白砂糖制品、淀粉及淀粉制品、生濕面制品及葡萄酒中二氧化硫的測定，酸堿滴定法與離子色譜法適用于食品中二氧化硫的測定。考慮到樣品的適用范圍，本文采用酸堿滴定法和離子色譜法對樣品進行驗證和分析，分析酸堿滴定法的產品不適用性及可能出現的原因，避免因檢測方法問題引起的誤差。

1 材料與方法

1.1 材料

對近期抽檢的230批次食品進行二氧化硫殘留量分析，對數據異常的樣品進行歸納總結，收集了數據異常與正常具有代表性的樣品，樣品信息見表1。

表1 樣品信息表

1.2 儀器與試劑

過氧化氫溶液（3%）；氫氧化鈉標準溶液（0.01 mol·L-1）；甲基紅乙醇溶液指示劑（2.5 g·L-1）；鹽酸（6 mol·L-1）；二氧化硫標準溶液（壇墨質檢-標準物質中心）；硫酸根離子標準溶液（1 000 μ·L-1）（國家標準物質研究中心）；脫氫乙酸、檸檬酸、乳酸，成都市科隆化學品有限公司；冰乙酸，天津奧普升化工有限公司。

冷水機；二氧化硫蒸餾儀（德合創瑞）；二氧化硫蒸餾儀（海能）；離子色譜儀（賽默飛ICS5000）。

1.3 實驗方法

1.3.1 酸堿滴定法

按照《食品安全國家標準 食品中二氧化硫的測定》（GB/T 5009.34—2022）第一法操作，氮氣流速為1.0 L·min-1，冷凝水溫度10 ℃。

1.3.2 離子色譜法

按照《食品安全國家標準 食品中二氧化硫的測定》（GB/T 5009.34—2022）第三法操作，氮氣流速為1.0 L·min-1。

2 結果與分析

2.1 兩種檢測檢測方法的回收率和精密度

對同一批次不含二氧化硫的淀粉試樣用酸堿滴定法和離子色譜法第三法進行加標回收實驗，在樣品中分別添加10.0 mg·kg-1、50.0 mg·kg-1、100.0 mg·kg-13個濃度的二氧化硫標準溶液。由表2可知，酸堿滴定法的平均回收率為89.8%～99.1%，相對標準偏差分別為2.5%～5.1%；離子色譜法的平均回收率為95.9%～98.0%，相對標準偏差為1.7%～3.1%，均能滿足實驗室要求的精密度與準確度。

表2 兩種檢測方法的回收率與精密度實驗結果

2.2 兩種檢測方法結果對比分析

同一樣品采用兩種方法的測定結果見圖1。香菇、食用醋、菊花、青花椒和復合香辛料用酸堿滴定法檢測均有檢出值，且均大于國家標準規定的定量限10 mg·kg-1，而離子色譜法的檢測結果均小于定量限6 mg·kg-1，結果為未檢出[5]；小米辣（配料中含冰乙酸、檸檬酸、乳酸、脫氫乙酸）酸堿滴定法的檢出值為105 mg·kg-1，遠大于離子色譜法的檢出值87.8 mg·kg-1（超過標準要求的誤差范圍）；百合、泡豇豆、紅薯淀粉兩個方法的測定值均在標準要求的方法誤差范圍內（在重復性條件下獲得的兩次獨立測試結果的絕對差值不超過算數平均值的10%）。針對兩個方法出現的結果差異，通過對檢測的樣品進行分析總結，發現問題主要集中在配料表中含酸類添加劑或貯存不當導致自然發酵形成各類有機酸的產品、含揮發性物質與內源性物質較多的產品[6]。

圖1 不同樣品兩種方法的二氧化硫測定結果

參考已知的研究，香菇的內源性亞硫酸根以及含硫香氣成分化合物可能會造成假陽性結果[7-8]；菊花、青花椒和復合香辛料中揮發性物質較多且基質較復雜，除了內源性物質外還有芳香性類化合物可能會干擾結果；對于含酸類添加劑或貯存不當導致自然發酵形成各類有機酸的產品（小米辣），由于酸堿滴定法的原理是試樣酸化后在加熱條件下亞硫酸鹽等系列物質釋放二氧化硫，用過氧化氫溶液吸收蒸餾物形成硫酸，用堿液滴定來計算樣品中二氧化硫的殘留量，在該過程中樣品中其他物質很可能通過氮氣被吸收液吸收形成其他酸，干擾吸收液的酸堿性，造成數據偏高或者假陽性[9-11]。

2.3 影響滴定法測定結果的因素分析

2.3.1 蒸餾時間對測定結果的影響

為了驗證其他物質對實驗結果是否產生影響，對這幾類代表樣用酸堿滴定法進行標準蒸餾時長90 min與延長蒸餾時長120 min、150 min的測定，結果如圖2所示。香菇、小米辣、菊花、青花椒、復合香辛料樣品均出現了蒸餾不完全的現象，即在標準規定蒸餾時長90 min后測定結果出現不同程度的升高，隨著蒸餾時間的延長，二氧化硫含量不斷上升，說明其蒸餾出的物質不僅為二氧化硫，還有其他影響吸收液酸堿性的物質，對滴定法的結果造成干擾。而百合、泡豇豆、紅薯淀粉的測定結果則不隨時間的延長而升高，說明在標準規定蒸餾時長內二氧化硫蒸餾完畢，無其他物質干擾。

圖2 不同樣品各時段的二氧化硫測定結果

2.3.2 產品中酸對測定結果的影響

由于市場上含酸類添加劑的產品占比較高，尤其是四川地區的醬腌菜，除了人為添加還會自然發酵生成乳酸，因此本研究對含酸類添加劑的產品著重分析，為驗證酸是否會對酸堿滴定法的結果形成干擾，對小米辣中的冰乙酸、檸檬酸、乳酸、脫氫乙酸用酸堿滴定法進行分析測定，結果如圖3所示。檸檬酸未檢出，冰乙酸的值最大，冰乙酸、乳酸、脫氫乙酸在90 min與120 min時的測定值分別為505 mg·kg-1與934 mg·kg-1、133 mg·kg-1與150 mg·kg-1、73.3 mg·kg-1與87.4 mg·kg-1，這3類酸的測定結果與蒸餾時長都呈正相關，說明這3種酸會干擾酸堿滴定法的測定結果，其中冰乙酸的干擾最明顯，而檸檬酸則不會影響結果。含這3種酸類添加劑的產品滴定法結果容易偏高或呈假陽性。

圖3 4種酸各時段的測定結果

3 結論

在滴定法和色譜法均滿足實驗室要求的精密度和準確度的條件下，對食品二氧化硫殘留量監管過程中發現問題的代表樣用兩種方法同時進行驗證比對，發現配料表中含冰乙酸、乳酸較多的產品，含揮發性物質與內源性物質較多的產品，用滴定法測定時其結果會出現偏高或呈假陽性的情況，配料表中的酸類添加劑（特別是冰乙酸）會影響滴定法的測定結果，可能會造成誤判，表明滴定法的適用性存在不夠完善的問題，為保證數據的準確性及監管的合理性，需對酸堿滴定法進行技術改進，對含以上特征的產品使用干擾少、準確度更高的色譜法。本研究為滴定法的產品適用性提供一定的參考依據，為食品中二氧化硫殘留量的檢測提供風險提示，以保障檢測數據的準確性和消費者的生命健康。