食品中二氧化硫的檢測能力驗(yàn)證實(shí)施及應(yīng)用評價(jià)

陶 琳，王 樂

（1.淄博海關(guān)綜合技術(shù)服務(wù)中心，山東淄博 255086；2.濟(jì)南海關(guān)技術(shù)中心，山東濟(jì)南 255014）

亞硫酸鹽是食品工業(yè)廣泛使用的添加劑，它通過產(chǎn)生二氧化硫來發(fā)揮護(hù)色、防腐、漂白和抗氧化的作用[1]。在食品加工過程中，需嚴(yán)格控制亞硫酸鹽的使用量，若過量使用，會(huì)產(chǎn)生一些毒副作用，如可能產(chǎn)生過敏性休克或增加肺癌、腦癌、心血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、中風(fēng)等疾病的發(fā)病率[2-3]，還有可能破壞人體細(xì)胞中生物酶的活性，降低器官的代謝能力[4]。因此，準(zhǔn)確地檢測食品中二氧化硫的含量是保障消費(fèi)者健康的重要舉措。

目前，我國對食品中二氧化硫的限量都制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，GB 2760—2014[5]規(guī)定了各類食品中二氧化硫最大使用量，而聯(lián)合國糧農(nóng)組織與世界衛(wèi)生組織的食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)依據(jù)動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果，建議亞硫酸鹽每日允許攝入量（Acceptable Daily Intake，ADI）為0.7 mg·（kg bw）-1。國際食品法典（CODEX STAN 212—1999）[6]中規(guī)定，白砂糖中二氧化硫殘留量應(yīng)≤15 mg·kg-1。面對日益嚴(yán)峻的食品安全問題，準(zhǔn)確地檢測二氧化硫殘留量非常有必要性。

《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中二氧化硫的測定》（GB 5009.34—2022）[7]以酸堿滴定法代替了原有的滴定方法。滴定法雖然存在主觀誤差大、操作煩瑣等缺陷，但其簡單便捷，無須使用大型儀器，易于開展，應(yīng)用十分廣泛。為了評價(jià)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用 GB 5009.34—2022 的能力濟(jì)南海關(guān)技術(shù)中心組織了相關(guān)能力驗(yàn)證活動(dòng)，以期推動(dòng)相關(guān)檢測能力的提升，充分發(fā)揮能力驗(yàn)證對檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)質(zhì)量體系運(yùn)行和工作質(zhì)量控制的重要參考作用。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與試劑

腐竹樣品，廠家定制生產(chǎn)；過氧化氫、無水乙醇、氫氧化鈉、甲基紅、鹽酸（分析純，天津化學(xué)試劑廠）；氮?dú)猓ㄗ筒┓迳綒怏w廠，純度大于99.9%，）；XQM立式半圓行星真空球磨機(jī)，南北儀器；密閉式不銹鋼干粉攪拌機(jī)，鄭州天弘，容量35 kg。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制備

稱取腐竹樣品2 kg，剪碎至2 cm以下，采用立式半圓行星真空球磨機(jī)進(jìn)行真空狀態(tài)下球磨粉碎，研磨時(shí)間20 min。粉碎后樣品倒入密閉式不銹鋼干粉攪拌機(jī)，混合20 min至均勻。

1.2.2 試樣測定

《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中二氧化硫的測定》（GB 5009.34-2022）[7]中規(guī)定了樣品測定的過程，稱取制備后的樣品20 g（精確至0.01 g），放置于圓底燒瓶中，加入純水200 mL，打開冷凝水開關(guān)，將冷凝水的溫度控制在15 ℃以下，同時(shí)將玻璃導(dǎo)管放在錐形瓶底部。按照順序加入50 mL 3%過氧化氫溶液、2～3滴25 g·L-1甲基紅乙醇溶液指示劑，隨后用0.01 mol·L-1氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至黃色。打開氮?dú)猓{(diào)節(jié)流量為1.0～2.0 L·min-1，在蒸餾瓶中迅速加入濃度為6 mol·L-1的鹽酸溶液10 mL，加熱瓶內(nèi)的溶液至沸，微沸狀態(tài)保持1.5 h。放冷至室溫后搖勻，用0.01 mol·L-1氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至黃色并保持20 s內(nèi)不褪色，空白試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行。

1.2.3 二氧化硫含量的計(jì)算

樣品中二氧化硫含量的計(jì)算公式

式中：X為樣品中二氧化硫的含量（以SO2計(jì)），mg·kg-1或mg·L-1；V為樣品溶液消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；V為空白溶液消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；0.032為1 mL氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 mol·L-1）相當(dāng)?shù)亩趸虻馁|(zhì)量（g），g·mmoL-1；m為試樣的質(zhì)量或體積，g或mL。計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字。

1.2.4 均勻性及穩(wěn)定性檢驗(yàn)

《能力驗(yàn)證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價(jià)指南》（CNAS-GL003：2018）[8]中詳細(xì)規(guī)定了均勻性檢驗(yàn)和穩(wěn)定性檢驗(yàn)的方法及判定依據(jù)，從分裝好的樣品中隨機(jī)抽取12份樣品，依據(jù)GB 5009.34-2022對樣品中的二氧化硫進(jìn)行檢測，對樣品的均勻性進(jìn)行檢驗(yàn)。同時(shí)，取均勻性檢驗(yàn)的12份樣品，分別模擬4 ℃和40 ℃2個(gè)溫度水平的環(huán)境，在第0天、第30天進(jìn)行檢測，使用t檢驗(yàn)法檢驗(yàn)樣品的穩(wěn)定性。

1.3 能力驗(yàn)證的實(shí)施

1.3.1 發(fā)放樣品

將制備好的樣品抽真空后裝入包裝袋，放入快遞紙箱中。樣品標(biāo)識(shí)貼于氣泡包裝袋上，編號(hào)為N+樣品號(hào)，每個(gè)參加實(shí)驗(yàn)室具有唯一性編號(hào)。包裝清單含一份樣品及1份參試指導(dǎo)書。

1.3.2 保密及防串通措施

為了保密，每個(gè)參加實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)室能力驗(yàn)證管理系統(tǒng)網(wǎng)站（www.ptplab.net）上報(bào)名后系統(tǒng)隨機(jī)生成實(shí)驗(yàn)室編號(hào)和樣品號(hào)。在能力驗(yàn)證過程中，樣品分發(fā)、結(jié)果報(bào)告等均以實(shí)驗(yàn)室編號(hào)和樣品號(hào)傳遞。發(fā)送樣品時(shí)，隨機(jī)抽取樣品。因此，樣品編號(hào)無任何規(guī)律可循，防止參加者串通。

1.3.3 結(jié)果評價(jià)原則

結(jié)果評價(jià)采用穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)方法的[9]。能力驗(yàn)證結(jié)果按下式計(jì)算Z比分?jǐn)?shù)（Z值）進(jìn)行評價(jià)：

式中：x為參加者能力驗(yàn)證結(jié)果；X為中位值；σ為標(biāo)準(zhǔn)四分位距。|Z|≤2.0表明“滿意”；2.0＜|Z|＜3.0表明結(jié)果“有問題”；|Z|≥3.0表明“不滿意”。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品均勻性評估

對于制備好的考核樣品中二氧化硫進(jìn)行檢測，隨機(jī)抽取12瓶，每瓶樣品重復(fù)測量2次。采用單因素方差分析，對檢測結(jié)果進(jìn)行F檢驗(yàn)。由表1、表2可知，F(xiàn)值均小于臨界值F0.05(11,12)=2.72，這說明當(dāng)顯著水平為0.05時(shí)，樣品中的二氧化硫的含量是均勻的。

表1 均勻性檢驗(yàn)結(jié)果

表2 單因素方差分析

2.2 樣品穩(wěn)定性評估

使用t檢驗(yàn)法對穩(wěn)定性數(shù)據(jù)進(jìn)行評估，經(jīng)檢驗(yàn)，兩個(gè)溫度下樣品均滿足t

表3 穩(wěn)定性檢驗(yàn)結(jié)果

2.3 能力驗(yàn)證結(jié)果

參加本輪能力驗(yàn)證的共有30家實(shí)驗(yàn)室，其中海關(guān)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室為18家，企業(yè)及第三方實(shí)驗(yàn)室有12家，其上報(bào)結(jié)果均有效。對所有結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出中位值為49.8 mg·kg-1，標(biāo)準(zhǔn)四分位距為3.706 mg·kg-1，穩(wěn)健變異系數(shù)為7.44%，最大值為62.6 mg ·kg-1，最小值為32.6 mg·kg-1，極差為30.0 mg·kg-1。30家實(shí)驗(yàn)室中，結(jié)果為滿意的實(shí)驗(yàn)室有23家，滿意率為76.7%；有3家實(shí)驗(yàn)室結(jié)果有問題；有4家實(shí)驗(yàn)室結(jié)果為離群。

Z比分?jǐn)?shù)序列直方圖可表示相關(guān)的統(tǒng)計(jì)量，直觀地展示本次能力驗(yàn)證活動(dòng)的結(jié)果。二氧化硫測定值Z比分?jǐn)?shù)序列直方圖參見圖1。

圖1 二氧化硫測定值Z比分?jǐn)?shù)圖

2.4 可能影響檢測結(jié)果的原因分析

亞硫酸鹽系列物質(zhì)在鹽酸酸化下釋放二氧化硫，與過氧化氫溶液反應(yīng)，生成硫酸鹽，采用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的硫酸鹽。根據(jù)返回的結(jié)果及試驗(yàn)過程，發(fā)現(xiàn)有如下因素可能影響試驗(yàn)結(jié)果。

2.4.1 加熱功率的影響

方芳[10]發(fā)現(xiàn)適當(dāng)調(diào)高加熱功率能提高樣品的準(zhǔn)確度，但過高的加熱功率會(huì)加快蒸餾速度，使蒸餾液中其他含硫物質(zhì)一同蒸餾出來，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏高。參加者應(yīng)根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室條件進(jìn)行摸索，找出最佳的加熱功率。

2.4.2 氮?dú)饬髁康挠绊?/p>

氮?dú)饬魉龠^低會(huì)導(dǎo)致二氧化硫蒸餾不完全，導(dǎo)致結(jié)果偏低。氮?dú)獾牧魉龠^高會(huì)讓反應(yīng)過于激烈，吸收液無法將二氧化硫吸收完全，檢測結(jié)果同樣偏低[10]。參加者應(yīng)選擇合適的氮?dú)饬魉伲岣呶招省?/p>

2.4.3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的影響

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的使用和管理對化學(xué)分析的結(jié)果至關(guān)重要，要特別關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的使用期限和可溯源性，應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測定能追溯到國際標(biāo)準(zhǔn)單位。同時(shí)，在存放標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)應(yīng)滿足存放要求，防止影響其特性或變質(zhì)。

2.4.4 檢測人員的影響

檢測人員需具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和技能，并首選責(zé)任心強(qiáng)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、經(jīng)驗(yàn)豐富，具有較強(qiáng)的分析問題和解決問題能力的人作為主要檢測人，以避免誤差的產(chǎn)生。影響檢測結(jié)果準(zhǔn)確性的因素較多，一個(gè)環(huán)節(jié)失控則影響最終的試驗(yàn)結(jié)果。建議有可疑和離群結(jié)果的檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)參照報(bào)告給出的信息，對整個(gè)試驗(yàn)過程進(jìn)行核查，找出偏離原因，按照要求進(jìn)行整改，以期提高檢測技術(shù)能力和管理水平。

3 結(jié)論

為了評價(jià)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用GB 5009.34—2022的能力，濟(jì)南海關(guān)技術(shù)中心組織“食品中二氧化硫的測定-滴定法能力驗(yàn)證”。本次能力驗(yàn)證選用腐竹作為樣品，均勻性檢驗(yàn)和穩(wěn)定性檢驗(yàn)的結(jié)果表明樣品符合能力驗(yàn)證的要求，從結(jié)果來看，多數(shù)實(shí)驗(yàn)室對標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)用掌握較好，其檢測水平和熟練程度符合要求。少數(shù)實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)離群或可疑結(jié)果，需深入分析原因進(jìn)行整改。本次能力驗(yàn)證旨在幫助實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)不足，吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提高自身業(yè)務(wù)水平，對實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制的有效性進(jìn)行確認(rèn)，發(fā)揮了在能力監(jiān)督和質(zhì)量提升中的作用。