玉米漿中亞硫酸鹽的測定

◆作者：王倩 謝全喜* 侯楠楠 王梅

◆單位：山東寶來利來生物工程股份有限公司，山東省動物微生態制劑重點實驗室

玉米是在飼用、食用、工業等方面加工利用最多的禾谷作物，隨著玉米加工工業的發展，隨之而來產生的玉米加工副產物的種類和數量也在不斷增加。大量的玉米副產物由于在玉米提取工藝中存在的化學或物理處理，致使有些副產物簡單利用或直接丟棄，這不僅造成資源的浪費，還會污染環境（李施等，2023）。玉米生產玉米淀粉過程中會產生玉米漿、玉米蛋白粉及玉米皮等（楊明等，2021），玉米漿中富含礦物質、多糖、可溶性蛋白質及各種氨基酸等，是廉價的有機氮源（林巍等，2018），直接排放玉米漿廢液會造成環境污染，也是資源的浪費。基于玉米漿高蛋白含量和豐富的礦物質，目前玉米漿在反芻動物飼養中作為非常規飼料應用較多，有研究發現作為微生物發酵飼料添加15%玉米漿對動物生長有促進作用，但考慮到玉米漿中亞硫酸鹽含量，如果長期飼喂大量亞硫酸鹽會在動物體內累積，進而影響動物機體代謝和健康狀況。因此需要對玉米漿中亞硫酸鹽含量進行檢測，合理控制亞硫酸鹽含量，目前玉米漿中亞硫酸鹽檢測方法方面的研究較少，需要建立完整的檢測方法，以此便于后期玉米漿開發利用。

亞硫酸鹽在食品中的應用具有較長的歷史，使用范圍也比較廣泛，在食品加工中作為防腐保鮮劑、抗氧化劑等應用（朱春紅等，2012），食品安全國家標準嚴格規定其最大使用量（GB 2760-2014 食品添加劑使用標準）如蜜餞類最大使用量為0.35 g/kg，葡萄酒為0.25 g/L。其次在中藥貯存方面硫磺熏蒸也致使中藥中的亞硫酸鹽殘留量是日常需要考慮的問題，藥典中規定藥材及飲片（礦物類除外）的二氧化硫殘留量不得過150 mg/kg。目前食品中亞硫酸鹽常用的檢測方法主要有鹽酸恩波副品紅比色法、蒸餾比色法、滴定法、色譜法等方法，比色法具有操作簡單，效率高，易于推廣等特點，但由于添加四氯汞鈉劇毒試劑（GB 5009.34-2016 食品中亞硫酸鹽測定方法），對人和環境會造成危害（張靜等，2015），許多研究者對絡合比色法進行改進，如利用孔雀石綠與亞硫酸鹽發生褪色反應建立新的方法（王麗麗等，2007），流動注射與分光光度法結合（曹鳳梅等，2011），三乙醇胺吸收—鹽酸恩波副品紅分光光度法（余娟等，2009）等檢測方法。

對于玉米漿中亞硫酸鹽殘留量，本研究利用EDTA-鹽酸恩波副品紅比色法測定玉米漿中的亞硫酸鹽殘留量，為企業利用玉米漿用作飼料添加，檢測玉米漿中亞硫酸鹽殘留量建立一套行之有效的監督管理和預警機制提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

亞鐵氰化鉀，分析純，天津市凱通化學試劑有限公司；氨基磺酸銨，分析純AR，國藥集團化學試劑有限公司；乙二胺四乙酸二鈉，分析純AR，國藥集團化學試劑有限公司；濃鹽酸，萊陽市康德化工有限公司；磷酸，分析純，天津市凱通化學試劑有限公司；冰乙酸，分析純，天津市匯杭化工；鹽酸恩波副品紅，北京海岸鴻蒙標準物質技術公司。

玉米漿，市場采購，不同批次處理玉米漿，其基本物質含量見表1。

表1 玉米漿成分

表2 標準曲線試劑用量

1.2 儀器與設備

萬分之一分析天平，MS105DV；紫外可見分光光度計，WFZ UV-2000；高速萬能粉碎機，天津泰斯特；超聲波儀，SB-5200DT。

1.3 方法

1.3.1 試劑配制

二氧化硫標準溶液，二氧化硫使用液，亞鐵氰化鉀溶液，鹽酸恩波副品紅使用液（0.02%），EDTA-2Na 溶液（0.05 mol/L），乙酸鋅溶液，氨基磺酸銨溶液（0.3%），甲醛，硫代硫酸鈉（Na2S2O3·5H2O） 標 準 溶 液（0.1mol/L），磷酸溶液（30%），碘溶液（0.1 mol/L），冰乙酸，淀粉指示劑。

EDTA-2Na 溶 液（0.05 mol/L）：稱取1.86 g EDTA-2Na溶于新煮沸后已冷卻的水中，定容至100 mL。

EDTA-2Na 吸收貯備液：稱取2.04 g 鄰苯二甲酸氫鉀，用少量水溶解后，加入20 mL EDTA-2Na 溶液和5.5 mL 甲醛，用水定容至100 mL。

EDTA-2Na 吸收工作液：臨用前將EDTA-2Na 吸收貯備液用水稀釋100 倍使用。

鹽酸恩波副品紅使用液（0.02%）：吸取10 mL 鹽酸恩波副品紅（0.2%）于100 mL 容量瓶中，用30%的磷酸溶液定容至刻度。

二氧化硫標準溶液配制：稱取0.2 g 亞硫酸鈉溶于200 mL EDTA-2Na 溶液中，搖勻，充分溶解，靜置放置2 h-3 h 后，標定后使用，二氧化硫標準溶液在冰箱中保存可穩定10 d。

二氧化硫標準溶液標定：準確吸取待標定的標準溶液3 份，各20 mL，分別置于250 mL 碘量瓶中，加入50 mL 新煮沸并完全冷卻的水，準確加入10 mL 碘溶液，1 mL 冰乙酸，蓋塞，搖勻。置于暗處反應5 min 后迅速用硫代硫酸鈉標準溶液滴定至淡黃色，然后加入1 mL 淀粉指示劑，繼續滴定至無色；另取20 mL EDTA-2Na 溶液，相同的試驗方法做試劑空白試驗。二氧化硫標準溶液的濃度可按消耗硫代硫酸鈉溶液來計算。

二氧化硫使用液：臨用前將二氧化硫標準溶液以EDTA-2Na 吸收工作液稀釋成每毫升相當于2μg 二氧化硫，現用現配。

1.3.2 二氧化硫標準曲線的繪制

吸 取 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL 二氧化硫標準使用液分別置于25 mL 具塞刻度試管中，于標準管中各加入EDTA-2Na 工作液至10 mL，然后加入0.5 mL 氨基磺酸銨溶液，放置5 min 后加入1 mL 1 mol/L氫氧化鈉溶液及0.5 mL 鹽酸恩波副品紅使用液，混勻，放置20 min，用1 cm 比色杯，以零管調節零點，于波長550 nm 處測吸光度值。以二氧化硫質量為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線。

1.3.3 玉米漿樣品處理

稱取于5 g 試樣（精確至0.01 g）于100 mL 比色管，加入50 mL EDTA-2Na 吸收工作液，用超聲波儀超聲處理60min 后，加入2.5mL亞鐵氰化鉀溶液和2.5 mL 乙酸鋅溶液，再用超聲波儀超聲處理30 min，用水稀釋至100mL，搖勻，離心，取上清液備用。

1.3.4 樣品測定

吸取5 mL 待測樣品加入25 mL 具塞刻度試管中，于試樣及標準管中各加入5 mL EDTA-2Na 吸收工作液，0.5 mL 氨基磺酸銨溶液，放置5 min 后加入1 mL 1 mol/L 氫氧化鈉溶液及0.5 mL 鹽酸恩波副品紅使用液，混勻，放置20 min，于波長550 nm 處測吸光度值。

1.4 計算

1.4.1 二氧化硫含量

在標準曲線的線性范圍內，根據樣品測得的吸光度值按下式計算樣品中二氧化硫含量：

A-標曲得到的二氧化硫含量，μg

m-試樣質量，g/mL

V-測定試樣液的體積，mL

X-試樣中二氧化硫含量，mg/kg 或mg/L

1.4.2 二氧化硫標準溶液濃度

以硫代硫酸鈉標定二氧化硫標準溶液的計算公式：

p：二氧化硫標準溶液的質量濃度，g/L

V1：二氧化硫溶液消耗硫代硫酸鈉體積，mL

V2：空白消耗硫代硫鈉體積，mL

c：硫代硫酸鈉標準溶液的質量濃度，mol/L

32.03：每毫升硫代硫酸鈉（c（Na2S2O3·5H2O）1.000mol/L）

2 結果與分析

2.1 二氧化硫標準曲線的制作

采用鹽酸恩波副品紅法繪制出二氧化硫標準曲線，二氧化硫含量線性范圍在0～8.0μg時，得到的回歸方程為y =0.0156x+0.0054，R2=0.9943。可見二氧化硫含量線性范圍在0～8.0μg 具有良好的線性關系。標準曲線見圖1。

圖1 二氧化硫（0-8.0 μg）標準曲線圖

2.2 加標回收試驗

精密吸取二氧化硫標準液0.4μg、2.0μg2 種不同濃度二氧化硫標準溶液分別加入樣品中，每種濃度3 個平行，加入25 mL 具塞刻度試管中，用標準加入法做回收實驗。回收率結果見下表3。加標回收結果從表3 可知，該方法加標量為0.4μg 回收率在95.0%～97.5%，加標量為 2μg 回 收 率 在 96% ～100.5%，具有良好的回收率。

表3 回收率試驗

2.3 精密度試驗

在相同的試驗條件下，取3份玉米漿進行樣品前處理，每份樣品重復測定6 次，取其均值，求出相對標準偏差（RSD）結果見表4。由表4 結果可知3 份樣品在相同水平條件下測定結果得到的相對標準偏差（RSD）為2.430%、2.689%、3.775%，能夠滿足測定方法的精密度要求。

表4 精密度試驗

2.4 與國標蒸餾檢測法比較

用該方法和GB 5009.34—2016 《食品中二氧化硫的測定》對6 份玉米漿樣品測定亞硫酸鹽含量。結果見表5。

表5 兩種檢測方法試驗結果

將表5 數據進行樣品t 檢驗分析，國標蒸餾檢測法和改進后的方法測定結果：t=0.928，p=0.375＞0.05，兩種檢測方法測定結果差異不顯著，說明該方法可以用來日常玉米漿中亞硫酸鹽的檢測。國標法在檢測過程中會存在樣品處理中二氧化硫揮發及蒸發不完全都會導致測定結果偏低。

3 討論

目前大多的二氧化硫檢測方法多為食品中二氧化硫及亞硫酸鹽含量檢測，在玉米漿中亞硫酸鹽的檢測方法少之又少。在GB/T 5009.34－2003 的方法中，測定樣品需要經過至少4 h 的樣品前處理，樣品前處理耗時較長，并且該方法中需要添加劇毒試劑四氯汞鈉，對人的健康和環境具有一定危害，難以建立高效率的檢測，面對大量的樣品檢測時更加體現方法的弊端。本試驗參照食品中二氧化硫國標檢測方法和其他食品中亞硫酸鹽檢測方法，建立玉米漿中亞硫酸鹽檢測方法，鑒于玉米漿具有粘稠性成分較為復雜，本試驗采用超聲提取的方法進行樣品前處理，提取液采用EDTA -2Na 鹽，超聲提取大幅縮短了樣品的前處理時間，EDTA-2Na 的使用可以替換掉有毒試劑，減少對人和環境的傷害。很多學者在國標方法基礎上建立新的無汞鹽- 鹽酸恩波副品紅比色法檢測食品中的亞硫酸鹽，如董亞茹等（2015）的研究中發現一種超聲提取-EDTA-2Na 吸收-鹽酸恩波副品紅法測定食用菌中的二氧化硫含量，該試驗方法經過反復試驗得出該方法測定結果高于傳統測定方法，證明超聲提取用于食用菌中亞硫酸鹽的檢測快速安全。

4 結論

根據以上試驗結果發現，玉米漿樣品經超聲波提取測定亞硫酸鹽含量，通過重復測定，其結果相對標準偏差在2.43%～3.78%，加標回收率在95%～100.5%，檢測方法繪制的標準曲線當線性范圍在0～8.0μg 時，R2= 0.9943，線性范圍較為寬泛，檢測方法的精密性和準確性達到了方法的要求，此方法大幅縮短了樣品檢測時間，顯著提高檢測效率，為玉米漿中亞硫酸鹽的檢測提供新思路。