食品添加剂二氧化硫的质量检测方法研究
河南漯河市质量技术监督局检验测试中心 李宏彦 王二梅 邓跃伟
在不少食品加工过程中常采用熏磺及亚硫酸盐溶液浸渍法进行漂白，亚硫酸盐及其盐类作为我国常用的漂白剂，除有漂白作用外，对微生物也有明显抑制作用，可起到杀菌防腐防虫目的。漂白剂起主要作用的成分二氧化硫是一种强还原剂，会破坏食品本身营养成分，在影响食品质量的同时，过量的二氧化硫残留会导致食用者咽喉疼痛、胃部不适等不良反应，同时对肝脏有一定的损害。因此，加强对食品中二氧化硫及亚硫酸盐的监督和检测已成为食品安全的重中之重，研究与应用二氧化硫及亚硫酸盐含量的测定技术，是实现监督管理的有效措施之一。
食品基质的差异性，使二氧化硫检测需要不同的方法，且检测原理也各不相同。目前，应用于食品中二氧化硫检测的方法有滴定法、比色法、色谱法和其他一些新的检测方法等。
一、滴定法
滴定法常见的有直接滴定碘量法，原理是氧化还原滴定，检测对象为游离态亚硫酸盐及亚硫酸盐总量；蒸馏—碘量法的原理是蒸馏并吸收氧化还原滴定，检测对象为亚硫酸盐总量；蒸馏—碱滴定法的原理是蒸馏并吸收酸碱滴定，检测对象为亚硫酸盐总量。
1. 直接滴定碘量法。直接滴定碘量法操作简便、快速，特别适用于测定葡萄酒中的亚硫酸盐。脱水大蒜、姜制品等含有较多挥发性芳香物质的样品，滴定终点的颜色不稳定，易褪色，不能保持30s不消失，因此终点难以判定。蒸馏—碘量法需要的时间较长，一般蒸馏一份样品大约需一个多小时，不适合大批量样品检测。
2. 蒸馏—碱滴定法。蒸馏—碱滴定法取样量在10~100 g范围内灵活掌握，检测范围宽，可以避免样品中因亚硫酸盐分布不均所致结果重复性很差的现象；此法蒸馏时间短，终点易判断。但此法需要专门的全玻璃蒸馏装置，操作中需用脱气的水，充入的氮气也需是高纯度的；由于有机酸含量高的样品，产生挥发性有机酸，测定时会产生误差，氮气流量应严格控制在0.5～0.6 mL/min之间，过低则回收率低，过高则样品中有机酸的影响较大致使二氧化硫检测结果偏高。黑木耳等样品即使经过10～20 min加热蒸馏后，还能蒸馏出被测物质，可能不是二氧化硫，而是黑木耳中含有的其他含硫成分。
二、比色法
国标GB/T5009.34—2003中规定用盐酸副玫瑰苯胺法检测食品中二氧化硫含量，其主要原理是利用亚硫酸盐与其反应生成稳定的络合物，再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫红色络合物，在波长550nm处测定溶液吸光度，与标准系列比较定量。
滴定法作为测定食品中微量二氧化硫的主要方法，具有操作简单、灵敏度高、再现性好的优点，是实际检测中最常用方法。但是该方法的线性范围窄，对于亚硫酸盐含量高的样品，需对样品稀释后测定。其次，在该方法中使用了有毒试剂四氯汞钠，且用量大，易对环境造成汞污染。另外，对于某些本身有红色或玫瑰红色的样品，如葡萄酒等，则对在550nm处测定波长产生干扰，并且因偏差无任何规律可循，使干扰无法消除。
为减少有毒试剂四氯汞钠对环境的污染，弥补这一不足，往往采用其他毒性较低的物质代替四氯汞钠溶液作为二氧化硫的吸收液。有研究人员用甲醛溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定了白砂糖中的二氧化硫。用EDTA二钠缓冲液代替四氯汞钠吸收液对食品中的二氧化硫进行了测定，结果与国标方法一致。为了避免某些样品自身颜色很深，对550nm处的测定波长产生干扰，往往采用
蒸馏法对样品进行前处理。日本食品卫生协会方法中蒸馏—比色法是将样品酸化后在氮气流中加热蒸馏，以氢氧化钠溶液接收，接收液与碱性品红和甲醛混合液进行显色反应。
三、色谱法
1. 气相色谱法。其原理是在硫酸介质中亚硝酸与环己基氨基磺酸钠反应生成环己醇亚硝酸酯，环己醇亚硝酸酯在常温下呈气态，在40℃水浴条件下平衡30min，顶空法进样，以气相色谱仪FID检测器进行定量测定。在硫酸介质中亚硝酸盐与环己基氨基磺酸钠反应生成环己醇亚硝酸酯，环己醇亚硝酸酯在常温下呈气态，非常适合用气相色谱仪进行定量测定。气相色谱测定亚硝酸盐具有方法简便、线性范围宽、检测限低、适用范围广等特点，可用于肉制品样品的测定。
2. 离子色谱法。离子色谱法，简称IC。是20世纪70年代发展起来的一种新型液相色谱分析技术，这种方法具有快速、简便、灵敏、选择性好的优点，可在高基体浓度下检测低浓度成分，减少或免除样品的提纯，可同时测定多组分和分析不同化合价态，从而弥补了经典化学方法和其他仪器分析手段的不足。其测定亚硫酸盐及其盐类原理是：试样中的亚硫酸在20%磷酸酸性条件下，于90℃水浴中通氮气分离，收集在三乙醇胺溶液中，用IC法测定。离子色谱法适用于食品中残留亚硫酸盐和天然亚硫酸盐的测定。
四、其他检测方法
1. 电化学法及传感器。将涂有石墨、环氧树脂、固化剂的铜或金电极浸泡在饱和4-甲基哌啶二硫代氨基甲酸钾水溶液和饱和硝酸汞水溶液中各1 h。然后用此电极来测定SO32-，其线性范围为5×10-6~0.1mol/L。用恒流库仑计产生的碘来氧化SO32-，通过检测过量的碘来测定SO 32-，其线性范围为0.015~25mg/L。电化学方法具有较高的灵敏度，二氧化硫传感器主要用电化学方法。还有用压电晶体传感器同时测定二氧化硫及相对湿度，用表面声波传感器测定二氧化硫等。电化学传感器具有灵敏度高、使用方便等优点。
2. 化学发光法。化学发光法因其灵敏度高、操作简便，受到了重视，二氧化硫的化学发光分析早有报道。有人提出了SO32-化学发光反应机制，在酸性介质中，某些氧化剂可氧化SO32-产生发光，当某些化合物存在时，可使化学发光增强。因此，人们便将化学发光法用于测定亚硫酸盐。Batasubramnian等发明了了一种简便、灵敏的萃取光度法，即用甲醛溶液固定二氧化硫，在pH为4.76的乙酸盐介质中，二氧化硫与碘酸盐反应生成I2，I2与过量Cl-形成稳定的ICI-后，与2,7-二氯荧光素反应，生成易被有机溶剂萃取的碘代二氯荧光素。
3. 快速检测试剂盒。目前市场上还出现了食品二氧化硫现场快速检测试剂盒、仪器，其工作原理为食品中的二氧化硫与显色剂反应生成有色化合物，采用目视比色分析方法，直接在二氧化硫快速检测色阶卡上读出食品中二氧化硫的含量。 仪器操作简单，使用方便，可随身携带，即时现场检测。其测定下限为10.0mg/kg，测定范围为10.0～1 000.0mg/kg。检测速度快，样品和试剂用量少，无污染，具有广阔的应用前景。
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食品添加剂二氧化硫的质量检测方法研究
河南漯河市质量技术监督局检验测试中心 李宏彦 王二梅 邓跃伟
在不少食品加工过程中常采用熏磺及亚硫酸盐溶液浸渍法进行漂白，亚硫酸盐及其盐类作为我国常用的漂白剂，除有漂白作用外，对微生物也有明显抑制作用，可起到杀菌防腐防虫目的。漂白剂起主要作用的成分二氧化硫是一种强还原剂，会破坏食品本身营养成分，在影响食品质量的同时，过量的二氧化硫残留会导致食用者咽喉疼痛、胃部不适等不良反应，同时对肝脏有一定的损害。因此，加强对食品中二氧化硫及亚硫酸盐的监督和检测已成为食品安全的重中之重，研究与应用二氧化硫及亚硫酸盐含量的测定技术，是实现监督管理的有效措施之一。
食品基质的差异性，使二氧化硫检测需要不同的方法，且检测原理也各不相同。目前，应用于食品中二氧化硫检测的方法有滴定法、比色法、色谱法和其他一些新的检测方法等。
一、滴定法
滴定法常见的有直接滴定碘量法，原理是氧化还原滴定，检测对象为游离态亚硫酸盐及亚硫酸盐总量；蒸馏—碘量法的原理是蒸馏并吸收氧化还原滴定，检测对象为亚硫酸盐总量；蒸馏—碱滴定法的原理是蒸馏并吸收酸碱滴定，检测对象为亚硫酸盐总量。
1. 直接滴定碘量法。直接滴定碘量法操作简便、快速，特别适用于测定葡萄酒中的亚硫酸盐。脱水大蒜、姜制品等含有较多挥发性芳香物质的样品，滴定终点的颜色不稳定，易褪色，不能保持30s不消失，因此终点难以判定。蒸馏—碘量法需要的时间较长，一般蒸馏一份样品大约需一个多小时，不适合大批量样品检测。
2. 蒸馏—碱滴定法。蒸馏—碱滴定法取样量在10~100 g范围内灵活掌握，检测范围宽，可以避免样品中因亚硫酸盐分布不均所致结果重复性很差的现象；此法蒸馏时间短，终点易判断。但此法需要专门的全玻璃蒸馏装置，操作中需用脱气的水，充入的氮气也需是高纯度的；由于有机酸含量高的样品，产生挥发性有机酸，测定时会产生误差，氮气流量应严格控制在0.5～0.6 mL/min之间，过低则回收率低，过高则样品中有机酸的影响较大致使二氧化硫检测结果偏高。黑木耳等样品即使经过10～20 min加热蒸馏后，还能蒸馏出被测物质，可能不是二氧化硫，而是黑木耳中含有的其他含硫成分。
二、比色法
国标GB/T5009.34—2003中规定用盐酸副玫瑰苯胺法检测食品中二氧化硫含量，其主要原理是利用亚硫酸盐与其反应生成稳定的络合物，再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫红色络合物，在波长550nm处测定溶液吸光度，与标准系列比较定量。
滴定法作为测定食品中微量二氧化硫的主要方法，具有操作简单、灵敏度高、再现性好的优点，是实际检测中最常用方法。但是该方法的线性范围窄，对于亚硫酸盐含量高的样品，需对样品稀释后测定。其次，在该方法中使用了有毒试剂四氯汞钠，且用量大，易对环境造成汞污染。另外，对于某些本身有红色或玫瑰红色的样品，如葡萄酒等，则对在550nm处测定波长产生干扰，并且因偏差无任何规律可循，使干扰无法消除。
为减少有毒试剂四氯汞钠对环境的污染，弥补这一不足，往往采用其他毒性较低的物质代替四氯汞钠溶液作为二氧化硫的吸收液。有研究人员用甲醛溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定了白砂糖中的二氧化硫。用EDTA二钠缓冲液代替四氯汞钠吸收液对食品中的二氧化硫进行了测定，结果与国标方法一致。为了避免某些样品自身颜色很深，对550nm处的测定波长产生干扰，往往采用
蒸馏法对样品进行前处理。日本食品卫生协会方法中蒸馏—比色法是将样品酸化后在氮气流中加热蒸馏，以氢氧化钠溶液接收，接收液与碱性品红和甲醛混合液进行显色反应。
三、色谱法
1. 气相色谱法。其原理是在硫酸介质中亚硝酸与环己基氨基磺酸钠反应生成环己醇亚硝酸酯，环己醇亚硝酸酯在常温下呈气态，在40℃水浴条件下平衡30min，顶空法进样，以气相色谱仪FID检测器进行定量测定。在硫酸介质中亚硝酸盐与环己基氨基磺酸钠反应生成环己醇亚硝酸酯，环己醇亚硝酸酯在常温下呈气态，非常适合用气相色谱仪进行定量测定。气相色谱测定亚硝酸盐具有方法简便、线性范围宽、检测限低、适用范围广等特点，可用于肉制品样品的测定。
2. 离子色谱法。离子色谱法，简称IC。是20世纪70年代发展起来的一种新型液相色谱分析技术，这种方法具有快速、简便、灵敏、选择性好的优点，可在高基体浓度下检测低浓度成分，减少或免除样品的提纯，可同时测定多组分和分析不同化合价态，从而弥补了经典化学方法和其他仪器分析手段的不足。其测定亚硫酸盐及其盐类原理是：试样中的亚硫酸在20%磷酸酸性条件下，于90℃水浴中通氮气分离，收集在三乙醇胺溶液中，用IC法测定。离子色谱法适用于食品中残留亚硫酸盐和天然亚硫酸盐的测定。
四、其他检测方法
1. 电化学法及传感器。将涂有石墨、环氧树脂、固化剂的铜或金电极浸泡在饱和4-甲基哌啶二硫代氨基甲酸钾水溶液和饱和硝酸汞水溶液中各1 h。然后用此电极来测定SO32-，其线性范围为5×10-6~0.1mol/L。用恒流库仑计产生的碘来氧化SO32-，通过检测过量的碘来测定SO 32-，其线性范围为0.015~25mg/L。电化学方法具有较高的灵敏度，二氧化硫传感器主要用电化学方法。还有用压电晶体传感器同时测定二氧化硫及相对湿度，用表面声波传感器测定二氧化硫等。电化学传感器具有灵敏度高、使用方便等优点。
2. 化学发光法。化学发光法因其灵敏度高、操作简便，受到了重视，二氧化硫的化学发光分析早有报道。有人提出了SO32-化学发光反应机制，在酸性介质中，某些氧化剂可氧化SO32-产生发光，当某些化合物存在时，可使化学发光增强。因此，人们便将化学发光法用于测定亚硫酸盐。Batasubramnian等发明了了一种简便、灵敏的萃取光度法，即用甲醛溶液固定二氧化硫，在pH为4.76的乙酸盐介质中，二氧化硫与碘酸盐反应生成I2，I2与过量Cl-形成稳定的ICI-后，与2,7-二氯荧光素反应，生成易被有机溶剂萃取的碘代二氯荧光素。
3. 快速检测试剂盒。目前市场上还出现了食品二氧化硫现场快速检测试剂盒、仪器，其工作原理为食品中的二氧化硫与显色剂反应生成有色化合物，采用目视比色分析方法，直接在二氧化硫快速检测色阶卡上读出食品中二氧化硫的含量。 仪器操作简单，使用方便，可随身携带，即时现场检测。其测定下限为10.0mg/kg，测定范围为10.0～1 000.0mg/kg。检测速度快，样品和试剂用量少，无污染，具有广阔的应用前景。
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