分光光度法檢測食品中二氧化硫

關(guān)鍵詞：分光光度法；食品添加劑；二氧化硫；美析儀器www.macylab.com; UV-1300

摘要：本文簡要介紹了二氧化硫的性質(zhì)及其在食品添加劑領(lǐng)域的應(yīng)用，闡釋了利用鹽酸副玫瑰苯胺光度法、碘量法以及蒸餾滴定法測定二氧化硫含量的方法，對于認(rèn)識二氧化硫及測定二氧化硫的含量具有借鑒意義。

引言

二氧化硫已成為現(xiàn)在食品安全的大敵，大批二氧化硫超標(biāo)的食品被曝光，而且?guī)缀跎婕八械氖称贩N類。從近幾年市場上食品檢測結(jié)果看，超過50%的不合格項(xiàng)目與二氧化硫有關(guān)，且一部分產(chǎn)品的超標(biāo)率呈上升趨勢。二氧化硫在食品加工或儲存中扮演著重要的角色，影響范圍甚廣：干腌制蔬菜時(shí)，二氧化硫等于防腐劑；在脫皮蔬菜中，二氧化硫可用作抗氧化劑，可以抑制氧化酶的活性，從而抑制酶性褐變；在米、面、年糕等制品中，二氧化硫相當(dāng)于“美白粉”，可起漂白作用；在香蕉、龍眼等水果中，二氧化硫可用作催熟劑，用以把生的水果催熟。而二氧化硫本身并沒有什么營養(yǎng)價(jià)值，也非食品中不可缺少的部分，而且還有一定的腐蝕性，若用量超標(biāo)，將對人體健康產(chǎn)生極大的危害，所以，加強(qiáng)對二氧化硫的監(jiān)管和檢測具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

 

1   二氧化硫簡介

二氧化硫，又稱亞硫酸酐，其相對分子質(zhì)量為64.07，是由燃燒的硫磺或黃鐵礦制得。在常溫下，二氧化硫?yàn)橐环N無色的氣體，但有強(qiáng)烈的刺激臭，有窒息性，熔點(diǎn)—76.1℃，沸點(diǎn)—10℃。在—10℃時(shí)冷凝成無色的液體。二氧化硫易溶于水或乙醇，對水的溶解度為22.8﹪（0℃）、5﹪（50℃）。二氧化硫溶于水后，一部分水化合成亞硫酸，亞硫酸極不穩(wěn)定，即使在常溫下，特別是暴露在空氣中時(shí)，很容易分解，當(dāng)加熱時(shí)更為迅速地分解而放出二氧化硫。

二氧化硫可能是目前已知的最有效的非酶褐變抑制劑，但其抑制非酶褐變的化學(xué)機(jī)制尚未完全搞清，或許涉及酸式亞硫酸與活性羰基的作用。酸式亞硫酸能與還原糖和醛式中間體可逆地結(jié)合，因此阻止了含羧基的化合物與氨基酸的縮合反應(yīng)，進(jìn)而防止了由糖氨反應(yīng)所造成的非酶褐變。這些酸式亞硫酸的加成產(chǎn)物和二氧化硫?qū)︻惡诰氐钠鬃饔霉餐ㄓ行У匾种屏撕肿兊倪^程。亞硫酸和果蔬中糖的結(jié)合能力很強(qiáng)，其結(jié)合強(qiáng)弱順序?yàn)椋喊⒗牵酒咸烟牵竟牵菊崽恰Ｍ瑯舆@種結(jié)合與pH值有著密切關(guān)系，pH值越低其結(jié)合速度越慢。

二氧化硫也能有效地抑制某些酶催化反應(yīng)，特別是酶促褐變。植物組織中的酚類化合物在酶的催化下氧化產(chǎn)生褐色素，從而使某些新鮮果蔬在搬運(yùn)或前加工時(shí)產(chǎn)生一系列質(zhì)量問題。然而，把添加了檸檬酸的亞硫酸鹽或酸式亞硫酸鹽噴灑或滴注在新鮮果蔬上，可有效地抑制去皮馬鈴薯、胡蘿卜和蘋果的酶促褐變。這主要是因?yàn)閬喠蛩崾且环N強(qiáng)還原劑自身對氧化酶活性有很強(qiáng)的抑制作用，同時(shí)也正因?yàn)樗倪€原性，可以使酶促反應(yīng)的某些中間體產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)。

在很多食品體系中，二氧化硫還具有顯著的抗氧化作用。由于亞硫酸是強(qiáng)的還原劑，他能消耗組織中的氧，從而抑制了氧化酶的活性，對于防止果蔬中維生素C的破壞很有效，但通常并不以此為主要使用目的。啤酒中添加二氧化硫能明顯抑制啤酒在儲藏時(shí)產(chǎn)生的氧化風(fēng)味。當(dāng)二氧化硫存在時(shí)，鮮肉的紅色能有效地得以保持，但食品法規(guī)并不許可使用這種方法，因?yàn)樗梢匝诒瘟淤|(zhì)肉制品。

二氧化硫在食品中添加應(yīng)加以限制，1994年FAO/WHO規(guī)定了亞硫酸鹽的ADI值為0—0.7mg/kg體重，并要求在控制食用量的同時(shí)還應(yīng)嚴(yán)格控制二氧化硫的殘留量。我們食品添加劑法規(guī)明文規(guī)定，不得以掩蓋食品的腐敗變質(zhì)而使用食品添加劑，二氧化硫使用后二氧化硫最大殘留量應(yīng)符合GB2760的規(guī)定。

 

2   食品中二氧化硫的測定方法

測定二氧化硫的主要方法有：鹽酸副玫瑰苯胺比色法、蒸餾滴定法、碘量法等。

2.1  鹽酸副玫瑰苯胺光度法測定二氧化硫

2.1.1 原理：

二氧化硫(或來自亞硫酸鹽)被四氯汞鈉吸收后，生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，再與甲醛和鹽酸副玫瑰苯胺作用，并經(jīng)分子重排后，生成紫紅色的絡(luò)合物。顏色的深淺與二氧化硫的濃度成正比，可以比色測定。

本方法使用于各類食品中游離型和結(jié)合型硫酸鹽殘留量的測定。方法操作

簡單、快速、靈敏度高，再現(xiàn)性良好。

2.1.2 試劑：

(1)5mol/L氫氧化鈉溶液；0.5mol/L硫酸溶液；12g/L氨基磺酸銨溶液。

(2)四氯汞鈉吸收液：稱取13.6g氯化高汞及6g氯化鈉，溶于水中并稀釋至1000m1，放置過夜，過濾后備用。

(3)甲醛溶液：吸取0.55m1無聚合沉淀的36％甲醛，加水99.45ml稀釋，混勻。

(4)淀粉指示液：稱取1g可溶性淀粉，用少量水調(diào)成糊狀，緩緩傾入100m1沸水中，隨加隨攪拌，煮沸，放冷備用，此溶液臨用時(shí)現(xiàn)配。

(5)亞鐵氰化鉀溶液：稱取10.6g亞鐵氰化鉀[K Fe(CN) ，·3H 0]，加水溶解并稀釋至100m1。

(6)乙酸鋅溶液：稱取22g[Zn(CH COO) ·2H20]，溶于少量水中，加入3m1冰乙酸，加水稀釋至100m1。

(7)鹽酸副玫瑰苯胺溶液：稱取0.1gC H N Cl·4H20于研缽中，加少量水研磨使溶解并稀釋至100ml。取出20ml，置于100ml容量瓶中，加鹽酸溶液6mol／L，充分搖勻后使溶液由紅變黃，如不變黃再滴加少量鹽酸至出現(xiàn)黃色，再加水稀釋至刻度，混勻備用(如無鹽酸副玫瑰苯胺可用鹽酸晶紅代替)。

    鹽酸副玫瑰苯胺的精制方法：稱取20g鹽酸副玫瑰苯胺于400m1水中，用50ml鹽酸溶液2mol／L酸化，徐徐攪拌，加4—5g活性炭，加熱煮沸2min。將混合物倒入大漏斗抽濾，過濾(用保溫漏斗趁熱過濾)。濾液放置過夜，出現(xiàn)結(jié)晶，然后再用布氏漏斗抽濾，將結(jié)晶再懸浮于1000ml乙醚—乙醇(10:1)的混合物中，振搖3—5min，以布氏漏斗抽濾，再用乙醚反復(fù)洗滌至醚層不帶色為止。于硫酸干燥器中干燥，研細(xì)后儲存于棕色瓶中保存。

    (8)0.1mol／L碘溶液。

(9)0.1mol／L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶。

(10)二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：稱取0.5g亞硫酸鈉，溶于200m1四氯汞鈉吸收液中，放置過夜，上清液用定量濾紙過濾備用。

    吸取10m1亞硫酸氫鈉—四氯汞鈉溶液于250ml碘量瓶中，加100m1水，準(zhǔn)確加水20m1碘溶液和5m1冰乙酸，搖勻，放置暗處2min后，迅速以硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液0.1mol／L滴定至淡黃色。加0.5ml淀粉指示劑，繼續(xù)滴至無色。另取100m1水，準(zhǔn)確加入20ml碘溶液，加5ml冰乙酸，按同一方法做空白試驗(yàn)。

    計(jì)算：C=[(V —V )×C ×32.03]/10

    式中：C為二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度(mg／m1)；C 為硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度(mol／L)；V 為測定用二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積(m1)；V 為試劑空白消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積(ml)；32.03為與1ml硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液[c(Na S O )=1 mol /L]相當(dāng)?shù)亩趸虻馁|(zhì)量(mg)。

    (11)二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：臨用前將二氧化硫儲備溶液以四氯汞鈉吸收液稀釋成每毫升含2ug二氧化硫。

2.1.3 儀器：UV-1300型紫外可見分光光度計(jì)。

2.1.4 操作方法：

    (1)樣品處理：水溶性固體樣品如白糖等，可稱取10g均勻樣品(樣

品量可視含量高低而定)，以少量水溶解，置于100m1容量瓶中，加入4m1 0.5mol／L氫氧化鈉溶液，5min后加入4 m1 0.5mol／L硫酸溶液，然后加入20m1四氯汞鈉吸收液，以水稀釋至刻度。

其他固體如餅干、粉絲等，稱取5—10g研磨均勻的樣品，以少量水濕潤并移人100m1容量瓶中，然后加入20ml四氯汞鈉吸收液，浸泡4h以上，若上層溶液不澄清，可加入亞鐵氰化鉀及乙酸鋅溶液各2.5m1，最后用水稀釋至刻度，過濾后備用。

    液體樣品如葡萄酒等：直接吸取血樣品5—10ml，置于100 ml容量瓶中，以少量水稀釋，加20ml四氯汞鈉吸收液，最后加水到刻度，搖勻，必要時(shí)過濾備用。

    (2)測定：吸取0.5—5m1上述樣品處理液于25ml具塞比色管中。

    另取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1、1.5、2m1二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)使用液(相當(dāng)于0、0.4、0.6、0.8、1.2、1.6、2、3、4ug二氧化硫)，分別置于25m1具塞比色管中。

    于樣品及標(biāo)準(zhǔn)管中各加四氯汞鈉吸收液至10ml，然后加入1ml 12g／L氨基磺酸銨溶液、1m1甲醛溶液及1m1鹽酸副玫瑰苯胺溶液，搖勻，放置20min。用1cm比色杯以零管調(diào)節(jié)零點(diǎn)，于波長550nrn處測吸光度，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.1.5 計(jì)算：

X=(m×1000)/[W ×V/100×1000×1000]

    式中：X為測試樣中二氧化硫的含量（g／kg）；m為測定用樣液中二氧化硫的質(zhì)量；W為試樣質(zhì)量（g）；V為測定用樣液的體積（ml）

2.2 碘量法測定二氧化硫測定

2.2.1原理：

樣品中的二氧化硫(包括游離型和結(jié)合型的)，加入氫氧化鉀破壞其結(jié)合狀態(tài)，并使之穩(wěn)定。加入硫酸又使二氧化硫游離，然后用碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定。到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，過量的碘即與淀粉指示劑作用，生成藍(lán)色碘—淀粉復(fù)合物。根據(jù)碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的消耗量計(jì)算出二氧化硫的含量。反應(yīng)式如下：

    SO +2KOH→K SO +H O

    K SO 十H SO →K SO + H O +SO

    SO 十2 H O +I →H SO 十2HI

    本方法適用于食品中游離型和結(jié)合型二氧化硫含量的測定。

2.2.2 試劑：

    (1)1mol／L氫氧化鉀溶液：稱取57g氫氧化鉀溶于蒸餾水中，加水至1000ml。

    (2)25％硫酸溶液。

    (3)0.1mol／L碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液。

    (4)10g／L淀粉溶液。

2.2.3儀器：250血碘量瓶。

2.2.4操作方法：

稱取樣品20g(固體樣品研細(xì))，置于小燒杯中，用蒸餾水洗人250m1容量瓶中，加蒸餾水至總?cè)萘康亩种唬尤袷?，再加水至刻度，搖勻。待瓶內(nèi)液體澄清后，用移液管吸取澄清液50ml注入250ml碘量瓶中，加入25m1 1mol／L氫氧化鉀溶液。將瓶內(nèi)混合液用力振蕩后放置10min，然后一邊振搖一邊加入10ml 25％硫酸溶液和淀粉溶液1ml，以碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴至呈現(xiàn)藍(lán)色并30s不褪色為止。同時(shí)以蒸餾水代替樣品按上法做空白試驗(yàn)。

2.2.5計(jì)算：

X=[(V —V )C×0.032×1000]/(W×V /V )

式中：X為樣品中二氧化硫的含量(g／k8)；C為碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度(mol／L)；V 為滴定樣品溶液消耗碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積(ml)；V 為滴定空白溶液消耗碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積(m1)；W為樣品質(zhì)量（g）； V 為樣品處理液總體積（ml）；V 為測定用樣品處理液體積（ml）；0.032為與1ml 1mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)?shù)亩趸虻馁|(zhì)量（g）。

2.3  蒸餾滴定法測定二氧化硫

2.3.1原理：

在密閉容器中對樣品進(jìn)行酸化并加熱蒸餾，以釋放出其中的二氧化硫，釋放物用乙酸鉛溶液吸收。吸收后用濃鹽酸酸化，再以碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)所消耗的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液量計(jì)算出樣品中二氧化硫含量。

2.3.2測定方法：

固體樣品用刀切或剪刀剪成碎末后混勻，稱取約5．00g均勻樣品(樣品量可視含量高低而定)。液體樣品可直接吸取5—10mL樣品，置于500mL圓底蒸餾燒瓶中。將稱好的樣品置人圓底蒸餾燒瓶中，加入250mL水，裝上冷凝裝置，冷凝管下端應(yīng)插入碘量瓶中的25mL乙酸鉛(20g／L)吸收液中，然后在蒸餾瓶中加入10mL鹽酸(1+1)，立即蓋塞，加熱蒸餾。當(dāng)蒸餾液約200mL時(shí)，使冷凝管下端離開液面，再蒸餾lmin。用少量蒸餾水沖洗插入乙酸鉛溶液的裝置部分。向取下的碘量瓶中依次加入10mL濃鹽酸、lmL淀粉指示液(10g／L)。搖勻之后用碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(0.01mol／L)滴定至變藍(lán)，且在30s內(nèi)不退色為止。在檢測樣品的同時(shí)要做空白試驗(yàn)。

2.3.3 計(jì)算：

計(jì)算公式如下：

X=[( V —V )×0.01×0.032×100]/m

式中：X為樣品中二氧化硫總含量(g/kg)；V 為滴定樣品所用碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積（mL）；V 為滴定試劑空白所用碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積（mL）； m為樣品質(zhì)量（g）；0.032為1/2 SO 的毫摩爾質(zhì)量g／mmol；0.01為滴定時(shí)所用I 標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol／L)。