电位滴定法在食品安全检测中的应用

李 伟

（郓城县检验检测中心，山东菏泽 274700）

为保障人们日常生活中的食品安全，必须严格控制食品质量，强化食品安全检验，并持续运用食品安全检验技术来推动检验工作的开展。电化学分析法根据电学参数的不同，可以划分为电导分析、电位分析、电解分析等。电势分析有两种方法，即直接电位法和电位法。电位滴定法是根据电极上的电位发生突变而确定滴定的最终结果，从而避免了化学滴定法因测量点与终点不一致而产生的误差。电位滴定法可对有色或混浊的试样进行自动检测，准确度高，分析范围广，检测范围小，适用于食品、药品、石油、化学、环境保护以及能源等领域。本文着重介绍了电位滴定法的基本原理和仪器，并就其在食品检验方面的应用进行了概述，以期为食品安全的进一步研究提供一定的参考价值，从而推动国家标准法在食品安全中的推广。

1 食品检测工作的必要性

粮食是人们赖以生存、维持生命的重要物质。近几年，随着我国经济和食品行业的快速发展，食品工业的规模越来越大，种类越来越多。一些企业为了获得最大利益，在加工过程中使用不符合质量的材料代替原材料，使得食品安全问题越来越突出。因此，食品检验工作具有一定的重要性。①保障消费者的正当权利。②对食品进行质量检测，以发现不合格的产品，避免购买不合格产品。③保障消费者的合法权利，避免“劣质商品驱逐良币”，促进食品企业生产出更可口、更安全的食品。为了保证我国食品安全的持续发展，相关部门应加强对食品安全的监督，提升我国的食品安全，从而在世界范围内形成强大的竞争优势。

2 电位滴定法概述

电位滴定法是利用一种可以与被测物质产生反应的试剂，使其与被测物体产生反应，从而检验被测物质的情况。滴定方法有酸碱滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定3 种。电位滴定法是通过测定物体的电势变化来实现检测的。当被测物质加入到溶液中时，其电势就会发生很大的变化。电势滴定法与其他采用电势的方法相比，对精确度要求不高，且受测试环境的影响很小，温度变化、溶液电势的变化都不会影响最后的测试结果，因而在实际应用中非常广泛。

3 滴定装置

电位滴定装置包括滴定管、滴定池、指示电极、参比电极、搅拌棒和电位计（图1）。根据物质的性质，滴定管可以选择恒量滴定管、微量滴定管、半量滴定管等。根据滴定反应类型，有多种指示电极。例如，将pH 值玻璃电极用作指示电极的酸碱滴定；采用铂电极作指示电极进行氧化-还原滴定法；当以EDTA作滴定剂的配位滴定时，可以选用钙和铜两种不同的离子选择性电极；若用硝酸银滴定卤素离子，可以用银电极作指示电极；根据指示剂颜色变化确定终点时，也可以使用光度电极。利用手工操作滴定装置，每加入一定量的滴定剂，记录一次电动势值，并用二阶导数法求滴定终点，这种滴定方式速度较慢，不适于日常分析。为此，提出了滴定终点自动控制的方法，称为自动电位滴定。自动电位滴定仪与计算机联用，可以自动控制滴定过程，自动处理各种数据，实时采集与分析测量数据，监测离群值，从而确保分析的客观、可追溯，为实验室的质量管理创造有利的条件。目前，许多实验室已装备有优良的自动电位滴定器，但目前国内的测试手段尚未普及，使用范围有限。

图1 电位滴定装置磁力搅拌器

4 电位滴定法在食品安全检测中的应用

电位滴定技术在使用过程中，不需要任何指示剂，不会受到溶液的浊度、颜色等因素的影响，可以根据终点的精确度来进行判定。因此，在食品安全检验中，要充分利用电位滴定法的优点，有针对性、因地制宜地运用技术[1]。

4.1 检测食品中的二氧化硫含量

当前，一些食品企业为了增加产品的外观和保质期，会在食物中加入更多的二氧化硫，过量的二氧化硫会对人体器官造成损伤。常规的测定方法大多是通过蒸馏滴定法来进行，不仅费时，检测效率低下，而且很难适应目前大规模样品的检测和分析。于是，人们逐步选择了电位滴定法。在采用电位滴定法时，一般使用碘标准溶液、乙酸铅溶液、盐酸溶液，并与电脑设备相连，实现对信息数据的自动读出与处理，提高了处理效率和精确性。另外，采用电位滴定法和定氮法相结合的优点是既保证了仪器的简单性，又保证了仪器的快速性（一般在6 ～8 min 内就能完成所有的测试），提高了测量的准确性，尤其是对于大量样品的检测更具有实际意义。

4.2 检测食品中的盐分

有些食物中含有大量的氯化钠，这种盐在短时间内不会对身体产生显著的伤害，但长期服用会对身体产生一定的伤害。由于传统的化学分析法测定准确性不高，目前电位滴定法已取代了常规的测量。在食品中，使用电位滴定法测定食盐中的氯化钠，通常将银电极与饱和甘汞电极形成一系列的原液系统，再用硝酸银标准溶液进行滴定，从而达到对食品中氯化钠的准确测量[2]。

4.3 检测食品的过氧化值

过氧化值是反映油脂及脂肪酸氧化状况的重要指标。例如，对于某些食品来说，其过氧化值较高，说明其脂肪含量已发生明显的变化，容易引发心血管疾病，并有可能引发癌症。目前，我国的过氧化值测定技术主要有色谱法、指示剂滴定法、电位滴定法等3 种方法，但由于色谱法的费用太高，而指示剂滴定法的测量误差也比较大，所以选用电位滴定法更具实用性。采用先进的全自动电位滴定装置，提高了测定过氧化值的准确度和效率。

4.4 检测食品中的脂肪酸值

电位滴定法是食品中脂肪酸值测定的一种常用方法，它可以通过对食物中的游离脂肪酸含量进行检测，迅速判定食物是否发生了变质和变质的程度。在实际滴定时，通常使用的是氢氧化钾标准溶液，通过测定每100 g 粮食中所需要的氢氧化钾的含量，从而得到食物中的脂肪酸含量。由于其自身的化学特性，当滴定的时间过长时，大气中的CO2组分将会影响最后的滴定。所以，在采用电位滴定法时，为了避免测定结果过高，需要适当控制滴定时间[3]。

4.5 检测食品中的含糖量

许多食物含有大量的糖，包括果糖、葡萄糖、乳糖等，它们一部分来自食物自身，另一部分来自食物处理过程中的各种化学反应。由于食物中的糖元素及其含量与食物的营养价值有很大的关系，人们越来越多地选择低糖食物，所以有必要对食物中的糖进行检测，以避免食物中的糖分超标。在检测时，一般采用电位滴定法，即采用铂环复合电极，以0.1%葡萄糖标准溶液滴定液，以两种不同的斐林试剂（0.1 g·mL-1氢氧化钠溶液，0.05 g·mL-1硫酸铜溶液0.05 g）为基础，结合分析化学有关的方法，达到比较精确的测定结果。

4.6 检测食品中的维生素含量

维生素是一种重要的物质，在现代新观念的指导下，许多食物中都会加入一定数量的维生素，但含量各不相同。为了检验食品中的维生素含量是否达到规定的标准，并确定有无虚假广告，需要采用适当的检测手段。目前，用于检测食品中维生素含量的两种常用检测方法有氧化还原法和电位滴定法，其中电位滴定法具有更大的优越性，因为它不受食品中的色素、浊液等因素的干扰，因而得到了更多的应用，尤其是在维生素C 含量测定方面的应用。但是，现有的电位滴定法也有耗时、数据处理等问题，需要进一步改进[4]。

4.7 检测食品中的酸价

酸价也叫酸值或酸度，其表示中和1 g 化学物质所消耗的氢氧化钾的含量，一般单位为mg，主要用于衡量脂肪中游离脂肪酸的含量，并由此推断食物中的油脂是否出现变质以及变质程度。高酸价的食品容易引起人体不适，严重损害人体的某些器官。为了精确地测定食物中的酸价，目前常用的3 种方法有电位滴定法、光谱法和指示剂滴定法。从目前的发展情况来看，一般采用《食品安全国家标准 食品中酸价的测定》（GB 5009.229—2016）标准中的规定，选择低温溶剂自动电位滴定法进行酸价检测，该检测方法具有更高的准确性和更低的检测误差，在提高检测效率和检测质量方面发挥着突出作用。随着科学技术的不断发展，电位滴定法在实践中也有了很大的突破。例如，以含番茄红素的保健食品酸价测定为例，采用氢氧化钾标准液作为滴定液取代传统的有机溶剂，可取得更好的测定结果。

4.8 检测食品中的总酸含量

食物中的总酸值是食物中所能释放出的氢离子的数量，一般情况下，饮料、乳制品、蜂蜜及其制品、蔬菜制品等都要进行酸度测定。过去常用的测定方法是通过电导法和pH 值电位法进行测定，而现在，随着电位滴定法的广泛应用，已逐步替代了上述两种方法。在实际使用中，一般采用两点电位滴定法，以解决两点滴定法难以判定总酸的难题。此外，一些化验员采用间歇电位滴定技术对最后的测定位置进行了分析和计算，以防止出现数据信息量过大、两个点定位困难等问题，确保了检验的准确度和科学性[5]。

4.9 检测食品中的碘含量

在食品碘含量的检测中，通常使用指针滴定法测量碘离子，具有随机性。采用两点电位滴定法，只要在终端处记录两次，就可以用两点法测定食用盐中碘离子含量。与传统的直接滴定法相比，自动电位滴定法具有较高的精确度。

5 结语

电位滴定法有很多其他方法无法比拟的优势。①使用方便，使用简易设备即可进行大规模的检测。②检测流程明确，测试原理及测试方法条理清晰，操作简便、效率高，可用于各类复杂食品的检验；最终电位滴定方法具有较高的准确度，可以满足多种测试条件。目前，国内还没有建立起一套完整的自动电位滴定技术，各种技术指标都没有统一的标准，实践中很难采用两点滴定法。因此，在继续推进电位滴定技术的基础上，应结合更高的检测指标，完善检测技术，建设标准化示范项目，为我国的食品安全作出更大的贡献。