滴定法测定食品中二氧化硫的不适用性及原因分析

冯 亮，高全利，宋金丽，江晓俊，陈代伟

（成都市食品检验研究院，国家市场监管重点实验室（营养与健康化学计量及应用），四川成都 611130）

二氧化硫作为我国允许使用的一种添加剂，被广泛应用于食品加工领域，其主要作用为漂白、抗氧化、防腐、抑菌和保色等[1]。在食品加工中，超标添加二氧化硫会导致食品中二氧化硫残留超标，人们摄入此类食品后可能会损害人体身体健康[2-3]。为避免食品中二氧化硫残留量超标，必须通过有效的检测手段对其进行监测。GB 2760—2014规定了各类食品中二氧化硫的最大使用量，GB 5009.34—2022规定了食品中二氧化硫的检测方法，主要有酸碱滴定法、分光光度法、离子色谱法[4-5]。其中，分光光度法主要适用于白糖及白砂糖制品、淀粉及淀粉制品、生湿面制品及葡萄酒中二氧化硫的测定，酸碱滴定法与离子色谱法适用于食品中二氧化硫的测定。考虑到样品的适用范围，本文采用酸碱滴定法和离子色谱法对样品进行验证和分析，分析酸碱滴定法的产品不适用性及可能出现的原因，避免因检测方法问题引起的误差。

1 材料与方法

1.1 材料

对近期抽检的230批次食品进行二氧化硫残留量分析，对数据异常的样品进行归纳总结，收集了数据异常与正常具有代表性的样品，样品信息见表1。

表1 样品信息表

1.2 仪器与试剂

过氧化氢溶液（3%）；氢氧化钠标准溶液（0.01 mol·L-1）；甲基红乙醇溶液指示剂（2.5 g·L-1）；盐酸（6 mol·L-1）；二氧化硫标准溶液（坛墨质检-标准物质中心）；硫酸根离子标准溶液（1 000 μ·L-1）（国家标准物质研究中心）；脱氢乙酸、柠檬酸、乳酸，成都市科隆化学品有限公司；冰乙酸，天津奥普升化工有限公司。

冷水机；二氧化硫蒸馏仪（德合创瑞）；二氧化硫蒸馏仪（海能）；离子色谱仪（赛默飞ICS5000）。

1.3 实验方法

1.3.1 酸碱滴定法

按照《食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定》（GB/T 5009.34—2022）第一法操作，氮气流速为1.0 L·min-1，冷凝水温度10 ℃。

1.3.2 离子色谱法

按照《食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定》（GB/T 5009.34—2022）第三法操作，氮气流速为1.0 L·min-1。

2 结果与分析

2.1 两种检测检测方法的回收率和精密度

对同一批次不含二氧化硫的淀粉试样用酸碱滴定法和离子色谱法第三法进行加标回收实验，在样品中分别添加10.0 mg·kg-1、50.0 mg·kg-1、100.0 mg·kg-13个浓度的二氧化硫标准溶液。由表2可知，酸碱滴定法的平均回收率为89.8%～99.1%，相对标准偏差分别为2.5%～5.1%；离子色谱法的平均回收率为95.9%～98.0%，相对标准偏差为1.7%～3.1%，均能满足实验室要求的精密度与准确度。

表2 两种检测方法的回收率与精密度实验结果

2.2 两种检测方法结果对比分析

同一样品采用两种方法的测定结果见图1。香菇、食用醋、菊花、青花椒和复合香辛料用酸碱滴定法检测均有检出值，且均大于国家标准规定的定量限10 mg·kg-1，而离子色谱法的检测结果均小于定量限6 mg·kg-1，结果为未检出[5]；小米辣（配料中含冰乙酸、柠檬酸、乳酸、脱氢乙酸）酸碱滴定法的检出值为105 mg·kg-1，远大于离子色谱法的检出值87.8 mg·kg-1（超过标准要求的误差范围）；百合、泡豇豆、红薯淀粉两个方法的测定值均在标准要求的方法误差范围内（在重复性条件下获得的两次独立测试结果的绝对差值不超过算数平均值的10%）。针对两个方法出现的结果差异，通过对检测的样品进行分析总结，发现问题主要集中在配料表中含酸类添加剂或贮存不当导致自然发酵形成各类有机酸的产品、含挥发性物质与内源性物质较多的产品[6]。

图1 不同样品两种方法的二氧化硫测定结果

参考已知的研究，香菇的内源性亚硫酸根以及含硫香气成分化合物可能会造成假阳性结果[7-8]；菊花、青花椒和复合香辛料中挥发性物质较多且基质较复杂，除了内源性物质外还有芳香性类化合物可能会干扰结果；对于含酸类添加剂或贮存不当导致自然发酵形成各类有机酸的产品（小米辣），由于酸碱滴定法的原理是试样酸化后在加热条件下亚硫酸盐等系列物质释放二氧化硫，用过氧化氢溶液吸收蒸馏物形成硫酸，用碱液滴定来计算样品中二氧化硫的残留量，在该过程中样品中其他物质很可能通过氮气被吸收液吸收形成其他酸，干扰吸收液的酸碱性，造成数据偏高或者假阳性[9-11]。

2.3 影响滴定法测定结果的因素分析

2.3.1 蒸馏时间对测定结果的影响

为了验证其他物质对实验结果是否产生影响，对这几类代表样用酸碱滴定法进行标准蒸馏时长90 min与延长蒸馏时长120 min、150 min的测定，结果如图2所示。香菇、小米辣、菊花、青花椒、复合香辛料样品均出现了蒸馏不完全的现象，即在标准规定蒸馏时长90 min后测定结果出现不同程度的升高，随着蒸馏时间的延长，二氧化硫含量不断上升，说明其蒸馏出的物质不仅为二氧化硫，还有其他影响吸收液酸碱性的物质，对滴定法的结果造成干扰。而百合、泡豇豆、红薯淀粉的测定结果则不随时间的延长而升高，说明在标准规定蒸馏时长内二氧化硫蒸馏完毕，无其他物质干扰。

图2 不同样品各时段的二氧化硫测定结果

2.3.2 产品中酸对测定结果的影响

由于市场上含酸类添加剂的产品占比较高，尤其是四川地区的酱腌菜，除了人为添加还会自然发酵生成乳酸，因此本研究对含酸类添加剂的产品着重分析，为验证酸是否会对酸碱滴定法的结果形成干扰，对小米辣中的冰乙酸、柠檬酸、乳酸、脱氢乙酸用酸碱滴定法进行分析测定，结果如图3所示。柠檬酸未检出，冰乙酸的值最大，冰乙酸、乳酸、脱氢乙酸在90 min与120 min时的测定值分别为505 mg·kg-1与934 mg·kg-1、133 mg·kg-1与150 mg·kg-1、73.3 mg·kg-1与87.4 mg·kg-1，这3类酸的测定结果与蒸馏时长都呈正相关，说明这3种酸会干扰酸碱滴定法的测定结果，其中冰乙酸的干扰最明显，而柠檬酸则不会影响结果。含这3种酸类添加剂的产品滴定法结果容易偏高或呈假阳性。

图3 4种酸各时段的测定结果

3 结论

在滴定法和色谱法均满足实验室要求的精密度和准确度的条件下，对食品二氧化硫残留量监管过程中发现问题的代表样用两种方法同时进行验证比对，发现配料表中含冰乙酸、乳酸较多的产品，含挥发性物质与内源性物质较多的产品，用滴定法测定时其结果会出现偏高或呈假阳性的情况，配料表中的酸类添加剂（特别是冰乙酸）会影响滴定法的测定结果，可能会造成误判，表明滴定法的适用性存在不够完善的问题，为保证数据的准确性及监管的合理性，需对酸碱滴定法进行技术改进，对含以上特征的产品使用干扰少、准确度更高的色谱法。本研究为滴定法的产品适用性提供一定的参考依据，为食品中二氧化硫残留量的检测提供风险提示，以保障检测数据的准确性和消费者的生命健康。