玉米浆中亚硫酸盐的测定

◆作者：王倩 谢全喜* 侯楠楠 王梅

◆单位：山东宝来利来生物工程股份有限公司，山东省动物微生态制剂重点实验室

玉米是在饲用、食用、工业等方面加工利用最多的禾谷作物，随着玉米加工工业的发展，随之而来产生的玉米加工副产物的种类和数量也在不断增加。大量的玉米副产物由于在玉米提取工艺中存在的化学或物理处理，致使有些副产物简单利用或直接丢弃，这不仅造成资源的浪费，还会污染环境（李施等，2023）。玉米生产玉米淀粉过程中会产生玉米浆、玉米蛋白粉及玉米皮等（杨明等，2021），玉米浆中富含矿物质、多糖、可溶性蛋白质及各种氨基酸等，是廉价的有机氮源（林巍等，2018），直接排放玉米浆废液会造成环境污染，也是资源的浪费。基于玉米浆高蛋白含量和丰富的矿物质，目前玉米浆在反刍动物饲养中作为非常规饲料应用较多，有研究发现作为微生物发酵饲料添加15%玉米浆对动物生长有促进作用，但考虑到玉米浆中亚硫酸盐含量，如果长期饲喂大量亚硫酸盐会在动物体内累积，进而影响动物机体代谢和健康状况。因此需要对玉米浆中亚硫酸盐含量进行检测，合理控制亚硫酸盐含量，目前玉米浆中亚硫酸盐检测方法方面的研究较少，需要建立完整的检测方法，以此便于后期玉米浆开发利用。

亚硫酸盐在食品中的应用具有较长的历史，使用范围也比较广泛，在食品加工中作为防腐保鲜剂、抗氧化剂等应用（朱春红等，2012），食品安全国家标准严格规定其最大使用量（GB 2760-2014 食品添加剂使用标准）如蜜饯类最大使用量为0.35 g/kg，葡萄酒为0.25 g/L。其次在中药贮存方面硫磺熏蒸也致使中药中的亚硫酸盐残留量是日常需要考虑的问题，药典中规定药材及饮片（矿物类除外）的二氧化硫残留量不得过150 mg/kg。目前食品中亚硫酸盐常用的检测方法主要有盐酸恩波副品红比色法、蒸馏比色法、滴定法、色谱法等方法，比色法具有操作简单，效率高，易于推广等特点，但由于添加四氯汞钠剧毒试剂（GB 5009.34-2016 食品中亚硫酸盐测定方法），对人和环境会造成危害（张静等，2015），许多研究者对络合比色法进行改进，如利用孔雀石绿与亚硫酸盐发生褪色反应建立新的方法（王丽丽等，2007），流动注射与分光光度法结合（曹凤梅等，2011），三乙醇胺吸收—盐酸恩波副品红分光光度法（余娟等，2009）等检测方法。

对于玉米浆中亚硫酸盐残留量，本研究利用EDTA-盐酸恩波副品红比色法测定玉米浆中的亚硫酸盐残留量，为企业利用玉米浆用作饲料添加，检测玉米浆中亚硫酸盐残留量建立一套行之有效的监督管理和预警机制提供参考。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

亚铁氰化钾，分析纯，天津市凯通化学试剂有限公司；氨基磺酸铵，分析纯AR，国药集团化学试剂有限公司；乙二胺四乙酸二钠，分析纯AR，国药集团化学试剂有限公司；浓盐酸，莱阳市康德化工有限公司；磷酸，分析纯，天津市凯通化学试剂有限公司；冰乙酸，分析纯，天津市汇杭化工；盐酸恩波副品红，北京海岸鸿蒙标准物质技术公司。

玉米浆，市场采购，不同批次处理玉米浆，其基本物质含量见表1。

表1 玉米浆成分

表2 标准曲线试剂用量

1.2 仪器与设备

万分之一分析天平，MS105DV；紫外可见分光光度计，WFZ UV-2000；高速万能粉碎机，天津泰斯特；超声波仪，SB-5200DT。

1.3 方法

1.3.1 试剂配制

二氧化硫标准溶液，二氧化硫使用液，亚铁氰化钾溶液，盐酸恩波副品红使用液（0.02%），EDTA-2Na 溶液（0.05 mol/L），乙酸锌溶液，氨基磺酸铵溶液（0.3%），甲醛，硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O） 标 准 溶 液（0.1mol/L），磷酸溶液（30%），碘溶液（0.1 mol/L），冰乙酸，淀粉指示剂。

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

EDTA-2Na 吸收贮备液：称取2.04 g 邻苯二甲酸氢钾，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：临用前将EDTA-2Na 吸收贮备液用水稀释100 倍使用。

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

二氧化硫标准溶液配制：称取0.2 g 亚硫酸钠溶于200 mL EDTA-2Na 溶液中，摇匀，充分溶解，静置放置2 h-3 h 后，标定后使用，二氧化硫标准溶液在冰箱中保存可稳定10 d。

二氧化硫标准溶液标定：准确吸取待标定的标准溶液3 份，各20 mL，分别置于250 mL 碘量瓶中，加入50 mL 新煮沸并完全冷却的水，准确加入10 mL 碘溶液，1 mL 冰乙酸，盖塞，摇匀。置于暗处反应5 min 后迅速用硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色，然后加入1 mL 淀粉指示剂，继续滴定至无色；另取20 mL EDTA-2Na 溶液，相同的试验方法做试剂空白试验。二氧化硫标准溶液的浓度可按消耗硫代硫酸钠溶液来计算。

二氧化硫使用液：临用前将二氧化硫标准溶液以EDTA-2Na 吸收工作液稀释成每毫升相当于2μg 二氧化硫，现用现配。

1.3.2 二氧化硫标准曲线的绘制

吸 取 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL 二氧化硫标准使用液分别置于25 mL 具塞刻度试管中，于标准管中各加入EDTA-2Na 工作液至10 mL，然后加入0.5 mL 氨基磺酸铵溶液，放置5 min 后加入1 mL 1 mol/L氢氧化钠溶液及0.5 mL 盐酸恩波副品红使用液，混匀，放置20 min，用1 cm 比色杯，以零管调节零点，于波长550 nm 处测吸光度值。以二氧化硫质量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。

1.3.3 玉米浆样品处理

称取于5 g 试样（精确至0.01 g）于100 mL 比色管，加入50 mL EDTA-2Na 吸收工作液，用超声波仪超声处理60min 后，加入2.5mL亚铁氰化钾溶液和2.5 mL 乙酸锌溶液，再用超声波仪超声处理30 min，用水稀释至100mL，摇匀，离心，取上清液备用。

1.3.4 样品测定

吸取5 mL 待测样品加入25 mL 具塞刻度试管中，于试样及标准管中各加入5 mL EDTA-2Na 吸收工作液，0.5 mL 氨基磺酸铵溶液，放置5 min 后加入1 mL 1 mol/L 氢氧化钠溶液及0.5 mL 盐酸恩波副品红使用液，混匀，放置20 min，于波长550 nm 处测吸光度值。

1.4 计算

1.4.1 二氧化硫含量

在标准曲线的线性范围内，根据样品测得的吸光度值按下式计算样品中二氧化硫含量：

A-标曲得到的二氧化硫含量，μg

m-试样质量，g/mL

V-测定试样液的体积，mL

X-试样中二氧化硫含量，mg/kg 或mg/L

1.4.2 二氧化硫标准溶液浓度

以硫代硫酸钠标定二氧化硫标准溶液的计算公式：

p：二氧化硫标准溶液的质量浓度，g/L

V1：二氧化硫溶液消耗硫代硫酸钠体积，mL

V2：空白消耗硫代硫钠体积，mL

c：硫代硫酸钠标准溶液的质量浓度，mol/L

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

2 结果与分析

2.1 二氧化硫标准曲线的制作

采用盐酸恩波副品红法绘制出二氧化硫标准曲线，二氧化硫含量线性范围在0～8.0μg时，得到的回归方程为y =0.0156x+0.0054，R2=0.9943。可见二氧化硫含量线性范围在0～8.0μg 具有良好的线性关系。标准曲线见图1。

图1 二氧化硫（0-8.0 μg）标准曲线图

2.2 加标回收试验

精密吸取二氧化硫标准液0.4μg、2.0μg2 种不同浓度二氧化硫标准溶液分别加入样品中，每种浓度3 个平行，加入25 mL 具塞刻度试管中，用标准加入法做回收实验。回收率结果见下表3。加标回收结果从表3 可知，该方法加标量为0.4μg 回收率在95.0%～97.5%，加标量为 2μg 回 收 率 在 96% ～100.5%，具有良好的回收率。

表3 回收率试验

2.3 精密度试验

在相同的试验条件下，取3份玉米浆进行样品前处理，每份样品重复测定6 次，取其均值，求出相对标准偏差（RSD）结果见表4。由表4 结果可知3 份样品在相同水平条件下测定结果得到的相对标准偏差（RSD）为2.430%、2.689%、3.775%，能够满足测定方法的精密度要求。

表4 精密度试验

2.4 与国标蒸馏检测法比较

用该方法和GB 5009.34—2016 《食品中二氧化硫的测定》对6 份玉米浆样品测定亚硫酸盐含量。结果见表5。

表5 两种检测方法试验结果

将表5 数据进行样品t 检验分析，国标蒸馏检测法和改进后的方法测定结果：t=0.928，p=0.375＞0.05，两种检测方法测定结果差异不显著，说明该方法可以用来日常玉米浆中亚硫酸盐的检测。国标法在检测过程中会存在样品处理中二氧化硫挥发及蒸发不完全都会导致测定结果偏低。

3 讨论

目前大多的二氧化硫检测方法多为食品中二氧化硫及亚硫酸盐含量检测，在玉米浆中亚硫酸盐的检测方法少之又少。在GB/T 5009.34－2003 的方法中，测定样品需要经过至少4 h 的样品前处理，样品前处理耗时较长，并且该方法中需要添加剧毒试剂四氯汞钠，对人的健康和环境具有一定危害，难以建立高效率的检测，面对大量的样品检测时更加体现方法的弊端。本试验参照食品中二氧化硫国标检测方法和其他食品中亚硫酸盐检测方法，建立玉米浆中亚硫酸盐检测方法，鉴于玉米浆具有粘稠性成分较为复杂，本试验采用超声提取的方法进行样品前处理，提取液采用EDTA -2Na 盐，超声提取大幅缩短了样品的前处理时间，EDTA-2Na 的使用可以替换掉有毒试剂，减少对人和环境的伤害。很多学者在国标方法基础上建立新的无汞盐- 盐酸恩波副品红比色法检测食品中的亚硫酸盐，如董亚茹等（2015）的研究中发现一种超声提取-EDTA-2Na 吸收-盐酸恩波副品红法测定食用菌中的二氧化硫含量，该试验方法经过反复试验得出该方法测定结果高于传统测定方法，证明超声提取用于食用菌中亚硫酸盐的检测快速安全。

4 结论

根据以上试验结果发现，玉米浆样品经超声波提取测定亚硫酸盐含量，通过重复测定，其结果相对标准偏差在2.43%～3.78%，加标回收率在95%～100.5%，检测方法绘制的标准曲线当线性范围在0～8.0μg 时，R2= 0.9943，线性范围较为宽泛，检测方法的精密性和准确性达到了方法的要求，此方法大幅缩短了样品检测时间，显著提高检测效率，为玉米浆中亚硫酸盐的检测提供新思路。