果脯中二氧化硫检测方案

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Shanghai Nano Instrument Co.，Ltd.食品科学※分析检测2010， Vol. 31， No. 14225 上海总部地址：上海市闵行区莲花南路1388弄8号1503-1504室电话：021-60900829 6090083061131051邮箱： info@nano-instru.com传真：021-61131052邮编：201108上海纳诺仪器有限公司Shanghai Nano Instrument Co.，Ltd.网址： http：//nanoinstru.instrument.com.cnhttp：//www.nano-instru.com 凯氏定氮-电位滴定仪联合快速检测果脯中的二氧化硫 谢艳云，张明明，邓颖妍，孙远明，柳春红* (华南农业大学食品学院，广东省食品安全重点实验室，广东广州 510642) 摘 要：采用 FOSS 2200 型全自动凯氏定氮仪-Metrohm 809 型自动电位滴定仪联合快速检测果脯中的二氧化硫，全过程只需6min， 不仅操作简单，而且大大缩短了分析时间。经统计学检验，该法与国标中的玻璃蒸馏法测定的结果无显著性差异(P>0.05)，相对偏差小于0.94%，加标回收率为90.39%~103.40%，样品最低检出限为2.6mg/kg， 适合各种固、液体样品大批量的蒸馏检测。 关键词：二氧化硫；全自动凯氏定氮仪；自自动电位滴定仪；玻璃蒸馏仪 Determination of Sulfur Dioxide in Preserved Fruits Using Auto-Kjeldahl's Apparatus Combined withAutomatic Potentiometric Titrator XIE Yan-yun， ZHANG Ming-ming， DENG Ying-yan， SUN Yuan-ming， LIU Chun-hong* (Key Laboratory of Food Safety of Guangdong Province， College of Food Science， South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China) Abstract A method using FOSS 2200 auto-Kjeldahls apparatus coupled with Metrohm 809 automatic potentiometric titratorwas developed to determine sulfur dioxide in preserved fruits. This method is simple， rapid and accurate and the whole processonly needs 6 minutes. No significant difference (P >0.05) between determination results obtained using Kjeldahl’s apparatusand glass distiller for distillation was observed. The relative error of this method was lower than 0.94%. Average spike recoveryrates for sulfur dioxide in 5 preserved fruits were between 90.39% and 103.40%， and the detection limit was 2.6 mg/kg.Therefore， this method is most suitable for determining sulfur dioxide in solid and liquid food samples. Key words： sulfur dioxide； auto-Kjeldahl's apparatus； automatic potentiometric titrator； glass distiller 中图分类分： TS207.7； R155.5 文献标识码： A 文章编号：1002-6630(2010)14-0225-04 食品工业中应用食品漂白剂如亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠的历史悠久。我国传统的特产食品如蜜饯、凉果的加工中多数采用浸硫或熏硫的方法对原料或半成品进行漂白、脱色、抗氧化和防腐腐1。但是长期食用硫磺熏蒸过的食品会造成肠道功能紊乱，严重损害人体的消化系统。熏蒸用的工业硫磺由于纯度不高，可能还含有砷等有害微量元素，对人体的危害较大[2-3]。由于蜜饯类产品的生产呈季节性，而销售却分布在全年，其中添加的二氧化硫会随着蜜饯的流通、储存时间的延长而逐渐减少，进而导致产品褐变，影响销售。为此， -些厂家会在生产过程中大量添加二氧化硫，使产品能够长时期“保鲜”。正因为如此，近年来市场 上的蜜饯类产品频频出现二氧化硫超标的卫生问题[4-5]。 根据居行国标法 GB/T 5009.34-2003《食品中亚硫酸盐的测定》规定，食品中 SO2的测定方法有盐酸副玫瑰苯胺比色法和蒸馏滴定法16]。其中，盐酸副玫瑰苯胺比色法不仅存在操作繁琐、灵敏度低，而且食品中颜色、未知成分会与显色剂反应而呈现假阳性干扰，导致测定值与真实值之间存在较大误差，甚至得出错误的结论；；同时，吸收液含汞量高，难回收处理，，，容易造成环境污染，并影响操作者的身体健康。而后者蒸馏滴定法通常采用玻璃蒸馏仪，蒸馏1份二氧化硫样品需要半小时以上，不适合大批量样品检测， 且滴定时操作者根据淀粉颜色变化判断滴定终点，使得测定结果 ( 基金项目：广东省科技计划项目(2008B021400007) ) ( 作者简介：谢 艳 云(1984一)，女，硕 士 研究生，主要从 事 食品化学与营养研究。E-mail： sheyrin@126.com ) ( *通信作者：柳春红(1968一)，女 ， 副教授，博士， 主 要从事 营 养与食品安全研究。E-mail： liuch@scau.edu.cn ) 的重现性不好、波动较大[7-10]。 本研究采用 FOSS 2200 型全自动凯氏定氮仪将果脯中二氧化硫完全蒸馏出来，再用Metrohm 809型自动电位滴定仪滴定，全过程只需6min。其蒸馏原理同国标玻璃蒸馏仪一样，操作方法简单快速。，自动电位滴定法采用电位的突跃取代淀粉指示剂来判定滴定终点，终点检测灵敏度高(精确到0.0001mL)，重现性好，适用大批样品的测定。 材料与方法 1.1 材料与试剂 橄榄、珍珠梅、奇异果等果脯产品(散装)；50%盐酸；乙酸铅溶液(20g/L)；亚硫酸钠；碘标准滴定溶液[C(1/2 I2)=0.01mol/L][11-12]，以上试剂均为分析纯。 1.2 仪器与设备 2200型全自动凯氏定氮仪 瑞典福斯特卡托公司；Metrohm 809型自动电位滴定仪、Metrohm 801型搅拌器、Metrohm 807计量器(10mL)、6.0451.100 Pt电极(Pt复合电极)、操作软件为 tiamo 1.0 瑞士万通公司。 1.3 方法 1.3.1 样品的处理 固体样品粉碎后混匀，准确称取约3~5g均匀样品，将样品置于全自动凯氏定氮仪蒸馏管中。 1.3.2 样品中二氧化硫的蒸馏 于称好样品的蒸蒸管中加入200mL蒸馏水和10mL浓盐酸，立即上机在全自动凯氏定氮仪上蒸馏，用装25mL 乙酸铅溶液(20g/L)的碘量瓶接收馏出液，接收管应插入碘量瓶的乙酸铅吸收液中。蒸馏结束，用少量蒸馏水冲洗插入乙酸铅溶液的接收管[13]。做3个平行滴定。在检测样品同时做空白实验。 1.3.3 样品中二氧化硫的滴定 向取下的碘量瓶中加10mL 50%盐酸，放入转子，在自动电位滴定仪上用碘标准溶液(0.01mol/L)滴定，按式(1)计算结果。 式中：X为试样中的二氧化硫总含量/(g/kg)；V为滴定试样消耗的碘标准溶液的体积/mL；Vo为滴定试剂空白消耗的碘标液溶液的体积/mL；m为试样质量g；0.032 为 1mL碘标准溶液(0.01mol/L)相当的二氧化硫的质量/g。 2 结果与分析 2.1 自动电位滴定仪测定条件 滴定采用等量滴定模式I14-17]，影响滴定精度和准确度的主要参数是电位变化率和滴定时搅拌的速率。电位 变化率表示反应的速度及达到电位平衡的时间，如果选值过高，导致滴定过快，反应达到电位平衡的时间越短，可能造成滴定中出现“伪等当点”。相反，如果选值偏低，反应达到电位平衡的时间就长，造成测定结果的偏高。滴定时搅拌速度较慢，，使电位变化率值变得不稳定，搅拌速率较快，容易引起旋涡和气泡。根据多次实验结果，本实验最佳条件为电位变化率40mV/min，搅拌速率 375r/min。 2.2 滴定曲线 滴定过程中，自动电位滴定仪操作软件 tiamo 1.0根据电位变化自动生成二氧化化滴定曲线图(见图1)。等当点EP1 出现前电位值是稳定的，而在等当点时有一个上升的电位突跃。EP1是碘与二氧化硫反应的滴定终点，根据滴定曲线的一阶导数来确定。EP1 的电位值大约在450~520mV。 图1 二氧化硫滴定曲线图 Fig.1 1Titration curve of sulfur dioxide 2.3 全自动凯氏定氮仪蒸馏条件确定 2.3.1 蒸馏时间比较 取4种不同的样品，在全自动凯氏定氮仪上设置不同蒸馏时间，检测结果见表1。由表1可知，全自动凯氏定氮仪蒸馏 4min 可将样品中的二氧化硫基本全蒸馏出来。 表1 不同蒸馏时间对二氧化硫含量的影响 Table 1IEffect of distillation time on the results of determination ofsulfur dioxide content in 5 preserved fruits g/kg 样品 蒸馏时间/min 3 4 5 6 橄榄 0.935 1.007 1.004 1.010 珍珠梅 0.092 0.129 0.131 0.129 奇异果 0.000 0.000 0.000 0.000 甘草柠檬片 0.166 0.181 0.178 0.180 老香黄粒 0.077 0.083 0.081 0.083 2.3.2 蒸馏水使用量的比较 取4种不同的样品，设定蒸馏时间4min，于称好样品的消化管中，分别加入180、200、230、250mL蒸馏水蒸馏，检测结果见表2。由表2可知，在蒸馏 管中加入蒸馏水200mL时，可将样品中的二氧化硫基本全蒸馏出来。综上所述，全自动型凯氏定氮仪最佳试验条件为蒸馏时间4min、蒸馏水使用量200mL。 表2 不同蒸馏水使用量对二氧化硫含量的影响 Table 2 Effect of distilled water amount on the results of determina-tion of sulfur dioxide content in 5 preserved fruitsg/kg 样品 蒸馏水用量/mL 180 200 230 250 九制橄榄 1.091 1.447 1.451 1.447 盐津提子 0.123 0.133 0.134 0.133 菠萝条 1.595 1.608 1.610 1.607 相思梅 0.108 0.116 0.116 0.114 2.4 凯氏定氮-电位滴定仪联合检测样品中二氧化硫精密度的测定 取6种不同的样品，采用全自动凯氏定氮仪-电位滴定仪重复对每种样品测定5次，结果见表3。经统计学分析，其相对标准偏差在0.00~0.94%之间，符合方法精密度的要求。 表3 自动凯氏定氮仪蒸馏法的精密度测定 Table 3 Precision test for distillation using auto-Kjeldahl’s apparatus 样品 二氧化硫测定值/(g/kg) 平均值/标准相对标准 (g/kg)T偏差偏差/% 盐津杨桃皇 22.988 23.172 23.22923.21123.31523.183 0.121 0.52 甘草福榄 0.141 0.1400.140 0.1420.140 0.140 0.001 0.64 奇异果 0.000 0.0000.0000.000 0.000 0.0000.000 0.00 杨梅 0.180 0.1790.1790.1780.181 0.179 0.001 0.61 柠檬圈 4.910 4.902 4.9114.9154.887 4.905 0.011 0.23 杏脯肉 6.137 6.1266.0086.099 6.152 6.105 0.057 0.94 2.5 全自动凯氏定氮仪和玻璃仪器蒸馏测定二氧化硫的比较 取5份不同的样品，分别用全自动凯氏定氮仪和玻螭仪器进行蒸馏，蒸馏后用自动电位滴定仪测定样品中二氧化硫残留量，结果见表4。经t检验， P> 0.05，说明该两种蒸馏方法之间差异无显著性，符合检测的要求。 表4 自动凯氏定氮仪与玻璃蒸馏仪测定二氧化硫的比较 Table 4 Comparison of sulfur dioxide determination using Auto-Kjeldahl’s apparatus and glass distillerg/kg 蒸馏方法 加州西梅盐津橄榄 九制榄杏脯肉 樱桃番茄九制杨梅 PP值 自动凯氏定仪仪 0.103 0.859 5.094 6.105 4.672 8.971 0.589 玻璃仪器 0.133 0.901 4.820 6.095 4.655 9.027 2.6 加标回收率的测定 取5份上述已测定过二氧化硫的凉果，按每千克样 品加入0.5、1.0、1.5、2.0、2.5g亚硫酸钠进行加标回收率的测定I181(相当于加入二氧化硫量为0.254、0.507、0.760、1.060、1.230g/kg)。每份样品平行测定5次，取平均值，回收率90.39%~103.40%，见表5。 表5 自动凯氏定氮仪二氧化硫回收率测定Table 5 Spike recovery test for the method 样品 加州西梅 杨梅 盐津橄榄 柠檬圈 杏脯肉 二氧化硫加入量/(g/kg) 0.254 0.507 0.760 1.060 1.230 实测值/(g/kg) 0.333 0.658 1.615 6.001 7.338 回收率/% 90.39 94.48 99.47 103.40 100.24 3 结 论 全自动凯氏定氮仪主要用来测定食品中的蛋白质，利用该仪器的蒸馏系统蒸馏出果脯中的二氧化硫残留量再用自动电位滴定仪滴定，自动电位滴定仪滴定能自动控制滴定过程并自动处理数据，根据滴定曲线的一阶导数来确定终点，等当点与终点的误差非常小，滴定速度快。与国标玻璃仪器比较，两种仪器蒸馏测定结果无明显差异，说明用全自动凯氏定氮仪蒸馏测定样品中的二氧化硫是可行的，符合国标要求。 国标第二法(蒸馏法)[6]采用圆底烧瓶、玻璃冷凝管等传统玻璃蒸馏设备来蒸馏样品，使得完全蒸馏一份样品需时0.5h，全自动凯氏定氮仪蒸馏快速准确，只需4min 即可蒸馏1份二氧化硫样品(馏液约200mL)，且仪器操作简单，开机后设定好分析程序后，放上装有样品的蒸馏管按回车键即可蒸馏，蒸至设定时间即自动停止蒸馏。整个蒸馏过程加热、冷却用水全部自动进行，安全可靠。 综上所述，采用FOSS 2200型全自动凯氏定氮仪蒸馏样品并用 Metrohm 809 型自动电位滴定仪滴定，操作方法简单、蒸馏滴定速度快、准确有效、省时省力、日蒸馏滴定样品可达几十份，适用各种固、液体样品大批量蒸馏滴定，并有一定的实用性和可靠性。 ( 参考文献： ) ( [1] 郝利平， 夏 延斌，陈永泉.食品添加剂[M].北京：中国农业大学出版 社，2002： 1 30. ) ( [2] 丘慧澄，杨达生，张丽珍.快速测定食品中二氧 化 硫残量[ J ].理化检 验：化学分册，2003，39(12)：734-735. ) ( [3] RUIZ-CAPILLAS C， JIMENEZ-COLMENERO F. 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