食用菌中二氧化硫檢測方法的對比研究

摘要:
自20世紀(jì)80年代起，食品中的亞硫酸鹽殘留量安全性引起了廣泛關(guān)注。亞硫酸鹽作為一種食品添加劑，具有防腐、漂白及上色作用，被廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)中。人體如果長期攝入過量二氧化硫會(huì)導(dǎo)致影響鈣磷吸收、免疫力低下，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)胃腸道反應(yīng)。食用菌中含有大量的蛋白質(zhì)、脂肪、多種維生素、粗多糖以及氨基酸。有研究發(fā)現(xiàn)菌類中含有人體抗癌能力的有效元素，但因其需要進(jìn)行防蛀以及防腐處理，所以在加工過程中會(huì)添加亞硫酸鹽或者通過熏蒸對其進(jìn)行抗氧化和防腐處理。為此，我國2008年公布的《食品中可能違法添加的非食用物質(zhì)和易濫用的食品添加劑品種名單》中將二氧化硫規(guī)定為非食用物質(zhì)，禁止其在白辣椒、砂糖、蜜餞、姜以及鮮蘑等食品中大量使用。食用菌中成分復(fù)雜差異性很大，亞硫酸鹽(以二氧化硫計(jì))檢測有多種不同的方法，檢測原理迥然有別。目前為止，應(yīng)用于食用菌中亞硫酸鹽(以二氧化硫計(jì))的檢測方法有碘量法、分光光度法、滴定法以及化學(xué)發(fā)光法等。本研究旨在通過對3種不同方法(分光光度法、碘量法、離子色譜法)的回收率、準(zhǔn)確度、重復(fù)性分析比對，找出更適合食用菌類中亞硫酸鹽(以二氧化硫計(jì))測定方法，為二氧化硫方法的研究起到借鑒作用。

材料與方法
1.1樣品采購及處理
在東北多個(gè)地區(qū)購買食用菌類，選擇54批(每批約2kg)45℃烘8h至水分含量＜10%，粉碎機(jī)中粉碎。

1.2實(shí)驗(yàn)耗材
UV-1700紫外分光光度計(jì)，
電子天平，
凱氏定氮儀，
CS－2000+離子色譜，
超純水機(jī)，
亞硫酸鈉標(biāo)液(1000μg/ml)，
氫氧化鈉，分析純，;過氧化氫(分析純)，;鹽酸副玫瑰苯胺(基準(zhǔn)純)，;淀粉(分析純)，;乙二胺四乙酸二鈉(分析純)。

1.3 3種不同方法實(shí)驗(yàn)過程
1.3.1分光光度法
1.3.1.1樣品處理參照農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)NY/T1373－2007《二氧化硫殘留量測定的方法(分光光度法)》測定。精密稱量經(jīng)處理樣品約1.000g，置于100ml圓底燒瓶中，加入2ml乙醇、1ml丙酮－乙醇溶液、2ml正辛醇、去離子水20ml，迅速加入鹽酸溶液10ml，將自動(dòng)冷凝回流裝置開關(guān)迅速打開，冷凝管的上端接口處連接一根橡膠管為導(dǎo)氣管，插入50ml梨形瓶中，梨形瓶中為先吸取的20ml甲醛溶液(臨用時(shí)應(yīng)將甲醛溶液稀釋100倍備用)，甲醛為吸收液(導(dǎo)管末端應(yīng)插入吸收液液面以下)。加熱圓底燒瓶內(nèi)的溶液至沸騰，保持溶液微沸狀態(tài):沸騰1.5h，停止加熱。吸收液在常溫狀態(tài)下冷卻后轉(zhuǎn)移至25ml容量瓶中，準(zhǔn)確定容至25ml，備用，同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

1.3.1.2標(biāo)準(zhǔn)曲線配置取兩組25ml的玻璃試管，每組5個(gè)，分為A、B兩組。A組取先配置好的二氧化硫(1μg/ml)標(biāo)準(zhǔn)溶液(1.00、2.00、4.00、8.00、10.00ml)，使溶液中二氧化硫含量為(1.00、2.00、4.00、8.00、10.00μg)，用甲醛溶液定容至10ml，再加入0.5ml氫氧化鈉溶液(5mol/L);B組加入1ml的鹽酸副玫瑰苯胺溶液(濃度為0.05%)，將A組混勻后迅速加入B組，并立即混勻顯色.

1.3.2碘量法依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB5009.34－2016《食品中二氧化硫的測定》，準(zhǔn)備好蒸餾儀器，乙酸鉛(20g/L)溶液為吸收液，收集到的蒸餾液大約10ml于碘量瓶中，加入鹽酸溶液(1+1)10ml及配置好的10g/L淀粉指示劑，用0.010mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液(10mol/L)滴定至溶液變藍(lán)，保持30s內(nèi)不褪色，同時(shí)做空白校正實(shí)驗(yàn)。

1.3.3離子色譜法
1.3.3.1色譜條件
保護(hù)柱:AG－194x50;分離柱:AS－19(4mm×250mm);氫氧化鉀為淋洗液，濃度10.0mmol/L，8～12min，流速1.0ml/min;柱溫37℃;自動(dòng)再生抑制器:抑制電流50mA;電導(dǎo)檢測器:進(jìn)樣量100μl。

1.3.3.2標(biāo)準(zhǔn)曲線配制過程
精密量取5.0ml標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000μg/ml)于50ml容量瓶中，用超純水定容至刻度，迅速混勻，作為標(biāo)準(zhǔn)使用液，使用液濃度為100μg/ml。分別準(zhǔn)確吸取使用液1.00、2.00、5.00、8.00、10.00ml置于10ml容量瓶中，用超純定容至刻度，迅速混勻，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，濃度分別為10.0、20.0、50.0、80.0、100.0μg/ml。

1.3.3.3樣品前處理
稱取粉碎過的菌類樣品2.000g(精確到0.001g)于凱氏定氮管中，加100ml超純水，連接凱氏定氮儀后設(shè)置儀器參數(shù)，在定氮管中加入10ml(1+1)鹽酸溶液，蒸汽量為70%，蒸餾時(shí)間為10min，用50ml梨形瓶裝25ml3%過氧化氫溶液作為吸收液，蒸餾完成后，倒入容量瓶中，用去離子水定容至刻度，樣品經(jīng)0.45μm濾膜后進(jìn)行離子色譜測定。

1.3.4 3種方法回收率實(shí)驗(yàn)
采用3種不同方法分別對空白樣品進(jìn)行加標(biāo)，計(jì)算回收率�？瞻讟悠芳訕�(biāo)10、20、30mg/kg，6次平行測定結(jié)果可以看出，回收率均超過90%，RSD＜10%，回收率好。
 
1.3.5計(jì)算
分光光度法計(jì)算公式:W(mg/kg)=(m1-m0)×V×1000/m2×V0×1000。式中，W:二氧化硫殘留的質(zhì)量濃度，mg/kg;m1－從標(biāo)準(zhǔn)曲線中查得樣品中二氧化硫含量μg;m0－標(biāo)準(zhǔn)曲線中查得空白的二氧化硫含量，μg;V為試樣的定容體積，ml;V0－為測定用蒸餾液的體積，ml。
碘量法計(jì)算公式:W(mg/kg)=(V-V0)×C×0.032×1000/m。式中，W－為二氧化硫殘留的質(zhì)量濃度，mg/kg;V－測定菌類樣品溶液消耗標(biāo)準(zhǔn)滴定液的體積，ml;V0－空白菌類樣品消耗標(biāo)準(zhǔn)滴定液的體積，ml;c－為滴定用碘標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L;0.032－與消耗1ml的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液(1mol/L)相當(dāng)?shù)亩�氧化硫的質(zhì)量，g;m－菌類樣品的稱取重量，g。
離子色譜法計(jì)算公式:W(mg/kg)=C×V×F×0.6669/m。式中，W－二氧化硫殘留的質(zhì)量濃度，mg/kg;C－標(biāo)準(zhǔn)曲線上差得菌類樣品中亞硫酸鹽濃度，μg/ml;V－測定用體積，ml;F－稀釋倍數(shù);0.6669－硫酸根與二氧化硫之間的轉(zhuǎn)換系數(shù);m－菌類樣品品的重量，g。

二、結(jié)果
2.1分光光度法
分光光度法的線性范圍在0.9989～0.9993之間，線性良好，但檢出樣品中有5份超標(biāo)樣品，經(jīng)離子色譜法核實(shí)，為樣品基質(zhì)干擾。分光光度法的回收率為85.1%～118.5%之間，ＲSD平均值為5.4%，由于樣品中成分復(fù)雜，干擾較大。

分光光度法回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。


2.2碘量法
 稱取菌類樣品進(jìn)行回收率實(shí)驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)行精密度實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，碘量法回收率為81.5%～130.5%之間，ＲSD平均值為5.32%。碘量法回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。由于實(shí)驗(yàn)用試劑復(fù)雜，樣品中部分成分與試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，干擾較大。


2.3離子色譜法
 離子色譜法線性范圍在0.9991～0.9997之間，加標(biāo)回收率為91.7%～108.5%之間。ＲSD平均值為3.46%，分離效果好，色譜峰無干擾，線性范圍良好。離子色譜法回收率實(shí)驗(yàn)見表3。
 

三、討論
  本文對菌類食品中的二氧化硫的殘留量進(jìn)行了檢測，采用離子色譜法與國家標(biāo)準(zhǔn)方法中的碘量法及農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)NY/T1373－2007中分光光度法進(jìn)行比對，探討食用菌類中二氧化硫測定方法。我國現(xiàn)行有效的限量標(biāo)準(zhǔn)GB2760－2014《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》對食品中的亞硫酸鹽(以二氧化硫計(jì))殘留量提出嚴(yán)格規(guī)定:干制方法的食用菌類食品中亞硫酸鹽的使用量不得超過0.05g/kg(以二氧化硫計(jì))，而對新鮮菌類規(guī)定更加嚴(yán)格即不得有檢出。GB5009.34－2016《食品中二氧化硫的測定》為現(xiàn)行有效的國家標(biāo)準(zhǔn)方法，規(guī)定亞硫酸鹽(以二氧化硫計(jì))殘留量的測定方法為碘量法，該方法用乙酸鉛吸收液接收，在加熱過程中不斷的冷凝回流，使二氧化硫全部被乙酸鉛吸收，效果較好。此方法蒸餾時(shí)間較長，大批量的樣品的測定難度較大。菌類中含有很多未知的成分，蒸餾法采用淀粉指示劑為方法的顯色劑，用碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過程中，滴定終點(diǎn)至藍(lán)色有時(shí)干擾會(huì)較大，可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)果不穩(wěn)定及重現(xiàn)性差，測定結(jié)果容易出現(xiàn)偏高的情況。農(nóng)業(yè)部采用的分光光度法，具有良好的精密度和準(zhǔn)確度，但在實(shí)驗(yàn)過程中用到大量的有毒試劑對人體有較大的危害性，顯色過程中會(huì)出現(xiàn)大量干擾，導(dǎo)致結(jié)果偏高。離子色譜法干擾小、操作簡單，重現(xiàn)性好結(jié)果穩(wěn)定。很適合菌類食品大批量測定。

本研究的樣品為東北不同地區(qū)新鮮菌類以及干蘑菇等樣品，采用3種實(shí)驗(yàn)室比較常見的方法對二氧化硫的殘留量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，離子色譜法在菌類食品中的亞硫酸鹽(二氧化硫計(jì))殘留的含量進(jìn)行測定時(shí)，效果相對較好，重復(fù)性好，干擾少。3種方法所測得部分樣品差別較大，主要是干擾導(dǎo)致，并且碘量法方法的蒸餾時(shí)間長，分光光度法步驟繁瑣、有毒試劑過多，不適合對大批量菌類樣品進(jìn)行檢測。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明離子色譜法用3%雙氧水溶液作為二氧化硫的吸收液，可將二氧化硫全部轉(zhuǎn)化成了硫酸根，采用凱氏定氮的方法進(jìn)行蒸餾，節(jié)省了蒸餾的時(shí)間，效率高、結(jié)果穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明離子色譜法測定菌類的重現(xiàn)性好并且準(zhǔn)確度較高，適合于大批量的菌類食品中二氧化硫殘留量的測定。

由于菌類食品中的各種成分復(fù)雜，并且未知的揮發(fā)性物質(zhì)很多，某些物質(zhì)會(huì)具有一定的還原性，這些還原性物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)過程中可能會(huì)與碘標(biāo)液發(fā)生不同程度的氧化還原反應(yīng)，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏高，加標(biāo)結(jié)果也顯示，碘量法要比離子色譜法的結(jié)果偏高。由于在不同的產(chǎn)地及不同的菌類食品成分存在一定差異，乙酸鉛作為吸收液吸收后顏色也有差異，很多菌類樣品滴定終點(diǎn)的藍(lán)色變化不明顯，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確判定終點(diǎn)，結(jié)果不準(zhǔn)確，穩(wěn)定性、重復(fù)性不好。分光光度法與碘量法比較，線性范圍相對較好，干擾相對少，但操作步驟繁瑣，試劑的毒性相對較大。離子色譜法與前兩種方法比較，離子峰無干擾，峰形良好，準(zhǔn)確度高，而且前處理相對分光光度而言較簡單，適用于菌類食品的多批次檢測。為菌類食品中二氧化硫的研究提供了重要的依據(jù)。