食用菌中二氧化硫检测方法的对比研究
关键词:二氧化硫;菌类;分光光度法，UV-1700紫外可见分光光度计；美析集团（www.macylab.com）
自20世纪80年代起，食品中的亚硫酸盐残留量安全性引起了广泛关注。亚硫酸盐作为一种食品添加剂，具有防腐、漂白及上色作用，被广泛应用于食品行业中。人体如果长期摄入过量二氧化硫会导致影响钙磷吸收、免疫力低下，严重时还会出现胃肠道反应。食用菌中含有大量的蛋白质、脂肪、多种维生素、粗多糖以及氨基酸。有研究发现菌类中含有人体抗癌能力的有效元素，但因其需要进行防蛀以及防腐处理，所以在加工过程中会添加亚硫酸盐或者通过熏蒸对其进行抗氧化和防腐处理。为此，我国2008年公布的《食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂品种名单》中将二氧化硫规定为非食用物质，禁止其在白辣椒、砂糖、蜜饯、姜以及鲜蘑等食品中大量使用。食用菌中成分复杂差异性很大，亚硫酸盐(以二氧化硫计)检测有多种不同的方法，检测原理迥然有别。目前为止，应用于食用菌中亚硫酸盐(以二氧化硫计)的检测方法有碘量法、分光光度法、滴定法以及化学发光法等。本研究旨在通过对3种不同方法(分光光度法、碘量法、离子色谱法)的回收率、准确度、重复性分析比对，找出更适合食用菌类中亚硫酸盐(以二氧化硫计)测定方法，为二氧化硫方法的研究起到借鉴作用。
材料与方法
1.1样品采购及处理
在东北多个地区购买食用菌类，选择54批(每批约2kg)45℃烘8h至水分含量＜10%，粉碎机中粉碎。
1.2实验耗材
电子天平，
凯氏定氮仪，
CS－2000+离子色谱，
超纯水机，
亚硫酸钠标液(1000μg/ml)，
氢氧化钠，分析纯，;过氧化氢(分析纯)，;盐酸副玫瑰苯胺(基准纯)，;淀粉(分析纯)，;乙二胺四乙酸二钠(分析纯)。
1.3 3种不同方法实验过程
1.3.1分光光度法
1.3.1.1样品处理参照农业部标准NY/T1373－2007《二氧化硫残留量测定的方法(分光光度法)》测定。精密称量经处理样品约1.000g，置于100ml圆底烧瓶中，加入2ml乙醇、1ml丙酮－乙醇溶液、2ml正辛醇、去离子水20ml，迅速加入盐酸溶液10ml，将自动冷凝回流装置开关迅速打开，冷凝管的上端接口处连接一根橡胶管为导气管，插入50ml梨形瓶中，梨形瓶中为先吸取的20ml甲醛溶液(临用时应将甲醛溶液稀释100倍备用)，甲醛为吸收液(导管末端应插入吸收液液面以下)。加热圆底烧瓶内的溶液至沸腾，保持溶液微沸状态:沸腾1.5h，停止加热。吸收液在常温状态下冷却后转移至25ml容量瓶中，准确定容至25ml，备用，同时做空白实验。
1.3.1.2标准曲线配置取两组25ml的玻璃试管，每组5个，分为A、B两组。A组取先配置好的二氧化硫(1μg/ml)标准溶液(1.00、2.00、4.00、8.00、10.00ml)，使溶液中二氧化硫含量为(1.00、2.00、4.00、8.00、10.00μg)，用甲醛溶液定容至10ml，再加入0.5ml氢氧化钠溶液(5mol/L);B组加入1ml的盐酸副玫瑰苯胺溶液(浓度为0.05%)，将A组混匀后迅速加入B组，并立即混匀显色。
1.3.2碘量法依据国家标准GB5009.34－2016《食品中二氧化硫的测定》，准备好蒸馏仪器，乙酸铅(20g/L)溶液为吸收液，收集到的蒸馏液大约10ml于碘量瓶中，加入盐酸溶液(1+1)10ml及配置好的10g/L淀粉指示剂，用0.010mol/L碘标准溶液(10mol/L)滴定至溶液变蓝，保持30s内不褪色，同时做空白校正实验。
1.3.3离子色谱法
1.3.3.1色谱条件
保护柱:AG－194x50;分离柱:AS－19(4mm×250mm);氢氧化钾为淋洗液，浓度
10.0mmol/L，8～12min，流速1.0ml/min;柱温37℃;自动再生抑制器:抑制电流50mA;电导检测器:进样量100μl。
1.3.3.2标准曲线配制过程
精密量取5.0ml标准溶液(1000μg/ml)于50ml容量瓶中，用超纯水定容至刻度，迅速混匀，作为标准使用液，使用液浓度为100μg/ml。分别准确吸取使用液1.00、2.00、5.00、8.00、10.00ml置于10ml容量瓶中，用超纯定容至刻度，迅速混匀，得到标准曲线，浓度分别为10.0、20.0、50.0、80.0、100.0μg/ml。
1.3.3.3样品前处理
称取粉碎过的菌类样品2.000g(精确到0.001g)于凯氏定氮管中，加100ml超纯水，连接凯氏定氮仪后设置仪器参数，在定氮管中加入10ml(1+1)盐酸溶液，蒸汽量为70%，蒸馏时间为10min，用50ml梨形瓶装25ml3%过氧化氢溶液作为吸收液，蒸馏完成后，倒入容量瓶中，用去离子水定容至刻度，样品经0.45μm滤膜后进行离子色谱测定。
1.3.4 3种方法回收率实验
采用3种不同方法分别对空白样品进行加标，计算回收率。空白样品加标10、20、30mg/kg，6次平行测定结果可以看出，回收率均超过90%，RSD＜10%，回收率好。
1.3.5计算
分光光度法计算公式:W(mg/kg)=(m1-m0)×V×1000/m2×V0×1000。式中，W:二氧化硫残留的质量浓度，mg/kg;m1－从标准曲线中查得样品中二氧化硫含量μg;m0－标准曲线中查得空白的二氧化硫含量，μg;V为试样的定容体积，ml;V0－为测定用蒸馏液的体积，ml。
碘量法计算公式:W(mg/kg)=(V-V0)×C×0.032×1000/m。式中，W－为二氧化硫残留的质量浓度，mg/kg;V－测定菌类样品溶液消耗标准滴定液的体积，ml;V0－空白菌类样品消耗标准滴定液的体积，ml;c－为滴定用碘标准溶液的浓度，mol/L;0.032－与消耗1ml的碘标准溶液(1mol/L)相当的二氧化硫的质量，g;m－菌类样品的称取重量，g。
离子色谱法计算公式:W(mg/kg)=C×V×F×0.6669/m。式中，W－二氧化硫残留的质量浓度，mg/kg;C－标准曲线上差得菌类样品中亚硫酸盐浓度，μg/ml;V－测定用体积，ml;F－稀释倍数;0.6669－硫酸根与二氧化硫之间的转换系数;m－菌类样品品的重量，g。
二、结果
2.1分光光度法
分光光度法的线性范围在0.9989～0.9993之间，线性良好，但检出样品中有5份超标样品，经离子色谱法核实，为样品基质干扰。分光光度法的回收率为85.1%～118.5%之间，ＲSD平均值为5.4%，由于样品中成分复杂，干扰较大。
分光光度法回收率实验结果见表1。
2.2碘量法
称取菌类样品进行回收率实验，同时进行精密度实验，结果显示，碘量法回收率为81.5%～130.5%之间，ＲSD平均值为5.32%。碘量法回收率实验结果见表2。由于实验用试剂复杂，样品中部分成分与试剂发生化学反应，干扰较大。
2.3离子色谱法
离子色谱法线性范围在0.9991～0.9997之间，加标回收率为91.7%～108.5%之间。ＲSD平均值为3.46%，分离效果好，色谱峰无干扰，线性范围良好。离子色谱法回收率实验见表3。
三、讨论
本文对菌类食品中的二氧化硫的残留量进行了检测，采用离子色谱法与国家标准方法中的碘量法及农业部标准NY/T1373－2007中分光光度法进行比对，探讨食用菌类中二氧化硫测定方法。我国现行有效的限量标准GB2760－2014《食品添加剂使用标准》对食品中的亚硫酸盐(以二氧化硫计)残留量提出严格规定:干制方法的食用菌类食品中亚硫酸盐的使用量不得超过0.05g/kg(以二氧化硫计)，而对新鲜菌类规定更加严格即不得有检出。GB5009.34－2016《食品中二氧化硫的测定》为现行有效的国家标准方法，规定亚硫酸盐(以二氧化硫计)残留量的测定方法为碘量法，该方法用乙酸铅吸收液接收，在加热过程中不断的冷凝回流，使二氧化硫全部被乙酸铅吸收，效果较好。此方法蒸馏时间较长，大批量的样品的测定难度较大。菌类中含有很多未知的成分，蒸馏法采用淀粉指示剂为方法的显色剂，用碘标准溶液滴定过程中，滴定终点至蓝色有时干扰会较大，可能会导致结果不稳定及重现性差，测定结果容易出现偏高的情况。农业部采用的分光光度法，具有良好的精密度和准确度，但在实验过程中用到大量的有毒试剂对人体有较大的危害性，显色过程中会出现大量干扰，导致结果偏高。离子色谱法干扰小、操作简单，重现性好结果稳定。很适合菌类食品大批量测定。
本研究的样品为东北不同地区新鲜菌类以及干蘑菇等样品，采用3种实验室比较常见的方法对二氧化硫的残留量进行实验、比较。实验结果表明，离子色谱法在菌类食品中的亚硫酸盐(二氧化硫计)残留的含量进行测定时，效果相对较好，重复性好，干扰少。3种方法所测得部分样品差别较大，主要是干扰导致，并且碘量法方法的蒸馏时间长，分光光度法步骤繁琐、有毒试剂过多，不适合对大批量菌类样品进行检测。经实验证明离子色谱法用3%双氧水溶液作为二氧化硫的吸收液，可将二氧化硫全部转化成了硫酸根，采用凯氏定氮的方法进行蒸馏，节省了蒸馏的时间，效率高、结果稳定。实验结果也表明离子色谱法测定菌类的重现性好并且准确度较高，适合于大批量的菌类食品中二氧化硫残留量的测定。
由于菌类食品中的各种成分复杂，并且未知的挥发性物质很多，某些物质会具有一定的还原性，这些还原性物质在实验过程中可能会与碘标液发生不同程度的氧化还原反应，从而导致实验结果偏高，加标结果也显示，碘量法要比离子色谱法的结果偏高。由于在不同的产地及不同的菌类食品成分存在一定差异，乙酸铅作为吸收液吸收后颜色也有差异，很多菌类样品滴定终点的蓝色变化不明显，导致无法准确判定终点，结果不准确，稳定性、重复性不好。分光光度法与碘量法比较，线性范围相对较好，干扰相对少，但操作步骤繁琐，试剂的毒性相对较大。离子色谱法与前两种方法比较，离子峰无干扰，峰形良好，准确度高，而且前处理相对分光光度而言较简单，适用于菌类食品的多批次检测。为菌类食品中二氧化硫的研究提供了重要的依据。
四、文章出处与鸣谢
主要内容来源：食用菌中二氧化硫检测方法的对比研究，杨大鹏，王慧，金姗，李青
中图分类号:Ｒ155文献标识码:A文章编号:1671-4199(2020)06-0829-04
