八角中二氧化硫残留量检测方法探索

金晓兰，蒋才斌，莫凤萍，黄韵霖

（广西壮族自治区产品质量检验研究院，广西南宁 530007）

我国很早就有采用硫磺熏蒸的方式处理八角，不仅去除八角中部分水分，而且熏蒸过程中产生的二氧化硫具有防腐杀菌的作用，可以防止八角霉变和虫蛀，有利于储存，同时还能使熏蒸后的八角的外观色泽变得鲜亮，有利于销售。二氧化硫是我国允许使用的一种食品添加剂，在食品工业中发挥着护色、防腐、漂白和抗氧化的作用，标准规定要求的二氧化硫残留量一般不会对身体健康带来危害，少量二氧化硫进入体内后最终会生成硫酸盐，可通过正常解毒后由尿液排出体外，不会产生毒性作用。但人体若过量摄入二氧化硫，则会危害到消化系统，产生过敏，可能会引发呼吸困难、腹泻、恶心及呕吐等症状，也可能会对人的大脑及其他组织产生不同程度的危害。因此，在《食品安全标准食品添加剂使用标准》（GB 2760—2014）[1]中，规定了八角中的二氧化硫残留量限量值，依据国家卫生健康委员会关于弯曲乳杆菌等24种“三新食品”的公告（2019年第2号），硫磺使用范围扩大到香辛料及粉（仅限八角）（食品类别12.09.01），硫磺的最大使用量为0.15 g/kg（以二氧化硫残留量计）。目前市场上，一些生产商、摊点商贩为了追求经济利益，使八角具有更长的贮存时间和更好的卖相，在八角生产过程中存在超限量使用二氧化硫的情况，甚至出现二氧化硫残留量远远大于限量值的情况。近年有媒体报道称，在位于广西壮族自治区南宁市兴宁区三塘镇昆仑大道199号的“广西高峰香料物流中心”内，大部分经营户为了缩短工时、降低成本，使用硫磺熏制八角，而批发商为了逐利，也会采购这些硫磺八角，并销往各地的饭店及食堂等。因此，准确检测八角中二氧化硫残留量对保障食品安全意义重大。

目前，食品中二氧化硫常用的检测方法有分光光度比色法[2]、滴定法[3-5]（如直接滴定法、蒸馏-碘量滴定法、蒸馏-碱滴定法）和色谱法（如气相色谱质谱法、离子色谱）[6-7]，以及其他的检测方法[8]（如生物荧光探针法、表面增强拉曼光谱法、电极法、气体扩散分析系统法、纸基薄膜微萃取与智能手机检测相结合方法、快速检测法等）。我国检测食品中二氧化硫残留量的强制性标准是《食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定》（GB 5009.34——2016）[9]，该法也是国家食品安全监督抽检中二氧化硫残留量的指定检测方法。而八角由于本身的成分较为复杂，存在多种挥发性成分。国家标准方法检测时，检测过程是在蒸馏烧瓶中加盐酸溶液对样品进行酸化，加热蒸馏，蒸馏液用乙酸铅吸收液吸收。吸收溶液先用盐酸酸化，摇匀后再用碘标准溶液滴定至终点，八角中的一些挥发性成分也能够被吸收并且消耗一定量的碘标准溶液，导致检测结果偏高，并且吸收液容易产生浑浊沉淀，对滴定终点产生干扰，表明现行国家标准检测方法对八角中二氧化硫残留量的检测适用性较差，需要探索研究其他更合适的检测方法。为了更准确的检测八角中二氧化硫残留量，本文对现有国际方法进行了改进。

1 材料与方法

1.1 试剂

瓶装氮气：纯度≥99.9%；盐酸溶液（1+3）：量取250 mL浓盐酸，用水稀释至1 000 mL待用；0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液：按照《化学试剂 标准滴定溶液的制备》（GB/T 601—2016）标准要求配制和标定；0.01 mol/L氢氧化钠标准溶液：用大肚移液管精密移取0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液10 mL，用水定容至100 mL，临用时配制；甲基红指示剂：称取0.25 g甲基红溶解于100 mL乙醇（95%）中；中性过氧化氢（H2O2）吸收液：量取30%的过氧化氢（H2O2）20 mL于锥形瓶中，加蒸馏水200 mL摇匀，往锥形瓶中滴加2滴甲基红指示剂，用0.01 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液变浅黄色，临用时现配。

1.2 仪器

电子分析天平（精度0.1 mg），上海舜宇恒平科学仪器有限公司；高速粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司；1 000 mL套式恒温器，功率300 W，恒温范围50～200 ℃，海宁市华星仪器厂；三口烧瓶，四川蜀玻（集团）有限责任公司；酸碱两用滴定管，天津市天科玻璃仪器制造有限公司；超纯水仪，赛默飞世尔科技（中国）有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 方法原理

在密闭圆底烧瓶中对样品进行酸化处理，然后进行蒸馏，样品中的亚硫酸盐系列物质转化为二氧化硫，二氧化硫蒸馏物随惰性气体氮气带入到含有过氧化氢容易的吸收瓶中，过氧化氢溶液将二氧化硫氧化为硫酸根离子，采用氢氧化钠标准溶液进行酸碱滴定法测定，根据滴定结束后所消耗的氢氧化钠标准溶液量计算出样品中二氧化硫的含量。

1.3.2 样品制备

用四分法分取不同八角试样，然后用剪刀将八角成小块，用高速粉碎机粉碎均匀，转入洁净的自封样品袋内密封备用。在样品制备过程中要注意制备工具的洁净使样品不受污染，试样制备后尽快蒸馏，避免亚硫酸盐自然流失。

1.3.3 蒸馏

蠕变作为重要的岩石流变力学特性之一，与岩体工程的长期稳定性紧密相关。在巷道开挖过程中往往会产生一定范围的破裂区，该范围内的破裂围岩在支护的作用下表现为长期蠕变，破裂围岩蠕变是导致巷道长期变形的一个主要因素[1-3]。因此，研究破裂围岩蠕变失稳特性，对巷道围岩稳定性分析和控制有着十分重要的理论意义和实际意义。

在电子天平上称取5.0 g制备好的八角均匀样品（精确至0.001 g，取样量根据二氧化硫残留量的高低调整），置于三口圆底蒸馏烧瓶中，3个口分别接冷凝装置、氮气导入口及装有盐酸溶液（1+3）的分液漏斗。加入约300 mL纯净水至蒸馏瓶中，烧瓶的一口接冷凝装置，冷凝管气体导出口连接橡胶导气管插入预先备有50 mL中性过氧化氢（H2O2）吸收液的碘量瓶的液面下。锥形瓶中的吸收液在插入导管前先加入2滴甲基红指示剂，然后用0.01 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至浅黄色。打开冷凝水通过冷凝装置，检查所有接管及玻璃接口的气密性。在分液漏斗中加入40 mL盐酸溶液（1+3），慢慢开启分液漏斗将盐酸溶液缓缓加入蒸馏烧瓶至剩余约5 mL时，关闭分液漏斗旋塞。打开连接氮气导入口的瓶装高纯氮气，使用流量计调节氮气流速约为0.2 L/min，开启套式恒温器蒸馏三口圆底蒸馏烧瓶中的混合物至微沸，当碘量瓶中吸收液约200 mL时，使冷凝管下端导气管离开液面后再蒸馏约1 min，用少量过氧化氢吸收液分两次冲洗插入吸收液的导气管。同时用超纯水做空白试验。

1.3.4 滴定

向取下的碘量瓶中加入2滴甲基红指示剂,摇动碘量瓶使溶液混合均匀，用用0.01 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液变浅黄色变且20 s内不褪色为止，记录消耗的氢氧化钠标准溶液滴定溶液体积。用同样操作方法做空白实验，记录消耗氢氧化钠标准体积。

1.3.5 结果计算

样品中二氧化硫残留量按公式（1）进行计算：

式中：X为试样中二氧化硫残留量，mg/kg；C为氢氧化钠标准滴定溶液的实际摩尔浓度，mol/L；V为试验中样品消耗的氢氧化钠标准滴定溶液体积，mL；V0为试验中空白消耗的氢氧化钠标准滴定溶液体积，mL；m为测试样品的质量，g。

2 结果与分析

2.1 实验条件的优化

选取3个不同二氧化硫残留量的八角样品进行蒸馏比对试验。每个样品分成2组，第1组样品的吸收液在常温下进行吸收试验，然后再滴定分析。第2组样品做为对照组将装有吸收液的碘量瓶置于冰水浴条件中进行吸收试验，然后再滴定分析。3个样品的不同吸收条件检测结果见表1。由表1可知，冰水浴条件下得到的二氧化硫残留量结果均高于常温条件下的结果，这是因为在冰水浴条件下的二氧化硫的分解速度低于常温条件下的分解速度。因此，本试验采用冰水浴条件中进行吸收试验。

表1 不同条件测定结果

2.2 方法的检测限和定量限

按照优化后的方法测定20个空白样品滴定所用的氢氧化钠标准溶液体积，根据结果计算公式计算空白样品的标准偏差，以3倍空白样品的标准偏差计算方法检测限，以10倍空白样品的标准偏差计算方法定量限。得到本方法的检出限为1.2 mg/kg，方法定量限为3.9 mg/kg。

2.3 方法精密度

选取5个不同含量水平的八角样品在优化后的条件下进行二氧化硫残留量的精密度检测试验，分别对每个样品进行6次测定，结果见表2。从表2可以看出，该方法测定结果的精密度RSD在0.50%～1.76%，符合方法学要求且精密度较好。

表2 精密度测定结果

2.4 回收率

在优化条件下对八角样品3和八角样品5分别进行3水平的二氧化硫残留量加标回收试验，加标浓度分别为50.8 mg/kg、76.2 mg/kg和101.6 mg/kg，每个浓度重复测定6次，结果见表3。从表3中可以看出，八角中二氧化硫残留量检测方法的加标回收率在93.9%～97.5%，符合《合格评定化学分析方法确认和验证指南》（GB/T 27417—2017）[10]中所提出的90%～110%的要求，因此，这一优化后的检测方法检测效果良好。

表3 回收率测定

3 结论

八角生产销售者为了使产品卖相好、易于存储，普遍存在使用硫磺熏蒸八角的情况。虽然使用硫磺熏蒸八角是一种传统的加工方法，但由于八角生产企业规模普遍较小，人员技术程度较低，操作过程规范性不高，容易出现过量使用硫磺熏蒸造成二氧化硫残留量超标的情况。八角作为我国市场上一种常用的香辛料，应该加强监管保障食用安全。目前我国现行的有效标准使用蒸馏碘量法检测八角存在干扰大、终点难判断等问题，方法的适宜性较差，需要探索更加准确的二氧化硫残留量检测方法。本文探索研究了八角中二氧化硫残留量的检测方法，该法以蒸馏滴定法为基础进行优化改进，样品在酸性条件下经加热煮沸释放出的二氧化硫由惰性载气氮气带出，在冰浴条件下被过氧化氢吸收液吸收并氧化为硫酸溶液，用氢氧化钠标准溶液滴定检测，解决了现行有效国家食品安全国家标准检测八角样品的方法缺陷。运用该方法进行了八角样品中二氧化硫检测的精密度和回收率实验，检测结果相对标准偏差RSD值在0.50%～1.76%，加标回收率在93.9%～97.5%，精密度和回收率都较高，表明该实验所建立的分析方法准确可靠，能够用于八角中二氧化硫残留量的检测。该方法简单便捷，设备要求简单，无需使用大型仪器，容易开展，可为企业和检测机构检测八角中二氧化硫残留量提供参考。