朱自平，鄭向廷，雎小軍，張晉宇（.陽(yáng)高縣綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山西大同 03800； .陽(yáng)高縣市場(chǎng)和質(zhì)量監(jiān)督管理局，山西大同 03800）

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頂空氣相色譜法測(cè)定杏脯中二氧化硫

朱自平1，鄭向廷2，雎小軍1，張晉宇1
（1.陽(yáng)高縣綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山西大同 038100； 2.陽(yáng)高縣市場(chǎng)和質(zhì)量監(jiān)督管理局，山西大同 038100）

建立頂空氣相色譜測(cè)定杏脯中二氧化硫殘留的方法，探討了氣液體積比、加酸量、平衡溫度和平衡時(shí)間對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。向450 mL頂空瓶?jī)?nèi)加入5 g樣品、10 g石蠟、200 mL水及25 mL鹽酸溶液，于75℃平衡20 min后放至室溫，抽取0.5 mL頂空氣體進(jìn)行定性定量分析檢測(cè)。該方法標(biāo)準(zhǔn)工作曲線線性相關(guān)系數(shù)r2為0.992，檢出限和定量限分別為0.1，1.0 mg/kg，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.9%～3.2%（n=6），樣品加標(biāo)回收率為89.4%～94.3%。該法操作簡(jiǎn)便、快捷，靈敏度高，人為誤差小，滿足杏脯中二氧化硫殘留的批量檢測(cè)要求。

杏脯；二氧化硫；頂空氣相色譜法；石蠟封層技術(shù)

杏脯是深受我國(guó)人民喜愛的傳統(tǒng)小食品，制作工藝大部分沿用傳統(tǒng)加硫工藝以保持和改善色澤、增加透明度和抑制褐變，但部分生產(chǎn)廠家過分地追求產(chǎn)品感官效果，使用過量的亞硫酸鹽，導(dǎo)致杏脯中二氧化硫超標(biāo)現(xiàn)象嚴(yán)重。過量攝入二氧化硫會(huì)導(dǎo)致慢性中毒，幾乎可對(duì)所有人體系統(tǒng)造成損傷［1-2］，我國(guó)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB 2760-2014）明確規(guī)定杏脯中二氧化硫最大殘留量為350 mg/kg。

杏脯中二氧化硫殘留檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法［3］采用鹽酸副玫瑰苯胺比色法和蒸餾碘量滴定法，目前杏脯中二氧化硫檢測(cè)多采用這兩種方法［4-5］。鹽酸副玫瑰苯胺比色法需使用劇毒試劑，對(duì)人體和環(huán)境造成一定危害［2］，蒸餾碘量滴定法則存在回收率低、滴定終點(diǎn)不易判斷、檢測(cè)效率低［6-8］等缺陷，盡管國(guó)標(biāo)方法的后續(xù)改進(jìn)研究［9-10］提高了實(shí)驗(yàn)的可操作性及檢測(cè)質(zhì)量，但方法原理導(dǎo)致的缺陷沒有得到根本改善。離子色譜法［11-13］也被用于杏脯中二氧化硫殘留檢測(cè)的研究，雖然提高了方法的專屬性，但仍存在二氧化硫吸收不及時(shí)，檢測(cè)效率不高以及供試品溶液制備過程復(fù)雜，易導(dǎo)致系統(tǒng)誤差等缺點(diǎn)。

筆者利用頂空氣相色譜-火焰光度檢測(cè)器（硫模式）直接測(cè)定密閉頂空瓶中含硫杏脯酸化條件下釋放出的二氧化硫氣相濃度，以確定原始樣品中的游離態(tài)及可逆結(jié)合態(tài)二氧化硫含量，該方法操作簡(jiǎn)便、快捷，準(zhǔn)確，靈敏度好，人為誤差小，對(duì)人與環(huán)境無(wú)污染，完全滿足杏脯中二氧化硫殘留的批量檢測(cè)要求。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要儀器與試劑

氣相色譜儀：GC-2010 plus型，附FPD 檢測(cè)器、硫?yàn)V光片，日本島津公司；

電熱鼓風(fēng)干燥箱：GZX-9070 MBE型，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；

頂空瓶：用450 mL 醫(yī)用鹽水瓶代替；

氣體進(jìn)樣器：1 000 μL，上海高鴿工貿(mào)有限公司；

鹽酸溶液（1∶1）：以分析純?cè)噭┡渲疲?/p>

高效切片石蠟：生物醫(yī)用級(jí)，熔點(diǎn)為58～60℃；

無(wú)水亞硫酸鈉：分析純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；

二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取196.8 mg無(wú)水亞硫酸鈉，用0.1%的EDTA溶液定容至1 000 mL，對(duì)應(yīng)的SO2質(zhì)量濃度為100 μg/mL，按碘量法進(jìn)行標(biāo)定，存放于4℃冰箱中備用；

杏脯樣品：市售。

1.2色譜條件

色譜柱：DB-1柱（30 m×0.53 mm，1 μm）；載氣：氮?dú)?；柱流量?.0 mL/min；分流比：1；氫氣流量：60 mL/min；空氣流量：90 mL/min；柱箱溫度：起始溫度80℃，以20℃/min升至150℃；進(jìn)樣口溫度：250℃；檢測(cè)器溫度：250℃；進(jìn)樣方式：手動(dòng)進(jìn)樣；進(jìn)樣體積：0.5 mL。

1.3樣品分析

準(zhǔn)確稱取5.000 g切碎樣品于頂空瓶（預(yù)先用氮?dú)獯祾撸┲?，加?0 g石蠟，加水至200 mL，再加入25 mL鹽酸溶液（1∶1），迅速蓋緊膠塞，置于75℃電熱鼓風(fēng)干燥箱中，加熱平衡20 min，取出頂空瓶放至室溫，用氣體進(jìn)樣器抽取0.5 mL頂空氣體，按照1.2色譜條件進(jìn)行分析，以保留時(shí)間定性，測(cè)量色譜峰峰高并將數(shù)據(jù)代入線性回歸方程，計(jì)算樣品中二氧化硫含量。

2　結(jié)果與討論

2.1頂空實(shí)驗(yàn)條件選擇

2.1.1樣品前處理

杏脯加工過程的亞硫酸鹽添加主要通過浸漬或熏蒸方式進(jìn)行，對(duì)人體有危害的游離態(tài)和可逆結(jié)合態(tài)硫分布在產(chǎn)品表層［2］，因此在做杏脯二氧化硫殘留檢測(cè)時(shí)，不需要干燥、粉碎等特別的前處理方式，只需將樣品切碎至3～5 mm的碎塊即可［3］。

2.1.2氣液體積比

根據(jù)亨利定律，密閉狀態(tài)下的氣液平衡系統(tǒng)，氣液體積比越小，氣相中組分濃度越大，響應(yīng)的色譜峰高也越大，反之峰高越?。?4］?？紤]到樣品狀態(tài)為固態(tài)、樣品溶液用量較大（0.5 mL）以及手動(dòng)進(jìn)樣的實(shí)際情況，450 mL頂空瓶氣液體積比采用1∶1，即加液體積及頂空體積均為225 mL。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，色譜峰高和靈敏度都符合要求，且操作較為方便。

2.1.3加酸量選擇

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)［3］第二法，5 g樣品浸于250 mL水中需要加入鹽酸溶液（1∶1）10 mL進(jìn)行蒸餾，考慮到頂空瓶?jī)?nèi)氣液平衡釋放二氧化硫的速度要比蒸餾法慢，因此要在國(guó)標(biāo)方法基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低平衡體系液相的pH值，加酸量適當(dāng)增大；但過高的頂空HCl含量會(huì)對(duì)色譜柱造成損害，因此確定加入25 mL的鹽酸溶液（1∶1）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明按此加酸量杏脯樣品檢測(cè)的加標(biāo)回收率在食品檢測(cè)接受范圍內(nèi)。

2.1.4平衡溫度和平衡時(shí)間

實(shí)驗(yàn)考察了頂空平衡溫度分別在65，70，75，80，85，90℃時(shí)對(duì)二氧化硫釋放效果的影響。結(jié)果表明：隨加熱溫度的升高，色譜峰高有增大的趨勢(shì)；當(dāng)溫度超過75℃后，色譜峰高變化不大，且隨溫度的增加，峰形變差，并出現(xiàn)干擾峰，故選擇平衡溫度為75℃。同時(shí)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著平衡時(shí)間延長(zhǎng)，峰高有增大的趨勢(shì)，靈敏度也逐漸增大。參照中藥材二氧化硫頂空檢測(cè)方法［15］，分別考察平衡時(shí)間為10，20，30，40 min時(shí)的情況，結(jié)果表明：平衡時(shí)間越長(zhǎng)，峰高越大，但平衡時(shí)間超過20 min時(shí)，峰高增加不明顯，故樣品分析方法選擇平衡時(shí)間為20 min。

2.2石蠟封層固化頂空SO2濃度

在前期的實(shí)驗(yàn)研究中，采取頂空平衡后迅速取樣分析的方法，分析結(jié)果重復(fù)性和線性擬合相關(guān)性很差。經(jīng)分析，原因在于每一次取樣時(shí)的頂空瓶?jī)?nèi)實(shí)際溫度下降程度不同，導(dǎo)致氣相二氧化硫的平衡濃度降低不一致；同時(shí)在高于常溫常壓狀態(tài)下取樣不能保證等時(shí)間間隔進(jìn)樣，由此導(dǎo)致進(jìn)樣器內(nèi)氣體經(jīng)針頭溢出且溢出量不一致。

根據(jù)現(xiàn)有儀器條件，對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行優(yōu)化，用石蠟封層解決上述問題。樣品酸化平衡前頂空瓶?jī)?nèi)加入適量固體石蠟，達(dá)到平衡溫度后熔化石蠟層浮在液面上；氣液平衡后頂空瓶降至室溫，液面上的石蠟薄層重新固化，頂空部分的二氧化硫濃度就被固定在平衡溫度下的水平，不受室溫放置時(shí)間限制。頂空瓶?jī)?nèi)壓力接近常壓，在此狀態(tài)下取樣進(jìn)樣就不會(huì)因?yàn)闇夭詈蛪翰顚?dǎo)致進(jìn)樣器內(nèi)氣體溢出。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)摸索，選用熔點(diǎn)為60℃的高效切片石蠟，加入量以不影響氣液平衡轉(zhuǎn)移與達(dá)到固化頂空SO2濃度為宜，確定450 mL頂空瓶加10 g石蠟。

2.3樣品色譜圖

在1.2色譜條件下按照1.3方法分別對(duì)二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液和杏脯加標(biāo)樣品進(jìn)行測(cè)定，色譜圖分別見圖1、圖2。由圖2可知杏脯中二氧化硫的色譜峰形對(duì)稱，沒有雜質(zhì)干擾，滿足檢測(cè)要求。

圖2　杏脯二氧化硫加標(biāo)樣品色譜圖

2.4線性方程和檢出限

用移液管分別移取二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液0.50，1.00，2.50，5.00，10.00，25.00 mL（相當(dāng)于二氧化硫含量為10，20，50，100，200，500 mg/kg），置于450 mL頂空瓶中，分別進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，樣品中二氧化硫的含量（X）在500 mg/kg以內(nèi)與其色譜峰高值的平方根（Y）呈線性關(guān)系，線性回歸方程為Y=8.081X+326.0，相關(guān)系數(shù)r2為0.992，符合食品理化檢測(cè)質(zhì)量控制要求［16］。

移取0.50 mL二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液加入頂空瓶，按樣品分析方法平行測(cè)定6次，按照國(guó)際理論和化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）的規(guī)定，分別取測(cè)定結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍及10倍計(jì)算檢出限及定量限，得檢出限為1 μg/mL，定量限為10 μg/mL。本實(shí)驗(yàn)取樣量5.000 g，則方法檢出限及定量限分別為0.1，1.0 mg/kg。分析結(jié)果表明本方法靈敏度高，檢出限低于GB/T 5009.34-2003規(guī)定的1 mg/kg檢出限，滿足杏脯中二氧化硫的食品安全檢測(cè)要求。

2.5精密度與加標(biāo)回收試驗(yàn)

稱取已知二氧化硫含量的杏脯樣品5.000 g 3份，分別進(jìn)行高、中、低水平加標(biāo)回收試驗(yàn)，每個(gè)濃度水平平行測(cè)定6次，測(cè)定結(jié)果見表1。由表1可知，本法測(cè)量精密度滿足食品理化檢測(cè)精密度小于6%和回收率80%～115%的要求［16］。

表1　精密度與加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

2.6比對(duì)試驗(yàn)

利用本方法對(duì)市售8種杏脯進(jìn)行二氧化硫殘留檢測(cè)，并與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)［3］第二法比較，結(jié)果見表2。由表2數(shù)據(jù)可知，兩種方法檢測(cè)結(jié)果基本一致。

表2　比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果

3　結(jié)語(yǔ)

采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)第二法［3］的實(shí)驗(yàn)原理，在密閉頂空瓶?jī)?nèi)通過熱平衡使得鹽酸介質(zhì)下杏脯樣品中的二氧化硫逸出達(dá)到氣液平衡，利用頂空氣相色譜法直接測(cè)定頂空氣體二氧化硫含量，從而計(jì)算出杏脯樣品中二氧化硫殘留量。試驗(yàn)確定了頂空氣相色譜法測(cè)定杏脯中二氧化硫含量的實(shí)驗(yàn)條件，建立了相應(yīng)的樣品分析方法，測(cè)定結(jié)果與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法基本一致。該方法簡(jiǎn)單、快速，準(zhǔn)確度、回收率均能滿足食品分析的要求，適合大批量杏脯樣品的二氧化硫殘留量檢測(cè)，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

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Determination of Sulfur Dioxide Residue in Preserved Apricots by Headspace Gas Chromatography

Zhu Ziping1， Zheng Xiangting2， Ju Xiaojun1， Zhang Jinyu1
（1. Yanggao County Comprehensive Inspection & Testing Center， Datong 038100， China；2. Yanggao County Bureau of Market and Quality Supervision， Datong 038100， China）

A new method for determination of sulfur dioxide residues in preserved apricots by headspace gas chromatography was developed. The effects of gas-liquid volume ratio，the amount of acid， the equilibrium temperature and time on the test results were studied. 5 g sample， 10 g paraffin， 200 mL water and 25 mL hydrochloric acid solution were added into 450 mL headspace bottle， and after equilibrium at 75℃for 20 min， the bottle was cooled to room temperature，0.5 mL headspace gas was used to do qualitative and quantitative analysis. Results showed that r2of standard curve was 0.992，RSD was 1.9%-3.2%（n=6）， the recovery was 89.4%-94.3%， and the limits of detection and quantifica tion of sulfur dioxide were 0.1， 1.0 mg/kg， respectively. This method is simple and fast， with good sensitiv ity and small human error. It can be used for batch determination of sulfur dioxide residues in pre served apricots.

pre served apricot； sulfur dioxide； headspace gas chromatography； paraffin sealing layer technology

O657.7

A

1008-6145（2016）04-0061-03

10.3969/j.issn.1008-6145.2016.04.016

聯(lián)系人：朱自平；E-mail: s20060959@sina.com

2016-04-21