郭曉艷，羅 曉，蘇遠(yuǎn)科，王志宏*

（中華人民共和國(guó)龍口海關(guān)，山東 龍口 265700）

干紅葡萄酒是一種以葡萄為原料的發(fā)酵酒，因其特有的功效和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，深受消費(fèi)者的喜愛(ài)。存在于葡萄酒中的亞硫酸鹽主要分為兩類(lèi)：天然的和人工添加的。葡萄酒在發(fā)酵過(guò)程中會(huì)自然產(chǎn)生亞硫酸鹽，這種自然形成的亞硫酸鹽含量不足以起到保鮮的作用。為了防止葡萄酒被氧化，很多釀酒師會(huì)在酒中添加二氧化硫以起到殺菌、促進(jìn)發(fā)酵的作用。因此，葡萄酒中都會(huì)有不同含量水平的二氧化硫殘留[1]（二氧化硫殘留量是亞硫酸鹽在食品中存在的計(jì)量形式）。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2760—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[2]中規(guī)定了二氧化硫在葡萄酒中的最大使用量為0.25 g/L（甜型葡萄酒系列產(chǎn)品最大使用量為0.4 g/L，最大使用量以二氧化硫殘留量計(jì)），殘留量過(guò)高時(shí)就會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重威脅[3-4]。因此，測(cè)定二氧化硫殘留量成為檢驗(yàn)葡萄酒安全性的一項(xiàng)重要內(nèi)容[5]。

檢測(cè)葡萄酒中二氧化硫殘留量常用方法有：鹽酸副玫瑰苯胺比色法[6]、直接滴定法[7]、蒸餾-碘量滴定法[8]。對(duì)于本身有紅色等深顏色樣品來(lái)說(shuō)，鹽酸副玫瑰苯胺比色法會(huì)產(chǎn)生無(wú)法扣除的干擾，而且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要使用四氯汞鈉和苯胺等有毒試劑，會(huì)危害到實(shí)驗(yàn)人員的健康，造成環(huán)境污染[9]。目前，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中已將該法取消，只保留了蒸餾-碘量滴定法。直接滴定法操作簡(jiǎn)單，但也因干紅葡萄酒的深紅色影響了滴定終點(diǎn)的判斷導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確[10]。蒸餾-碘量滴定法以蒸餾作為前處理手段，可以消除顏色的干擾，但是該方法蒸餾時(shí)間較長(zhǎng)，不適合大量樣品的快速檢測(cè)。近幾年來(lái)，離子色譜法因其快速、靈敏、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于食品中二氧化硫殘留量的測(cè)定[11-14]。其中，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SN/T 2918—2011《出口食品中亞硫酸鹽的檢測(cè)方法離子色譜法》[15]使用離子色譜法測(cè)定啤酒中的亞硫酸鹽含量，但該標(biāo)準(zhǔn)并未涉及到干紅葡萄酒中亞硫酸鹽的測(cè)定。

綜上，本研究將蒸餾的前處理技術(shù)和離子色譜法相結(jié)合，采用微量蒸餾儀進(jìn)行快速蒸餾后上機(jī)檢測(cè)，既消除了雜質(zhì)的干擾，又提高了日常檢測(cè)效率。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實(shí)驗(yàn)用干紅葡萄酒：市售。無(wú)水亞硫酸鈉、無(wú)水碳酸氫鈉（優(yōu)級(jí)純）：天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；無(wú)水碳酸鈉（基準(zhǔn)試劑）：天津市科密歐化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心；氫氧化鈉（優(yōu)級(jí)純）：山海工學(xué)團(tuán)實(shí)驗(yàn)二廠(chǎng)（進(jìn)口分裝）；乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraacetic acid，EDTA）（分析純）：天津市天河化學(xué)試劑廠(chǎng)；碘標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.100 4 mol/L）：壇墨質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心；硫代硫酸鈉（分析純）：天津市鑫鉑特化工有限公司；淀粉（分析純）：天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；水中亞硫酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 mg/L）：壇墨質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心；甲醛（37%～40%）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；濃鹽酸、濃硫酸（優(yōu)級(jí)純）：天津東方化工廠(chǎng)；超純水：由MILLIPORE超純水系統(tǒng)制得。

1.2 儀器與設(shè)備

881CompactICpro離子色譜儀（配備858型自動(dòng)進(jìn)樣器、色譜工作站、電導(dǎo)檢測(cè)器、保護(hù)柱Metrosep RP 2 Guard）：瑞士萬(wàn)通有限公司；SH-AC-18型陰離子色譜柱（250 mm×4.6 mm）：青島盛翰色譜技術(shù)有限公司；XP205DR電子分析天平：瑞士梅特勒公司；K-355微量蒸餾儀：瑞士步琦有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

準(zhǔn)確吸取干紅葡萄酒10.0 mL于蒸餾管中，加入50 mL水，10 mL鹽酸（1∶1，V/V），連接微量蒸餾儀，微量蒸餾儀接收管插入預(yù)先裝有20 mL濃度為1.0 mol/L NaOH溶液的200 mL容量瓶中，開(kāi)啟微量蒸餾儀15 min后，取下容量瓶，用超純水定容至刻度。吸取一定量的吸收液經(jīng)0.45 μm水系濾膜過(guò)濾后，由離子色譜儀測(cè)定，外標(biāo)法定量。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制

按照SN/T 2918—2011《出口食品中亞硫酸鹽的檢測(cè)方法離子色譜法》[15]附錄A中方法測(cè)定亞硫酸鈉的純度。稱(chēng)取一定量亞硫酸鈉（經(jīng)純度計(jì)算亞硫酸鈉實(shí)際含量為0.196 9 g），置于50 mL燒杯中溶解，并吸取2.0 mL甲醛于容量瓶中，將溶解后的亞硫酸鈉溶液轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中并用純水定容至刻度，此溶液即為質(zhì)量濃度1 000 mg/L（以二氧化硫計(jì)）的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。準(zhǔn)確吸取該儲(chǔ)備液10.0 mL，加入2.0mL甲醛，用純水定容至100 mL，此溶液即為100mg/L（以二氧化硫計(jì)）的中間液。準(zhǔn)確吸取該中間液1.00 mL、2.00 mL、5.00 mL、10.0 mL、20.0 mL及儲(chǔ)備液5.00 mL、10.0 mL至不同的100 mL容量瓶中，加入2 mL甲醛，用純水定容，搖勻，配制成1.0 mg/L、2.0 mg/L、5.0 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、50 mg/L、100 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

1.3.3 離子色譜條件

SH-AC-18型陰離子交換柱（250 mm×4.6 mm）；保護(hù)柱Metrosep RP 2 Guard（3.5 mm）；淋洗液：碳酸鈉（2.4 mmol/L）/碳酸氫鈉（6.0 mmol/L）；流速：1.0 mL/min；抑制系統(tǒng)溶液：1%硫酸溶液、超純水，柱溫：35 ℃；進(jìn)樣量：20 μL。

2 結(jié)果與分析

2.1 分離效果

圖1 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法前處理后的干紅葡萄酒的離子色譜圖Fig.1 Ion chromatogram of dry red wine after pretreatment by the industry standard

圖2 快速蒸餾后干紅葡萄酒的離子色譜圖Fig.2 Ion chromatogram of dry red wine after rapid distillation

從圖1和圖2可以看出，該蒸餾前處理方法可以有效去除干紅葡萄酒中的雜質(zhì)，使色譜圖更為純凈。并且通過(guò)回收試驗(yàn)，證明此蒸餾的處理方法對(duì)亞硫酸鹽無(wú)保留，可滿(mǎn)足檢測(cè)需求。標(biāo)準(zhǔn)溶液和處理后的樣品采用1.3.3所述色譜條件分離后，亞硫酸根色譜峰清晰，峰形良好，與前后峰的分離度R＞1。

2.2 方法的檢出限及線(xiàn)性關(guān)系

在質(zhì)量濃度范圍1.0～100 mg/L內(nèi)，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)系列為1.0 mg/L、2.0 mg/L、5.0 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、50 mg/L、100 mg/L，以亞硫酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，線(xiàn)性方程為A=-0.128 767+3.965 19E-3×Q，相關(guān)系數(shù)為0.999 5，說(shuō)明方法的線(xiàn)性關(guān)系良好。本方法在質(zhì)量濃度低于0.3 mg/L時(shí)檢測(cè)不到信號(hào)，用質(zhì)量濃度為0.3 mg/L的亞硫酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液重復(fù)7次進(jìn)樣，測(cè)定結(jié)果的平均值為0.358 mg/L，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.015 2 mg/L，3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差乘以稀釋倍數(shù)20即為方法檢出限，計(jì)算得10 mL干紅葡萄酒，定容體積為200 mL時(shí)的檢出限約為1 mg/L。

2.3 方法的精密度和回收率

在同一干紅葡萄酒樣品中，先取7個(gè)平行樣進(jìn)行檢測(cè)，以7次本底含量檢測(cè)結(jié)果的平均值作為本底值，另取3個(gè)平行樣，依次向3個(gè)平行樣中添加質(zhì)量濃度分別為30mg/L（1#）、60 mg/L（2#）、120 mg/L（3#）的亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個(gè)濃度水平進(jìn)行7次平行測(cè)定實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證方法的回收率和精密度。方法回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（relative standard deviation，RSD）見(jiàn)表1。

表1 干紅葡萄酒的加標(biāo)回收率與精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 1 Results of adding recovery rates and precision experiments of dry red wine

由表1可知，干紅葡萄酒樣品在30mg/L、60mg/L、90mg/L的添加水平下，回收率在87.4%～99.4%范圍內(nèi)，回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.63%～2.93%之間，能夠滿(mǎn)足分析要求。

2.4 不同方法測(cè)定結(jié)果對(duì)比

本方法的測(cè)定結(jié)果分別與國(guó)標(biāo)GB 5009.34—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中二氧化硫的測(cè)定》中的蒸餾-碘滴定法、GB 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的直接滴定法、SN/T 2918—2011《出口食品中亞硫酸鹽的檢測(cè)方法離子色譜法》中的離子色譜法的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行了比對(duì)，以確保該方法的準(zhǔn)確性。比對(duì)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同方法的比對(duì)結(jié)果Table 2 Comparison results of different methods

通過(guò)比對(duì)結(jié)果可以看出，本方法的結(jié)果與其他3種方法結(jié)果的RSD均小于5%，測(cè)定結(jié)果具有很好的一致性。

2.5 樣品前處理的選擇

食品樣品的基體復(fù)雜，一般含有較多的蛋白質(zhì)、油脂、色素、纖維素等有機(jī)大分子組分[16]，干紅葡萄酒則含有更多的色素、纖維素，這些組分不僅影響分離效果還會(huì)降低色譜柱的性能和壽命。本實(shí)驗(yàn)嘗試了使用活性炭和C18小柱來(lái)除去色素，其回收結(jié)果見(jiàn)表3。結(jié)果表明，樣品溶液色素減少的同時(shí)，亞硫酸根也被吸附[17]，回收率最高僅為10%。水蒸氣蒸餾能有效防止大分子雜質(zhì)進(jìn)入到吸收液中，使干擾物質(zhì)與目標(biāo)物分離，有效消除樣品中有色物質(zhì)的基體干擾，降低對(duì)色譜柱的影響，本實(shí)驗(yàn)就是利用與蒸餾法原理相似的微量蒸餾儀對(duì)干紅葡萄酒進(jìn)行快速蒸餾，氫氧化鈉溶液進(jìn)行吸收，離子色譜儀檢測(cè)吸收液中的亞硫酸根含量，取得了較好的回收率試驗(yàn)結(jié)果。

表3 不同前處理方法的加標(biāo)回收率結(jié)果Table 3 Results of adding standard recovery rates of different pretreatments

2.6 吸收液的選擇

為防止亞硫酸鹽被氧化，考慮吸收液中加入穩(wěn)定劑，根據(jù)文獻(xiàn)[18-19]，甲醛效果最好。但甲醛用量過(guò)多雜峰就多，從而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確[20]，此外，二氧化硫?yàn)樗嵝詺怏w，堿性的氫氧化鈉溶液是吸收液的選擇之一。由表4可知，蒸餾出來(lái)的樣品分別用1 mol/L的氫氧化鈉和甲醛/氫氧化鈉（1∶1，V/V）溶液吸收，通過(guò)回收率試驗(yàn)表明，當(dāng)使用甲醛/氫氧化鈉（1∶1，V/V）溶液進(jìn)行吸收時(shí)，回收率為0；而僅用氫氧化鈉溶液作吸收液時(shí)回收率達(dá)90%以上，符合檢測(cè)要求。氫氧化鈉溶液的使用不僅可以與蒸餾氣體帶出的二氧化硫充分反應(yīng)生成亞硫酸根，而且能提供亞硫酸根穩(wěn)定存在的堿性環(huán)境。

表4 不同吸收液的加標(biāo)回收率結(jié)果Table 4 Results of adding standard recovery rates of different absorption liquid

3 結(jié)論

近年來(lái)，食品安全問(wèn)題日益凸顯，超量使用及濫用亞硫酸鹽的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，加強(qiáng)對(duì)食品中二氧化硫及亞硫酸鹽的監(jiān)督已成為急需解決的問(wèn)題，在采樣數(shù)量大并且種類(lèi)繁多的情況下，操作簡(jiǎn)單、分析成本低、檢測(cè)快速且靈敏度高的分析方法才能適應(yīng)檢測(cè)要求。本實(shí)驗(yàn)建立了一種快速蒸餾-離子色譜法測(cè)定干紅葡萄酒中亞硫酸鹽的分析方法，實(shí)驗(yàn)表明，該方法蒸餾樣品操作簡(jiǎn)單，通過(guò)程序設(shè)置，蒸餾時(shí)間可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)快速蒸餾，安全可靠，雜質(zhì)干擾大大減少，相比于國(guó)標(biāo)法，大大縮短了蒸餾時(shí)間，可用于檢測(cè)大批樣品；用氫氧化鈉吸收液將二氧化硫轉(zhuǎn)化為亞硫酸根，碳酸鈉/碳酸氫鈉作為淋洗液等度洗脫，分離效果很好；離子色譜法解決了滴定法無(wú)法準(zhǔn)確判斷終點(diǎn)的困擾，使檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確；方法加標(biāo)回收率平均值在87.4%～99.4%范圍內(nèi)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.63%～2.93%，可以準(zhǔn)確測(cè)定干紅中的亞硫酸鹽含量。