陳清凱，郝桂娟，郭利攀，徐 曉，邢麗麗，段曉婷，章 路，章 虎

(綠城農(nóng)科檢測技術有限公司，浙江 杭州 310052)

SO2作為一種食品添加劑，在食品工業(yè)中具有護色、防腐、漂白和抗氧化的作用[1-2]。如果按標準規(guī)定合理使用SO2不會對人體健康造成危害，但長期超限量接觸SO2可能導致人類呼吸系統(tǒng)疾病及多組織損傷，嚴重時甚至會威脅生命。SO2通常作為保護劑添加到葡萄酒中，有殺死葡萄皮表面雜菌的作用，同時它也是一種抗氧化劑，在保護酒液的天然水果特性的同時防止酒液老化[3]。葡萄酒發(fā)酵過程中也會有SO2殘留[4-5]。

目前，國內(nèi)檢測食品中SO2的方法[6-8]主要有分光光度法[9]、蒸餾-滴定法[10-11]、離子色譜法等[12-14]。對于葡萄酒樣品，蒸餾滴定法存在樣品蒸餾過程耗時較長、滴定時無法準確判斷滴定終點以及存在易揮發(fā)性還原物質的干擾等問題，影響檢測結果的準確性；相比于蒸餾-滴定法，離子色譜法檢測靈敏度較高，但具有保留時間長、分析速度較慢等缺點[15]。

本研究中，筆者采用自動蒸餾儀對葡萄酒進行蒸餾，餾出液經(jīng)過氧化氫(H2O2)溶液吸收，氧化轉化為硫酸根離子[16-17]，通過電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)測定[18-20]，以期為葡萄酒中SO2硫殘留量的測定提供高效、準確的方法。

1 實驗部分

1.1 實驗原理

通過酸化、蒸餾和H2O2溶液吸收的前處理方式，使葡萄酒中的SO2能夠轉換為硫酸根(SO2+H2O2=H2SO4)，用電感耦合等離子發(fā)射光譜法檢測，以硫元素的特征譜線波長181.972 nm定性，待測元素譜線信號強度與元素濃度成正比進行定量，通過硫和SO2的換算系數(shù)，計算出樣品中SO2含量。

1.2 試劑與儀器

H2O2溶液(優(yōu)級純)，國藥集團化學試劑有限公司；鹽酸(優(yōu)級純)，永華化學股份有限公司；硫元素標準儲備液(GSB 04-1773-2004(b)，1.00 g/L，硫元素標準溶液是以S計)，國家有色金屬及電子材料分析測試中心。葡萄酒樣品，當?shù)爻小?/p>

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，美國Agilent公司；超純水制備儀，美國Millipore公司；FOSS Kjeltec 8100型半自動蒸餾儀，瑞士FOSS公司。

1.3 標準系列與樣品處理

1.3.1 標準溶液的配制

準確吸取10.00 mL的1.00 g/L硫元素標準儲備液置于100.0 mL的容量瓶中,一級水稀釋至刻度，配制成0.10 g/L的硫元素標準工作液。再吸取0、0.50、1.00、2.00、4.00、8.00、16.00和32.00 mL硫單元素標準工作液，分別置于100.0 mL的容量瓶中，一級水定容。配制成質量濃度分別為0、0.000 250、0.000 500、0.001 00、0.002 00、0.004 00、0.008 00、0.016 0和0.032 0 g/L這9個不同系列的以硫(S)計的標準溶液。

1.3.2 樣品前處理

準確吸取混勻的葡萄酒樣品5.00 mL于750 mL蒸餾瓶中，同時接收瓶中加入30 mL質量分數(shù)為6%的H2O2溶液，在蒸餾瓶中加入體積比1∶ 1的10.00 mL鹽酸溶液后，加熱蒸餾，待接收瓶中總溶液體積約為200 mL時，停止蒸餾，用一級水轉移定容至250.0 mL容量瓶中，搖勻備用。同時進行空白實驗。

2 結果與討論

2.1 蒸餾裝置的選擇

采用半自動蒸餾儀和直接蒸餾法來測定葡萄酒中的SO2含量，結果見表1。

表1 半自動蒸餾儀蒸餾法和直接蒸餾法測SO2的結果

由表1可知，直接蒸餾法和半自動蒸餾儀蒸餾法測得的SO2含量都在國家標準允許偏差(≤10%)范圍內(nèi)，可用半自動蒸餾儀蒸餾法取代直接蒸餾法進行實驗前處理。

2.2 吸收液選取

分別選取質量分數(shù)3%、6%和9%的H2O2溶液作為吸收液，加標量為0.040 0 g/L，對蒸餾出的SO2進行固定，將SO2轉化成硫酸鹽后采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀進行3次重復測定，結果見表2。

表2 不同吸收液SO2回收率(n=3)

由表2可知，采用6% H2O2作為吸收液，葡萄酒中SO2的平均回收率為82.0%～98.5%，精密度為1.0%～4.7%，滿足分析要求。因此本研究最終選擇6% H2O2溶液作為吸收液。

2.3 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀條件選擇

選取180.669、181.972和182.562 nm靈敏度較高的3條譜線進行分析，結果見圖1～2。由圖1～2可知，硫在182.562 nm處的譜線受到鉛、硼譜線的干擾(圖1)；硫在180.669 nm處的譜線受到鎳、錫、硅譜線的干擾(圖2)；但硫在181.972 nm譜線受到的干擾最小、靈敏度最高、線性關系最好。因此，最終選擇181.972 nm作為分析線。

圖1 硫在182.562 nm處可能受到的干擾

圖2 硫在180.669 nm處可能受到的干擾

2.4 線性回歸方程、相關系數(shù)、檢出限和精密度

配制9個不同系列的標準溶液，建立硫元素標準曲線，線性范圍為0～0.032 0 g/L，在優(yōu)化的儀器條件下，測定標準系列的吸收值，擬合得到硫元素的工作曲線，其線性方程為YT181.972=186.097 452 28ρ+4.820 534 93，線性相關系數(shù)r=0.999 94；以3倍的標準偏差與曲線斜率的比值計算儀器的檢出限(LOD)，以10倍的標準偏差與曲線斜率的比值計算儀器的定量檢出限(LOQ)。當取5.00 mL液體樣品時，方法檢出限為0.001 10 g/L，定量限為0.003 50 g/L。

試樣中SO2的質量濃度按式(1)計算。

(1)

式中：X為試樣中SO2的質量濃度，g/L；ρ為試樣溶液中SO2的質量濃度，g/L；ρ0為空白溶液中SO2的質量濃度，g/L；V為試樣蒸餾液的定容體積，mL；Vm為試樣稱樣量或移取體積，mL；0.5為硫轉換為SO2的換算系數(shù)。

2.5 測試與加標回收率

為考察方法的準確度，分別選取0.010 0、0.020 0和0.040 0 g/L這3個水平濃度梯度，每個葡萄酒樣品進行6次重復實驗測定方法回收率，結果見表3。

由表3可知，在這3個梯度濃度下，回收率為76.0%～95.3%，相對標準偏差為5.3%～9.8%，滿足GB/T 27404—2008中的回收率60%～120%、相對標準偏差小于15%的分析要求。

表3 葡萄酒中SO2添加回收結果

2.6 方法對比

選擇6個葡萄酒樣品進行對比實驗，并基于國家標準GB 5009.34—2016(簡稱國標法)與本方法進行比對，結果見表4。

由表4可知，2種方法測定的結果相對相差小于10%。符合國標法中的2次獨立測定檢驗結果的絕對差值不能大于10%的標準。

表4 國標法與本方法測葡萄酒中SO2含量結果(n=2)

2.6.2 不同測試方法檢測樣品所用時間

國標法測試操作步驟：取葡萄酒樣品5.00 mL置于蒸餾燒瓶中；加入250 mL水，裝上冷凝裝置，加熱蒸餾；當蒸餾液約200 mL時，停止蒸餾。然后進行滴定步驟。

本方法操作步驟：取葡萄酒樣品5.00 mL置于蒸餾瓶中，當蒸餾液約200 mL時，停止儀器。然后進行上機步驟。

考察這2種方法測定樣品所需要的時間，結果如表5所示。

由表5可知，國標法完成一個樣品需要102～125 min，本方法完成一個樣品需要10～15 min。由此可見，本方法比國標方法節(jié)約大量時間，在樣品量大的情況下，本方法能在同一時間內(nèi)完成更多樣品量。

表5 2種方法實驗所需時間對比表

2.7 實際樣品測試效果

為進一步考察方法的可行性，選取常見的干紅葡萄酒和干白葡萄酒進行驗證，分別選取0.020 0和0.060 0 g/L這2個水平濃度，每個葡萄酒樣品進行3次重復實驗測定方法回收率，結果見表6。由表6可知，回收率為79.7%～94.1%，相對標準偏差為4.2%～8.7%，滿足分析要求。

表6 干紅葡萄酒和干白葡萄酒中二氧化硫添加回收結果

3 結論