黃鳳嬌

摘 要：本文采用《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中二氧化硫的測(cè)定》（GB 5009.34—2022）中第二法分光光度法測(cè)定食品中二氧化硫含量，并進(jìn)行不確定度評(píng)定。結(jié)果表明，拉面樣品中二氧化硫含量測(cè)定結(jié)果為（22.35±0.68）mg·kg-1，k=2。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大的因素是由標(biāo)準(zhǔn)曲線求測(cè)定用試液中二氧化硫質(zhì)量的過(guò)程，這提示應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范制作工作曲線，適當(dāng)增加標(biāo)準(zhǔn)系列溶液和樣品的重復(fù)測(cè)定次數(shù)，同時(shí)在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液過(guò)程中應(yīng)選用較高等級(jí)的玻璃量器，并減少配制步驟。

關(guān)鍵詞：分光光度法；食品；二氧化硫；不確定度；標(biāo)準(zhǔn)曲線

Uncertainty Assessment of Sulfur Dioxide Content in Food by Spectrophotometry

HUANG Fengjiao

（Shantou City Inspection and Testing Center， Shantou 515000， China）

Abstract： This article uses the second method spectrophotometry in GB 5009.34—2022 to determine the content of sulfur dioxide in food， and evaluates the uncertainty. The results showed that the content of sulfur dioxide in ramen noodles samples was （22.35±0.68） mg·kg-1， k=2. During the experiment， the factor of great influence on the measurement results is the determination of the sulfur dioxide quality in the test solution by the standard curve. This suggests that the working curve should be made in strict accordance with the specifications， and the repeated determination times of standard series solutions and samples should be appropriately increased. At the same time， a higher grade glass measuring device should be selected and the preparation steps should be reduced in the process of preparing standard solution.

Keywords： spectrophotometry; food; sulfur dioxide; uncertainty; standard curve

二氧化硫是我國(guó)允許使用的食品添加劑之一，作為漂白劑、防腐劑、抗氧化劑廣泛應(yīng)用于食品加工[1-2]。一般在用硫磺熏制食品或使用能產(chǎn)生二氧化硫的鹽類(lèi)作為食品添加劑時(shí)會(huì)導(dǎo)致食品中殘留二氧化硫[3-4]。在限定的含量范圍內(nèi)使用二氧化硫不會(huì)造成中毒，損傷機(jī)體健康，但超出標(biāo)準(zhǔn)攝入量則可能會(huì)引起慢性中毒，損害人體的各個(gè)系統(tǒng)[5-6]。

《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中二氧化硫的測(cè)定》

（GB 5009.34—2022）[7]中第二法分光光度法是測(cè)定食品中二氧化硫含量的新方法。為了準(zhǔn)確、高效地檢測(cè)食品中的二氧化硫含量，特對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)中二氧化硫檢測(cè)方法——分光光度法進(jìn)行不確定度評(píng)定。

1 材料與方法

1.1 主要試劑與儀器

拉面樣品購(gòu)于市場(chǎng)。

SO2標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（100 μg·mL-1，批號(hào)M012446），麥卡希試劑有限公司；NaOH、氨基磺酸銨、磷酸、冰乙酸、甲醛、鄰苯二甲酸氫鉀（均為分析純），國(guó)藥試劑；鹽酸副玫瑰苯胺（指示劑），國(guó)藥試劑。

UVmini-1240紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（相對(duì)示值誤差1%），蘇州市萊頓科學(xué)儀器有限公司；BSA224S型電子天平（感量0.01 g，I級(jí)，示值誤差±0.5 mg），Sartorius科學(xué)儀器（北京）有限公司；移液管（容量分別為2 mL、5 mL、10 mL、20 mL和50 mL，A級(jí)，容量允差分別為±0.010 mL、±0.015 mL、±0.020 mL、±0.030 mL、±0.050 mL），天玻玻璃儀器有限公司；容量瓶（A級(jí)，容量分別為50 mL和100 mL，容量允差分別為±0.05 mL和±0.10 mL），天玻玻璃儀器有限公司。

1.2 試劑配制

NaOH溶液（1.5 mol·L-1）：稱(chēng)取3.0 g NaOH固體于100 mL燒杯中，加水稀釋至50 mL。

乙二胺四乙酸二鈉溶液：稱(chēng)取1.86 g乙二胺四乙酸二鈉于200 mL燒杯中，溶于水并稀釋至100 mL。

甲醛緩沖吸收儲(chǔ)備液[5.5%（V∶V）]：稱(chēng)取2.04 g鄰苯二甲酸氫鉀于100 mL燒杯中，溶于少量水中，加入36%～38%的甲醛溶液5.5 mL，0.05 mol·L-1乙二胺四乙酸二鈉溶液20.0 mL，混勻，加水稀釋并用100 mL容量瓶定容至100 mL。

甲醛緩沖吸收液[0.055%（V∶V）]：取適量甲醛緩沖吸收儲(chǔ)備液，加水稀釋100倍（現(xiàn)用現(xiàn)配）。

鹽酸副玫瑰苯胺溶液（0.5 g·L-1）：取2%鹽酸副玫瑰苯胺溶液25.0 mL，依次加入30 mL磷酸和

12 mL鹽酸，加水稀釋并用100 mL容量瓶定容至100 mL，用玻璃棒攪拌均勻，靜置24 h，避光密封保存。

氨基磺酸銨溶液（3 g·L-1）：稱(chēng)量0.15 g氨基磺酸銨，加水稀釋并用50 mL容量瓶定容至50 mL。

HCl溶液（6 mol·L-1）：用量筒量取50 mL濃HCl，慢慢倒入50 mL水中，注意攪拌速度。

SO2標(biāo)準(zhǔn)使用溶液（10 μg·mL-1）：用5 mL移液管取濃度為100 μg·mL-1的SO2標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于50 mL容量瓶中，加甲醛緩沖吸收液稀釋至刻度。

1.3 評(píng)定依據(jù)及引用文件

本文中SO2含量的不確定度的評(píng)定主要參考以及引用以下文件，即《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》

（JJF 1059.1—2012）[8]、《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中二氧化硫的測(cè)定》（GB 5009.34—2022）第二法分光光度法、CNAS—GL006：2019 化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南[9]、《常用玻璃量器檢定規(guī)程》（JJG 196—2006）[10]。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

取拉面試樣適量，采用粉碎機(jī)等合適的粉碎手段進(jìn)行粉碎，充分混合均勻，供檢測(cè)用。稱(chēng)取固體試樣約10 g，加甲醛緩沖吸收液100 mL，振蕩浸泡2 h，過(guò)濾，取續(xù)濾液，待測(cè)。分別準(zhǔn)確量取0 mL、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL和3.00 mL SO2標(biāo)準(zhǔn)使用液（10 μg·mL-1）置于25 mL具塞比色管中，加入甲醛緩沖吸收液至10.00 mL，再依次加入

3 g·L-1氨基磺酸銨溶液0.5 mL、1.5 mol·L-1 NaOH溶液0.5 mL、0.5 g·L-1鹽酸副玫瑰苯胺溶液1.0 mL，搖勻，放置20 min后，用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)在波長(zhǎng)579 nm處測(cè)定吸光度，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。量取試樣溶液3 mL，置于25 mL具塞試管中，加入甲醛緩沖吸收液至10.00 mL，再依次加入3 g·L-1氨基磺酸銨溶液0.5 mL、1.5 mol·L-1 NaOH溶液0.5 mL、

0.5 g·L-1鹽酸副玫瑰苯胺溶液1.0 mL，搖勻，放置20 min后，用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)在波長(zhǎng)579 nm處測(cè)定吸光度，同時(shí)做空白試驗(yàn)。

1.5 不確定度評(píng)定數(shù)學(xué)模型

SO2含量的計(jì)算公式為

（1）

式中：X為試樣中SO2的含量，mg·kg-1；m1為由標(biāo)準(zhǔn)曲線中查得的測(cè)定用試液中SO2的質(zhì)量，μg；

m0為由標(biāo)準(zhǔn)曲線中查得的測(cè)定用空白溶液中SO2的質(zhì)量，μg；V1為試樣溶液定容體積，mL；m2為試樣質(zhì)量或體積，g·mL-1；V2為測(cè)定用試樣提取液或試樣蒸餾液的體積，mL；1 000為換算系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品重復(fù)測(cè)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（X）

稱(chēng)量10份拉面樣品，參照1.4中測(cè)定方法測(cè)定樣品中SO2含量，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可得，由標(biāo)準(zhǔn)曲線中查得的測(cè)定用試液中SO2質(zhì)量的平均值為m1=22.26 mg·kg-1，由標(biāo)準(zhǔn)曲線中查得的測(cè)定用空白溶液中SO2質(zhì)量的平均值為m0=0.02 mg·kg-1。

SO2含量單次測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差為

（2）

式中：s（x）為SO2含量單次測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，mg·kg-1；n為測(cè)定次數(shù)；xi為單次測(cè)量結(jié)果，

mg·kg-1；x為單次測(cè)量結(jié)果的平均值，mg·kg-1。

故樣品重復(fù)測(cè)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（X）為

2.2 定容試樣提取液或蒸餾液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（V1）

試驗(yàn)使用A級(jí)100 mL容量瓶，其容量允差為±0.10 mL，近似為矩形分布，則其容量允差引入的不確定度ua（V1）為

容量瓶的校準(zhǔn)溫度為20 ℃，本實(shí)驗(yàn)取可能的溫度變化為±5 ℃，水的體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4 ℃-1，按矩形溫度分布考慮，k=，則溶液溫度和容量瓶校準(zhǔn)溫度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ub（V1）為

定容試樣提取液或蒸餾液引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（V1）為

則定容試樣提取液或蒸餾液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（V1）為

2.3 稱(chēng)量樣品質(zhì)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（m2）

樣品稱(chēng)量引起的不確定度包括重復(fù)性、靈敏度和示值誤差[11]，其中重復(fù)性已在上文重復(fù)性試驗(yàn)中體現(xiàn)，而本方法靈敏度可忽略不計(jì)。按矩形分布考慮，包含因子k=，則天平示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ua為

故稱(chēng)量樣品質(zhì)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（m2）為

則稱(chēng)量樣品質(zhì)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（m2）為

2.4 移取測(cè)定用試樣提取液或試樣蒸餾液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（V2）

試驗(yàn)使用A級(jí)10 mL移液管，其容量允差為±0.020 mL，假定為矩形分布，則其容量允差引入的不確定度分量ua（V2）為

參照2.2中的計(jì)算方法，則溶液溫度與移液管校準(zhǔn)溫度不同引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ub（V2）為

移取測(cè)定用試樣提取液或試樣蒸餾液引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（V2）為

則移取測(cè)定用試樣提取液或試樣蒸餾液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

2.5 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線求得測(cè)定用試液和空白溶液中SO2質(zhì)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（m1-m0）

2.5.1 配制SO2標(biāo)準(zhǔn)使用溶液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ua，rel（m）

①SO2標(biāo)準(zhǔn)使用液（10 μg·mL-1）由SO2標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（100 μg·mL-1）稀釋10倍配制而得，而SO2標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液濃度的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為0.2%（k=2），則SO2標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液濃度引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為。②試驗(yàn)使用A級(jí)5 mL移液管，其容量允差為±0.015 mL，

假定為矩形分布，則其容量允差引入的不確定度ua，b，a（m）為。參照2.2中的

計(jì)算方法，則溶液溫度與移液管校準(zhǔn)溫度不同

引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ua，b，b（m）為。則5 mL移液管

移取SO2標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為。5 mL移液

管移取SO2標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為。③試驗(yàn)使用A級(jí)

50 mL容量瓶，容量允差為±0.05 mL，近似為矩形分布，容量瓶容量允差引入的不確定度分量為。參照2.2中的

計(jì)算方法，則溶液溫度和50 mL容量瓶校準(zhǔn)溫度不同引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為。則50 mL容量

瓶定容SO2標(biāo)準(zhǔn)使用液引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為。50 mL容量

瓶定容SO2標(biāo)準(zhǔn)使用液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

則配制SO2標(biāo)準(zhǔn)使用液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

2.5.2 配制SO2標(biāo)準(zhǔn)系列溶液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ub，rel（m）

分別準(zhǔn)確量取SO2標(biāo)準(zhǔn)使用液（10 μg·mL-1）

0 mL、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL和

3.00 mL置于25 mL具塞試管中配制成SO2標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。根據(jù)JJG 196—2006查得容量允差，按矩形分布k=，移液管引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式為

玻璃量器檢定的環(huán)境溫度為20 ℃，設(shè)實(shí)驗(yàn)在

25 ℃環(huán)境條件下進(jìn)行，則由溫差效益引入的不確定度計(jì)算公式為（?V為實(shí)驗(yàn)時(shí)容量瓶的體積變化，mL；a水為水的體積膨脹系數(shù)，℃-1；?T為實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度變化，℃；V20為溫度為20 ℃時(shí)容量瓶體積，mL）。則配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液所需玻璃量器容量及溫差效益引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度見(jiàn)表2。

則配制標(biāo)準(zhǔn)系列溶液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ub，rel（m）為

2.5.3 擬合工作曲線求m1和m0時(shí)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ud（m1-m0）

分別對(duì)6個(gè)濃度的SO2標(biāo)準(zhǔn)系列溶液用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)濃度測(cè)定3次，得到相應(yīng)的吸光度值結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可得，回歸曲線各點(diǎn)中SO2含量的平均值為mt=11.17 μg。

用線性最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，得線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)r為A=0.047 1m+0.072 1（r=0.999 1）。

對(duì)試樣重復(fù)測(cè)定10次，由線性方程求得測(cè)定用試液中SO2質(zhì)量m1，則擬合曲線求m1時(shí)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

（3）

（4）

（5）

式中：a為標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率；S（A）為擬合曲線偏差，mg·kg-1；m1為由標(biāo)準(zhǔn)曲線求m1的平均值，mg·kg-1；m0為由標(biāo)準(zhǔn)曲線求m0的平均值，mg·kg-1；mj為回歸曲線各點(diǎn)中SO2含量，μg；n為標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定總次數(shù)，n=18；p為樣品的測(cè)定次數(shù)，p=10。

則擬合工作曲線求m1和m0時(shí)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ud（m1-m0）為

實(shí)際測(cè)定用試液中SO2的質(zhì)量為

則擬合工作曲線求m1和m0時(shí)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ud，rel（m1-m0）為

通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線求得測(cè)定用試液和空白溶液中SO2質(zhì)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（m1-m0）

2.6 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（A）

實(shí)驗(yàn)用紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)檢定證書(shū)提供其相對(duì)示值誤差為1%，按均勻分布k=，則儀器測(cè)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

3 合成不確定度

實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合成相對(duì)不確定度ucrel（X）為

實(shí)驗(yàn)測(cè)得SO2含量為22.35 mg·kg-1，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

4 擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2，得擴(kuò)展不確定度為U（X）=kuc（X）=0.68 mg·kg-1，則食品中SO2含量的測(cè)定結(jié)果為（22.35±0.68）mg·kg-1。

5 結(jié)論

通過(guò)以上分析計(jì)算，可以發(fā)現(xiàn)對(duì)食品中二氧化硫含量測(cè)量結(jié)果影響最大的因素是由標(biāo)準(zhǔn)曲線求測(cè)定用試液中二氧化硫質(zhì)量的過(guò)程，其中擬合工作曲線求二氧化硫質(zhì)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和配制標(biāo)準(zhǔn)系列溶液引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度較高。因此，在測(cè)定過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范制作工作曲線，適當(dāng)增加標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定次數(shù)和樣品測(cè)量次數(shù)，同時(shí)在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液過(guò)程中應(yīng)選用較高等級(jí)的玻璃量器，并減少配制步驟，以最大限度地降低不確定度，保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

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