周霞,孙芬芳,张玲玲,王延华,殷兰兰

(青岛农业大学 海都学院食品系，山东 莱阳，265200)

SO2是葡萄酒酿造工业允许添加的为数不多的食品添加剂之一，可以起到杀菌、抗氧化、促溶解、增稳定、改善品质和风味等作用[1-2]。但是，SO2对人体来说是一种全身性毒物，长期过量摄入会损害胃肠道以及肝肾等器官组织，严重损害身体健康[3]。因此，行业专家要求，在正确、科学使用的基础上，应尽量降低SO2的使用浓度。我国GB2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定葡萄酒中SO2残留量不得超过250 mg/L，其中甜型葡萄酒及果酒系列产品中SO2残留量不得超过40 mg/L[4]。葡萄酒中SO2含量测定方法有很多，其中电位滴定法[5]、流动注射法[6-7]、高效液相色谱法[8]、离子色谱法[9-10]等仪器分析方法精密度高、简单快捷，可以减小人为误差，但运行成本高，目前实验室工作中并未普及使用。氧化法、蒸馏法、直接碘量法是我国现行有效的国家标准方法[11-13]。3种方法的比较已经有学者做过研究[14-15]。相较于前2种方法，直接碘量法属于常规滴定操作，操作简单，安全环保。因此，在常规分析工作中，操作者更倾向于采用直接碘量法测定白葡萄酒中的SO2含量。但是，对于红葡萄酒、桃红葡萄酒等色酒，因颜色干扰使得滴定终点误差较大，从而制约了该方法的使用。

随着环境问题的日益突出，实验的微型化是“绿色化学”的重要一环，是分析化学实验的新走向。韩璐[16]对半微量滴定分析实验的可行性进行了研究，结果表明，半微量滴定分析和常量滴定分析实验结果并无明显差异。陈晓红[17]对碘量法测定葡萄糖含量进行了微型实验研究，取得了和常规实验一样的结果。本文拟对直接碘量法进行半微量滴定改进，减少试液取样量，改静置反应为超声波振荡，同时，使用较小的碘量瓶，光程减小，颜色变浅，色酒中的色素对滴定终点干扰减弱，改进后的方法适用于色酒中SO2含量的测定。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蒸馏水、HCl溶液(6 mol/L)、NaOH溶液(100 g/L)、H2SO4溶液(1+3)、淀粉指示剂(10 g/L)：使用时现配，保存于冰箱中可使用2周；碘标准液(0.1 mol/L，500 mL/瓶，标准溶液，使用前稀释10倍)、亚硫酸钠(基准试剂)，天津科密欧试剂厂。

1.2 仪器与设备

微量滴定管(WD-COⅡ型)，武汉大学研制；100 mL碘量瓶、移液管、超声波清洗器(SB-4200DTN)，宁波新芝生物科技有限公司。

1.3 方法

吸取5.00 mL NaOH(100 g/L)溶液于100 mL碘量瓶中，再吸取5.00 mL样品，并以管尖插入液面以下的方式加到碘量瓶中，摇匀后超声3 min，静置1 min，冰水浴条件下向碘量瓶中加入1 mL淀粉指示剂(10 g/L)、2 mL硫酸溶液(1+3)，摇匀，恒温后从冰水浴中取出，立即用碘标准滴定液滴定至溶液呈蓝色即为终点，记录消耗碘标准滴定液的体积。平行测定3次。

同样的方法以蒸馏水代替样品做空白试验。

1.4 结果计算

样品中总SO2含量计算如公式(1)所示：

(1)

式中：X，样品中总SO2质量浓度，mg/L；c，碘标准滴定液的浓度，mol/L；V，测定样品消耗碘标准滴定液体积，mL；V0，空白试验消耗碘标准滴定液体积，mL；32，SO2摩尔质量的数值，g/moL；V样，吸取样品体积，mL。

2 结果与分析

2.1 滴定条件的优化

2.1.1 最佳取样体积的确定

本实验通过减少葡萄酒的取样量来降低颜色的干扰。同一样品取样量为1.00、3.00、5.00、8.00、10.00 mL计算滴定结果的相对标准偏差，结果如表1所示。

表1 不同取样体积对SO2质量浓度和相对标准偏差(RSD)的影响

由表1可以看出，取样量较少时，由于消耗的碘标准滴定液太少，由读数误差导致测定结果的相对标准偏差较大。取样量为10.00 mL时由于葡萄酒的颜色干扰严重，标准偏差也较大。取样量为5.00 mL时相对标准偏差最小，确定5.00 mL为最佳取样体积。

2.1.2 超声时间的确定

葡萄酒中SO2大部分以结合态形式存在，故在直接碘量法中加入NaOH后，静置15 min以使其与样品充分反应，从而解离出糖、醛等结合的SO2。研究表明,超声波的空化和振荡作用能促进结合态SO2的解离，加速实验进程。不同超声时间对结合态SO2的解离情况见图1。从图1可以看出，3 min即可使SO2解离完全，随着超声时间的延长，液体温度升高，可能导致部分SO2逸失，测定结果反而下降，故确定3 min为最佳超声时间。

图1 超声时间对测定结果的影响

Fig.1 Effect of ultrasonic time on determination results

2.1.3 静置时间的确定

不同静置时间对滴定精密度的影响如图2所示。结果表明，当静置时间超过1 min，实验结果的相对标准偏差小于1.0%，达到半微量滴定对精密度的要求，因此选择超声后静置1 min再进行滴定。

图2 静置时间对测定结果精密度的影响

Fig.2 Effect of settling time on precision of determination results

2.1.4 冷却条件的确定

直接碘量法在静置之后加入少量碎冰，有诸多不足[18]。本文经过反复试验，将向碘量瓶中加碎冰改为将碘量瓶放在冰水浴中。在保证温度恒定的同时，不改变待滴定溶液的浓度，方法精密度有了较大的改善(表2)。

表2 不同冷却方法对结果精密度的影响

2.2 方法学验证

2.2.1 回收率试验

取5.00 mL已知SO2质量浓度的红葡萄酒样品于碘量瓶中，然后向其中加入质量浓度为1.62 mg/L的亚硫酸氢钠溶液(相当于SO2质量浓度1.00 mg/L)0.25、0.50、1.00 mL,按照本文方法进行测定，进行方法学验证，回收率在95.0%～100.7%之间，表明方法的准确度良好(表3)。

表3 加标回收实验结果

2.2.2 对照实验

为了进一步验证本方法的准确度、精密度，以及该方法对不同类型葡萄酒中SO2残留量测定的适用性，选取市面上常见的干白、干红、甜葡萄酒、山葡萄酒4种类别的葡萄酒，分别用国标中的直接碘量法、蒸馏法以及半微量碘量法进行测定，实验结果如表4所示。

从表4可以看出，对于无色或颜色很浅的葡萄酒，直接碘量法和蒸馏法都是适用的。当葡萄酒颜色较深时，直接碘量法的精密度就差了些，而作为仲裁方法的蒸馏法程序复杂，操作比较繁琐，工作效率低。半微量碘量法对各种类型的葡萄酒均可适用，而且操作简单，能满足一般实验室工作要求。使用半微量碘量法对四大类别12个品牌的葡萄酒中SO2残留量进行了检测，结果均低于国家最高限量标准。

表4 三种方法对4个不同类型葡萄酒中SO2残留量检测结果

注: a. 6次滴定结果的相对标准偏差(%)； b. 样品中SO2含量平均值,mg/L。

3 结论

对GB/T 5009.49—2008 《发酵酒及其配制酒卫生标准的分析方法》提供的葡萄酒中SO2检测方法之一的直接碘量法进行了半微量化改进。

本文改用半微量滴定法，减小取样体积，减少了化学试剂使用量和废液的排放量，符合绿色化学的环境需求。同时使用小体积的碘量瓶，因光程变短，色酒颜色变浅，减轻了色素的干扰，提高了滴定终点判断的准确性；采用超声辅助解离，将15 min缩短为3 min，大大提高了工作效率；本文用冰水浴控制反应，待滴定液浓度不因外加水稀释而改变，提高了实验结果的准确度和精密度。

将改进后的方法进行了准确度、精密度验证，并与国标法中的蒸馏法进行了比较，结果表明，本实验方法准确度高，精密度良好，适用于各种类型葡萄酒中SO2残留量检测。