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辣椒及其干制品中二氧化硫残留量的调查分析和快速准确检测方法的探究

2021-03-10

包装与食品机械 2021年1期
关键词:干辣椒辣椒粉滴定法

(上海市质量监督检验技术研究院,上海 200233)

0 引言

辣椒的营养价值较高,含有人体所需的多种维生素、糖类、类胡萝卜素、有机酸等,具有很强的保健作用。其用途广泛,可用于食品、医疗、工业、农业等方面[1],是我国重要的果菜类蔬菜。我国辣椒的种植面积在逐渐扩大,目前已是世界上重要的辣椒生产国与消费国,加工制成的辣椒干和辣椒粉远销东南亚各国。

二氧化硫是一种常见的食品添加剂,在食品工业中作为漂白剂、防腐剂和抗氧化剂被广泛应用,主要通过人为添加、硫磺熏蒸或亚硫酸盐分解等方式产生[2];有研究表明,环境中的二氧化硫也会进入到植物体内[3]。人体如果长期摄入过量的二氧化硫会产生恶心、呕吐等胃肠道症状,还可能诱发哮喘和过敏性疾病,同时会破坏体内的维生素 B1,影响生长发育[4]。

由于鲜辣椒含水量高,收获后极易受外界微生物的侵染和自身生化反应而腐烂变质,不易储藏,因此脱水干燥成为辣椒的主要加工方式[9]。为保持干制后的辣椒色泽鲜亮,不法商贩会使用硫磺熏制,因此在辣椒生产加工过程中,控制二氧化硫残留量的指标就成为一个亟需解决的食品安全问题。本研究对辣椒及其干制品中二氧化硫的残留情况进行分析,指出了添加二氧化硫类添加剂的现状;分别用国标滴定法、全自动电位滴定法和酸碱滴定法测定辣椒及其干制品中的二氧化硫,并进行了对比。其目的在于探究辣椒及其干制品中二氧化硫的快速准确检测技术,以便更好地服务于食品安全监测。

1 辣椒及其干制品中二氧化硫残留量的调查分析

陈京蓉等在重庆市17个辣椒主要生产区县随机采集种植环节和流通环节的鲜辣椒620份、干辣椒695份和辣椒粉620份,采用GB 5009.34—2016《食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定》的方法进行检测。结果发现鲜辣椒中二氧化硫的检出率为58.55%,最高检出值为0.54 g/kg;干辣椒和辣椒粉的检出率均高于鲜辣椒,分别为76.98%和80.48%,其中采自农贸市场的检出值最高,干辣椒为3.35 g/kg,辣椒粉为0.21 g/kg。

刘振林等采集了南京市城区10家农贸市场和10家超市的干辣椒各20份,对其二氧化硫残留量进行检测,结果发现农贸市场的检出率高达100%,最高检出值为4.03 g/kg,超标率为100%[9-10]。

陈艳秋等[11]采集了海南省各区县的干辣椒进行检测,结果发现二氧化硫超标率为35%,最高检出值为1.65 g/kg。

鲁琳等[12]对广东省部分超市的干辣椒进行检测研究,发现其中二氧化硫残留量较高,超标率为50%,最高检出值为0.66 g/kg。

此外,苏州市姑苏区市场监管局在2019年8月的食品安全抽检中抽查了12批次辣椒及其干制品,有5批次二氧化硫残留量不合格,最高检出值为2.11 g/kg[13]。上饶市食药监局在2018年8月的食品监督抽检产品不合格信息中公示8批次辣椒干、辣椒粉被检出二氧化硫残留量不合格,最高检出值为2.19 g/kg[14]。2017年蚌埠市食药监管理局对市场上的干辣椒进行抽检发现,有2批次的干辣椒二氧化硫残留量超标[15]。在湖南省工商行政管理局通报的2013年二季度流通环节食品抽样检验情况中,有6批次辣椒制品的二氧化硫残留量超标[16]。

由此可见,在自然生长过程中,有些鲜辣椒可能通过从土壤、空气、水分中吸收或自身转化而存在一定量的游离态和结合态二氧化硫。不过市售干辣椒的二氧化硫检出率和残留量均高于鲜辣椒,尤其是农贸市场这种监管相对薄弱的地方,残留量则更高,说明存在人为添加二氧化硫类食品添加剂的现象。由于辣椒及其干制品在日常生活中使用广泛,因此为了提高监管效率,确保食品安全,研究快速高效的二氧化硫检测方法就非常有必要。

注射用七叶皂苷钠治疗术后肿胀疗效和安全性的Meta分析…………………………………………………… 赵新才等(14):1983

2 材料与方法

2.1 材料与试剂

鲜辣椒、辣椒干和辣椒粉(市售);浓盐酸(分析级);盐酸溶液(1+1);乙酸铅溶液(20 g/L,分析纯);淀粉指示液(10 g/L,分析纯);碘标准滴定溶液(0.01 mol/L,中国上海计量院);二氧化硫标准溶液(100 µg/mL,环境保护部标准样品研究所);过氧化氢溶液(3%,分析纯);氢氧化钠标准滴定溶液(0.01 mol/L,中国上海计量院)。

2.2 仪器与设备

Foss8100型蒸馏仪(上海脉通生物医学科技有限公司);BuchiK-360型全自动二氧化硫测定仪(上海博尼生物科技有限公司)

2.3 方法

2.3.1 样品处理

将鲜辣椒剪成适当小块,干辣椒用粉碎机粉碎均匀,备用。

称取均匀的干辣椒(样品1-3)、辣椒粉(样品1-3)各5 g(精确至0.001 g),分别进行方法的精密度比较。

称取均匀的鲜辣椒、干辣椒(样品4)、辣椒粉(样品4)各5 g(精确至0.001 g),分别进行方法的回收率比较。

2.3.2 国标滴定法

根据GB 5009.34—2016《食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定》,在已称取样品的蒸馏管中加入250 mL水和10 mL盐酸溶液,置于Foss 8100型蒸馏仪中,接收管插入预先装有25 mL乙酸铅溶液的碘量瓶液面下,蒸馏8 min。当蒸馏液约200 mL时,使冷凝管下端离开液面,再蒸馏1 min。同时做空白试验。向碘量瓶中依次加入10 mL浓盐酸、1 mL淀粉指示剂,摇匀之后用0.01 mol/L碘标准溶液滴定至溶液颜色变蓝且 30 s内不褪色[17]。

2.3.3 全自动电位滴定法

在已称取样品的蒸馏管中加入200 mL水和10 mL盐酸溶液,置于BuchiK-360型全自动二氧化硫测定仪上进行加热蒸馏。蒸馏时间设置为5 min,用乙酸铅溶液作为接收液,接收液体积设置为25 mL,并将Pt氧化还原电极插入接收瓶中。蒸馏完毕后自动向接收瓶中加入10 mL盐酸溶液,将滴定搅拌速度设置为10,电位变化率设置为50 mV/min,用0.01 mol/L碘标准溶液电位滴定,通过电位突跃自动记录终点。同时做空白试验。

2.3.4 酸碱滴定法

在已称取样品的圆底烧瓶中加入300 mL~400 mL水,分液漏斗中加入6 mol/L盐酸10 mL,并导入氮气至瓶底。冷凝管上端连接橡胶导气管,置于装有50 mL 3%过氧化氢溶液的锥形瓶底部。使用前吸收液先用0.01 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至黄色。开通氮气,调节流量为0.2 L/min,打开活塞,使盐酸溶液流入烧瓶中,立即加热至沸,保持微沸1.5 h后停止加热,用0.01 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至黄色持续20 s不褪色,并将滴定的结果用空白实验校正[18]。

3 结果与分析

3.1 3种方法检测样品中二氧化硫的精密度比较

取干辣椒和辣椒粉6种不同的样品,分别用国标滴定法、全自动电位滴定法和酸碱滴定法对每种样品重复测定6次,结果见表1~3。经统计分析,国标滴定法测定结果的相对标准偏差在1.98%~2.67%之间,全自动电位滴定法测定结果的相对标准偏差在0.43%~0.94%之间,酸碱滴定法测定结果的相对标准偏差在1.76%~2.41%之间,均符合方法精密度的要求,其中全自动电位滴定法的精密度最高,重现性最好。

表1 国标滴定法的精密度测定结果Table 1 The precision determination result of national standard titration methodd

表2 全自动电位滴定法的精密度测定结果Table 2 The precision determination result of full-automatic potentiometric titration method

表3 酸碱滴定法的精密度测定结果Table 3 The precision determination result of acid-base titration method

3.2 3种方法加标回收率的比较

取鲜辣椒、干辣椒和辣椒粉样品,各自分成3份,分别加入3种水平的二氧化硫标准溶液,使其浓度为0.010、0.050和0.200 g/kg,用国标滴定法、全自动电位滴定法和酸碱滴定法重复测定6次,结果见表4~6。经统计分析,国标滴定法的加标回收率在95.0%~104.6%之间,全自动电位滴定法的加标回收率在97.8%~100.7%之间,酸碱滴定法的加标回收率在96.3%~103.4%之间,均符合方法学要求,其中全自动电位滴定法的加标回收率最高。

表4 国标滴定法的回收率测定Table 4 The determination of recovery rate by national standard titration method

表5 全自动电位滴定法的回收率测定Table 5 The determination of recovery rate by full-automatic potentiometric titration method

表6 酸碱滴定法的回收率测定Table 6 The determination of recovery rate by acid-base titration method

3.3 3种方法的比较试验结果

取干辣椒和辣椒粉6种不同的样品,分别用国标滴定法、全自动电位滴定法和酸碱滴定法测定二氧化硫残留量,结果见表7。采用配对t检验,P 值分别为 0.313、0.782、0.583,均大于 0.05,说明3种方法的测定结果具有很高的相关性,并无显著性差异,均符合检测的要求。

表7 3种方法测定二氧化硫的结果比较Table 7 The comparison of three methods for determination of sulfur dioxide (g·kg-1)

4 结语

国标滴定法检测一份样品大约需要15 min,手动滴定时操作者需要根据指示剂颜色的变化来判断终点,在实际操作过程中会出现测定结果的重现性不好、波动较大的问题,从而延长了测定的时间。酸碱滴定法的终点现象明显,易于判断,精密度和加标回收率均略高于前者,但该方法检测一份样品大约需要1.5 h,耗时较长,不适合批量样品的快速检测。全自动电位滴定法是根据滴定曲线的一阶导数来确定终点,能自动控制滴定过程并处理数据,等当点与终点的误差非常小,精密度高,而且滴定速度快,全过程只需6 min。

全自动电位滴定法采用电位突跃取代传统指示剂来判定滴定终点,在测定辣椒及其干制品中的二氧化硫残留量时操作简单,用时较短,重现性好,准确度高,符合国标的要求,对于批量样品的快速准确测定具有较高的应用价值。

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