劉 菡 江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州分院 常州劉國(guó)鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校本科部 江蘇常州 213000
硫(S)是一種非金屬元素,在地殼中分布廣泛,亦是生命體中不可缺少的元素之一,是構(gòu)成細(xì)胞蛋白,組織液以及各種輔酶的重要成分,同時(shí)也是氨基酸、維生素等物質(zhì)的重要組成元素[1]。硫攝入量不足會(huì)影響人體內(nèi)的“氮平衡”,導(dǎo)致各類疾病的發(fā)生,硫元素?cái)z入對(duì)硫營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的發(fā)揮至關(guān)重要[2]。人體中的硫主要來(lái)源于食品,食品中含硫化物的種類繁多,包括蛋氨酸、半胱氨酸、異硫氰酸酯、烷基硫化物、糖硫醇、二烯丙基二硫醚、2-甲基-3-呋喃硫醇、亞硫酸鹽、硫酸鹽、硫醚類以及一些未知的硫化物等等,了解不同食品中硫的含量,可以為膳食均衡提供參考,為此食品中含硫化物的測(cè)定方法受到檢測(cè)及營(yíng)養(yǎng)行業(yè)的日益關(guān)注。目前食品中含硫化合物的測(cè)定主要分為特定項(xiàng)目的分析和總硫含量的測(cè)定這兩大類,現(xiàn)將國(guó)內(nèi)外近年來(lái)有關(guān)食品中含硫化合物測(cè)定方法的研究進(jìn)展介紹如下。
測(cè)定揮發(fā)性硫化物一般采用蒸餾法:取待檢樣品10 g,精確至0.01 g,加溫水100 mL(40℃),置于磨口帶玻璃塞圓底燒瓶中,水浴浸泡2 h(37±1℃恒溫),然后迅速加乙醇20 mL、液體石蠟2 mL并連接蒸餾裝置開(kāi)始蒸餾,以氫氧化銨溶液吸收餾分,餾出液達(dá)到60 mL后停止蒸餾[3]。
對(duì)于可轉(zhuǎn)變?yōu)閾]發(fā)性的硫化物,可采用酸化法進(jìn)行提取。取粉碎均勻的待檢樣品5 g,(精確至0.001 g,液體樣品5.00-10.00 mL)置于蒸餾燒瓶中,加250 mL水,接好冷凝裝置,并以裝有乙酸鉛溶液的碘量瓶吸收餾分。在蒸餾瓶中加入10ml鹽酸,迅速塞蓋并加熱蒸餾,收集餾出液200ml時(shí),停止蒸餾。
Matthias Koch等檢測(cè)葡萄酒中的二氧化硫的總量時(shí),將樣品分成兩部分分別進(jìn)行處理:首先,將樣品裝入樣品瓶中充氬氣、4℃保存。取1 mL紅酒,加入49 mL NaOH 溶液(20mM),將pH值升高到11,將羰基吸附的亞硫酸鹽解吸附出來(lái)。1)用10 mL該溶液進(jìn)行直接測(cè)定,可以計(jì)算出非氧化的紅酒中總硫酸鹽的濃度,得到紅酒中總硫酸鹽的本底值A(chǔ)。2) 剩下的40 mL,加入100 μL雙氧水,室溫下放置1 h進(jìn)行氧化。然后直接測(cè)定硫酸鹽的含量,再反計(jì)算SO2和亞硫酸鹽的量,得到紅酒中氧化后的硫酸鹽的總量B,B-A即是SO2、亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化成硫酸鹽的量。該方法可以避免常規(guī)方法中耗時(shí)長(zhǎng)、過(guò)程繁瑣的蒸餾的缺陷,但只是對(duì)紅酒中的SO2、亞硫酸鹽以及總硫酸鹽的量進(jìn)行了測(cè)定,沒(méi)有能夠?qū)偭蚧锏暮繙y(cè)定建立方法。
非揮發(fā)性硫化物的提取方法與揮發(fā)性硫化物的處理方法相比相對(duì)簡(jiǎn)單,但是根據(jù)待檢樣品的不同,所采取的方法也有所不同。食品添加劑中常含有無(wú)機(jī)硫酸鹽,此類硫化物提取最為簡(jiǎn)便,只需溶解、過(guò)濾、除雜即可,但是取樣量需根據(jù)添加劑顏色的深淺及預(yù)計(jì)的硫酸鈉含量而定。N.Oebek等測(cè)定堅(jiān)果類食品中總硫含量時(shí),將樣品用50℃的真空烘箱烘干12 h以去除水分,稱取0.4 g烘干后的樣品于消解罐中加入7 mL濃硝酸和3 mL雙氧水進(jìn)行消解,待測(cè)。但是,通過(guò)我們的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),采用硝酸+雙氧水的消解體系,無(wú)法將食品中的含硫氨基酸以及含硫蛋白全部轉(zhuǎn)化成無(wú)機(jī)物,該文獻(xiàn)所提供方法不能很好的被驗(yàn)證。李麗等測(cè)定肉類食品中總硫含量時(shí),將待測(cè)樣品經(jīng)粉碎、混合均勻后,70 ℃下真空烘干3 h。取50 mg 烘干的樣品與100 mg褐煤混合燃燒, 產(chǎn)生的SO2、SO3用艾士卡試劑(Eschka)吸收,使其轉(zhuǎn)化成硫酸鹽。用10.0 mL去離子水溶解艾氏卡試劑, 稀釋后的上清液過(guò)水相膜待測(cè)。
滴定分析法是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)定食品中硫化物含量最為常用定量手段,但是要根據(jù)待檢樣品的性質(zhì)選擇合適的滴定劑及指示劑。國(guó)標(biāo)中測(cè)定揮發(fā)性有機(jī)硫時(shí),采用銀量法滴定硝酸介質(zhì)中的餾出液,將餾出液經(jīng)硝酸中和,調(diào)節(jié)PH=7±0.1,加入20mL硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)液(0.1000mol/L),在水浴中回流1h后冷卻至室溫,經(jīng)過(guò)濾、抽濾、熱水洗滌等步驟收集濾液及洗滌液,加硝酸(比重1.42 g/cm3),以硫酸鐵銨為指示劑,用0.0001mol/L標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡棕紅色,30s不褪色,以烯丙基化硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)推算灰發(fā)性有機(jī)硫的含量。測(cè)定食品中可轉(zhuǎn)變?yōu)閾]發(fā)性硫的硫化物,如果脯、干菜、粉條、食用菌、砂糖、葡萄酒中的SO2,通常采用碘量法,取酸化吸收得到的待測(cè)樣品,加入10mL鹽酸、1mL淀粉指示劑,用C(1/2I2)=0.01000mol/L的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定至終點(diǎn)。該方法中,取5g固體樣品時(shí),檢出限為3.0 mg/kg,定量限為10.0 mg/kg;取液體樣品10 mL時(shí),檢出限為1.5 mg/kg,定量限為5.0 mg/kg。國(guó)標(biāo)方法中測(cè)定食品添加劑中無(wú)機(jī)硫酸鹽的含量,采用硝酸鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定試樣的緩沖丙酮溶液,以雙硫腙做指示劑。根據(jù)規(guī)定吸取的試樣移入錐形瓶后,加水至20 mL,加1 mL雙硫腙溶液。當(dāng)溶液呈現(xiàn)綠色,逐滴加入氫氧化鈉溶液至出現(xiàn)紅色,再逐滴加入硝酸溶液至出現(xiàn)綠色,然后加入2 mL二氯乙酸銨緩沖溶液及80 mL丙酮,加丙酮后立即用硝酸鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,至溶液的綠色轉(zhuǎn)變?yōu)榘导t色,并穩(wěn)定持續(xù)15s。
受方法本身的局限性,滴定分析法對(duì)于常量組分的硫化物含量測(cè)定應(yīng)用效果明顯,但達(dá)不到微量、痕量組分的檢測(cè)的要求。
N.Oebek等采用高分辨率的連續(xù)光源原子吸收法測(cè)定了堅(jiān)果類食品中總硫含量,是業(yè)內(nèi)采用高分辨率連續(xù)光源進(jìn)行檢測(cè)的首例,該方法避免了假陽(yáng)性率的出現(xiàn)、具有較高的準(zhǔn)確度,但對(duì)檢測(cè)光源要求較高、價(jià)格昂貴,不適合一般實(shí)驗(yàn)室檢開(kāi)展測(cè)工作,且檢出限為1500 mg/kg,無(wú)法滿足低硫含量食品的檢測(cè)需求。
李麗等測(cè)定肉類食品中總硫含量,采用褐煤輔助燃燒的方式,將樣品中的硫化物全部轉(zhuǎn)化成硫酸鹽,用離子色譜對(duì)硫酸根進(jìn)行檢測(cè), 采用外標(biāo)法進(jìn)行定量。該方法中硫酸根離子濃度在0.0781-10.0 mg/L范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)大于 0.999。方法檢出限為4.00 mg/kg,定量限為10.0 mg/kg,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為 9.15%-14.7%。操作方法簡(jiǎn)便、基質(zhì)干擾小, 準(zhǔn)確度、檢出限等參數(shù)也均滿足相關(guān)的技術(shù)規(guī)范的要求,較適合用于市售肉類中總硫含量的檢測(cè)。Matthias Koch等采用離子色譜法檢測(cè)了葡萄酒中的二氧化硫的總量,該方法避免了常規(guī)方法中耗時(shí)長(zhǎng)、過(guò)程繁瑣的蒸餾、滴定的缺陷,并且通過(guò)色譜柱的有效分離,避免了常規(guī)滴定反應(yīng)過(guò)程中琥珀酸、蘋果酸、酒石酸對(duì)測(cè)定結(jié)果的干擾。但是是對(duì)紅酒中的SO2、亞硫酸鹽以及總硫酸鹽的量進(jìn)行了測(cè)定,沒(méi)有能夠?qū)偭虻暮繙y(cè)定建立方法。
縱觀目前國(guó)內(nèi)外分析檢測(cè)食品中含硫化合物的方法現(xiàn)狀,再依據(jù)含硫化合物性質(zhì),筆者認(rèn)為,前處理方法根據(jù)待檢樣品及檢測(cè)目的的不同而有所不同,可將蒸餾、酸化、灼燒、吸收、絡(luò)合等手段因需組合,滴定分析法、離子色譜法的研究將是今后含硫化合物檢測(cè)方法的主流方向,原子吸收法需要對(duì)排除樣品基質(zhì)的干擾、提高準(zhǔn)確度方面進(jìn)行深入的研究,并應(yīng)用于食品中含硫化合物的檢測(cè)。