CN104407078A

CN104407078A - 一种二氧化硫残留量检测方法及其待检样品的前处理方法

Info

Publication number: CN104407078A
Application number: CN201410699172.2A
Authority: CN
Inventors: 李蓉; 冯雪雅; 刘恭源; 李云松; 李浩洋
Original assignee: INSPECTION AND QUARANTINE TECHNOLOGY CENTER ZHONGSHAN ENTRY-EXIT INSPECTION AND QUARANTINE
Current assignee: INSPECTION AND QUARANTINE TECHNOLOGY CENTER ZHONGSHAN ENTRY-EXIT INSPECTION AND QUARANTINE
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2034-11-26
Also published as: CN104407078B

Abstract

本发明公开了一种二氧化硫残留量检测方法中待检样品的前处理方法，包括以下步骤：a、取待检样品，粉碎，过10目筛，混匀，得到粉碎样品；b、取步骤a粉碎样品，置于密闭容器内，加入质量分数为0.037％的甲醛水溶液，超声震荡30min～60min，得到混悬液；c、将步骤b的混悬液真空抽滤，抽滤过程中用质量分数为0.037％的甲醛水溶液洗涤，收取滤液，得到提取液，作为待检测的液体样品。本发明方法采用低浓度的甲醛水溶液，操作简单实用、快速、安全，误差小，能够很好地分离出亚硫酸根和硫酸根；检测结果的准确性和灵敏度高，检测速度快；特别适用于竹木制品中二氧化硫残留量的检测。

Description

一种二氧化硫残留量检测方法及其待检样品的前处理方法

技术领域

本发明涉及一种二氧化硫残留量的检测方法，具体涉及植物源性待检样品二氧化硫残留量的检测方法，还包括对植物源性待检样品的前处理方法。

背景技术

二氧化硫是常用的漂白剂，因其具有漂白、脱色和防腐等功能，被广泛应用于竹木制品、植物源性食品、中药材等材料的加工生产过程。近年来，二氧化硫过量使用和滥用的现象十分普遍，致使制品中二氧化硫残留量往往超出规定的标准，对人体健康危害很大，残留的二氧化硫会刺激人的消化道黏膜、导致哮喘和免疫力下降，甚至会间接致癌，由其安全卫生质量引起的问题日益突出。

目前，检测二氧化硫残留量的方法主要有滴定法、比色法、离子色谱法等。滴定法通常需要蒸馏提取样品中的二氧化硫，再通过含有汞或铅等重金属的吸收液吸收二氧化硫，该方法存在操作步骤复杂、吸收液毒性较大、安全性差等问题；比色法是采用标准比色卡对二氧化硫残留量进行定性或定量分析，该方法存在操作步骤复杂、需要用到毒性大的吸收液、定量分析的准确性差等问题。中国专利CN 102749410 A公开了一种测定中药材中二氧化硫残留量的方法，该方法利用加酸蒸馏法将待测中药材样品制成供试品溶液，采用离子色谱检测二氧化硫的含量，同样存在上述的诸多问题。

中国专利CN 101852786 A公开了一种香菇中二氧化硫含量的检测方法，该方法在干香菇样品中，加入质量浓度30～40％的甲醛溶液、NaOH溶液和去离子水；然后再加入无水乙醇后，振荡混匀；进行超声处理，然后静置5小时；离心，得离心液和沉淀；过滤，得上清液；将上清液用去离子水定容，过滤，得进样液；采用离子色谱进行检测。该方法采用高浓度的甲醛溶液和NaOH溶液来提取香菇中的二氧化硫，也同样存在操作步骤复杂、使用高浓度的甲醛溶液毒性大、安全性差等问题。

因此，亟需一种操作简便、快速、安全、准确的检测待检样品中二氧化硫残留量的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二氧化硫残留量检测方法中待检样品的前处理方法。

具体地，一种二氧化硫残留量检测方法中待检样品的前处理方法，包括以下步骤：

a、取待检样品，粉碎，过10目筛，混匀，得到粉碎样品；

b、取步骤a粉碎样品，置于密闭容器内，加入质量分数为0.037％的甲醛水溶液，室温50HZ下超声震荡30min～60min，得到混悬液；

c、将步骤b的混悬液进行真空抽滤，抽滤过程中用质量分数为0.037％的甲醛水溶液洗涤，收取滤液，得到提取液，作为待检测的液体样品；

步骤b粉碎样品、步骤b甲醛水溶液、步骤c甲醛水溶液的质量体积比为1:(18～22):(4～6)。

步骤a中，所述待检样品为竹木制品、植物源性食品或中药材。

步骤b中，超声震荡的时间为30min。

步骤b粉碎样品、步骤b甲醛水溶液、步骤c甲醛水溶液的质量体积比为1：20：5(m：v：v)。

本发明还提供了一种检测待检样品中二氧化硫残留量的方法。

一种检测待检样品中二氧化硫残留量的方法，包括以下步骤：

i、按照上述的方法对待检样品进行前处理；

ii、取前处理后所得待检测的液体样品，经水相滤膜过滤后，进行离子色谱检测即可。

步骤ii中，所述水相滤膜的孔径为0.22μm。

步骤ii中，所述离子色谱检测的条件为：

色谱柱：IonPacAS11-HC 4mm×250mm，保护柱：IonPacAS11-HC 4mm×50mm；淋洗液：5～10mmol/L KOH溶液；流速：1.0mL/min；抑制电流：50mA。

所述色谱柱的柱温为30℃。

所述淋洗液为10mmol/L KOH溶液。

步骤ii中，离子色谱检测时，进样量为25μl。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明采用低浓度的甲醛水溶液(质量分数为0.037％)为提取剂，能够有效地将竹木制品中的二氧化硫转化为亚硫酸根，并保证亚硫酸根的稳定，防止亚硫酸根氧化生成硫酸根；

(2)本发明采用一种低浓度的试剂对竹木制品进行前处理，操作简单、安全，误差小，具有成本低、实用性高等优点；

(3)本发明采用离子色谱法测定竹木制品中二氧化硫的残留量，能够很好地分离出亚硫酸根和硫酸根，检测结果准确性高，检测速度快，适用于多种植物源性的样品，例如：木制厨具、竹制凉席、香菇、水果、饼干、果脯、中药材等，特别适用于竹木制品中二氧化硫残留量的检测。

本发明方法采用低浓度的甲醛水溶液，操作简单实用、快速、安全，误差小，能够很好地分离出亚硫酸根和硫酸根；检测结果的准确性和灵敏度高，检测速度快，在0.2mg/L～5mg/L范围内线性关系良好，加标回收试验的回收率高；适用于多种植物源性的样品，特别适用于竹木制品中二氧化硫残留量的检测。

显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。

以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

附图说明

图1本发明对5.0mg/L标准溶液的检测结果。

图2本发明0.2mg/L～5.0mg/L的标准曲线。

具体实施方式

本发明具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。

设备与试剂

设备：Dionex ICS-2000离子色谱仪赛默飞世尔科技(中国)有限公司，美国：带电导检测器；碘量瓶：250ml；分析天平：感量0.01g和0.0001g；超声波振荡器；粉碎机；真空泵。

试剂：甲醛LOT:10180649、亚硫酸钠LOT:G1302027。

亚硫酸钠用来配制二氧化硫标准储备液，二氧化硫标准储备液可以用来配制不同浓度的二氧化硫标准溶液。

二氧化硫标准储备溶液(1000μg/mL)：准确称取0.1969g无水亚硫酸钠，用少量水溶解，全部转移至100mL容量瓶中，加入1.0mL甲醛，用水定容至刻度。

实施例1本发明竹木制品待检样品的制备及检测方法

1、样品前处理

将抽取的竹木制品，在与食品接触部位或与人体接触部位用刀切或剪刀剪成小块，或用电刨或电锯取其表面3mm厚后，粉碎，过10目筛，立即装入洁净密封样品袋中密封，反复旋转振荡，使样品彻底混匀，得到粉碎样品，备用。

称取上述制好的试样4.00g于250ml碘量瓶中，加入80ml质量分数为0.037％的甲醛水溶液，室温50HZ下超声震荡30min，然后用定性滤纸真空抽滤，抽滤过程中用20ml质量分数为0.037％的甲醛水溶液分数次洗涤滤纸上的试样，滤液全部转移至100ml容量瓶中，定容，即得提取液。

2、离子色谱检测

取前处理后的提取液，经滤膜过滤后，进行离子色谱检测即可。

本发明采用IonPacAS11-HC色谱柱，容量较大，和文献报道中(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.SN/T 2918-2011出口食品中亚硫酸盐的检测方法[S].北京:中国标准出版社,2011.)采用的色谱柱一样。

色谱条件：

色谱柱：IonPacAS11-HC 4mm×250mm，保护柱：IonPacAS11-HC 4mm×50mm；淋洗液：10mmol/L KOH溶液(在线淋洗液发生器生成)；流速：1.0mL/min；抑制电流：50mA；

色谱柱的柱温为30℃；

离子色谱检测时，进样量为25μl。

为了说明本发明的有益效果，本发明提供以下试验例：

试验例1本发明方法的验证实验

1、线性范围和检出限

用0.037％甲醛水溶液将二氧化硫标准储备液稀释为0.2mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L、3.0mg/L、4.0mg/L、5.0mg/L的系列标准溶液；

按照实施例1的方法对标准溶液进行离子色谱检测，5.0mg/L标准溶液的检测结果如图1所示，二氧化硫的保留时间为17.340min。以二氧化硫质量浓度X(mg/L)为横坐标，二氧化硫峰面积Y为纵坐标，进行线性回归，标准曲线如图2所示。

结果表明，在0.2mg/L～5mg/L范围内线性关系良好，线性方程为y＝0.108x-0.017，r＝0.9989。

本方法的检出限和定量限基于空白样品响应的标准偏差和校准曲线的斜率确定，计算公式如下：

检出限(LOD)：

LOD = \frac{3.3 σ}{m};

定量限(LOQ)：

LOQ = \frac{10 σ}{m};

其中，σ为11个空白样品响应的标准偏差；m为标准曲线的斜率。

本发明对11个空白样品按照实施例1的方法进行检测，计算出标准偏差σ为0.054mg/kg，再根据上述两公式计算确定竹木制品中二氧化硫定性检出限为1.7mg/kg，定量限为5mg/kg。

2、回收率和精密度

按照实施例1的方法，在检出限附近的竹制品、阳性木制品和竹木复合制品中分别添加三浓度水平的二氧化硫标准溶液，每一水平样品分别进行了6次平行测定，检测结果见表1。

表1回收率的精密度的检测结果

结果表明，加标回收试验的回收率在87.2％～99.8％之间，RSD值为0.62％～2.43％。

3、本发明方法的稳定性

3.1实验样品的来源

首先从采集的30批竹木制品样品中挑选合适浓度水平样品8份，按低中高三浓度水平混匀后以不同浓度水平亚硫酸钠标准溶液浸泡吸收过夜后避光烘干并进行相关测试，获取不同浓度水平的实验样品。各样品获得后按种类和浓度水平在实验室封存后统一编号。样品被密封在玻璃瓶或双层封口塑料袋中，放在干燥器中避光保存，待分析时取出使用。

3.2分析方法的稳健性实验

本发明选取了实验过程6个变量因素，每个变量取两个不同的水平，采用8种组合方式，分别对竹制品和木制品进行分析方法的稳健性实验，实验结果见表2和表3。

表2竹制品稳健性实验

表3木制品稳健性实验

根据《化学检测验证方法》附录B.2进行差值检验，将8个测定值按因素字母的顺序分成两组，计算各个因素的影响。第一个因素称样量变化的影响可由1/4(s+t+u+v)和1/4(w+x+y+z)之间的差值d1给出,第二个因素萃取液体积变化的影响可由1/4(s+t+w+x)和1/4(u+v+y+z)之间的差值d2给出，其他几个因素依次类推，具体检验统计结果见表4.

表4影响因素变化统计

	竹制品测定值	木制品测定值
			d1＝1/4(s+t+u+v)-1/4(w+x+y+z)	-0.35	-0.20
d2＝1/4(s+t+w+x)-1/4(u+v+y+z)	0.15	0
			d3＝1/4(s+u+w+y)-1/4(t+v+x+z)	0.60	-0.05
d4＝1/4(s+t+y+z)-1/4(u+v+w+x)	-0.60	0.10
			d5＝1/4(t+u+x+z)-1/4(s+v+w+y)	-0.10	-0.10
d6＝1/4(s+v+x+y)-1/4(t+u+w+z)	-0.30	0.35
			标准偏差SD	0.42544	0.1915
方法标准偏差SD	0.6456	0.5787

通过将差值di与该分析方法在相同条件下重复测定的标准偏差相比较，差值都不大于2倍方法标准偏差，根据《化学检测验证方法》附录B.2差值检验规定，说明6种因素对本发明检测方法的影响不显著。

3.3均匀性试验

本发明结合对采集的30种竹木制品样品实验数据的考察，综合样品量多少、能否形成梯度等方面的因素，选取其中一梯度水平待验证竹制品样品作为测试样，随机抽取10份样品，根据《化学检测验证方法》附录E验证样品均匀性与稳定性评价指南，测试检验验证物质的均匀性，测试结果见表5，单因子方差分析结果见表6。

表5验证样品50mg/kg浓度水平的均匀性测试(mg/kg)

表6单因子方差分析结果

单因子方差计算过程如下，为检验样品的均匀性，假定抽取i个样品(i＝1、2、3……m)，每个样品在重复条件下测试j次(j＝1、2、3……n)。则有：

每个样品的测试平均值：

全部样品测试的总平均值：

测试总次数：

N = Σ_{i = 1}^{m} n_{i}

样品间平方和：

{SS}_{1} = Σ_{i = 1}^{m} n_{i} {({\overset{&OverBar;}{x}}_{i} - \overset{=}{x})}^{2}

均方：

{MS}_{1} = \frac{{SS}_{1}}{f_{1}}

样品内平方和：

{SS}_{2} = Σ_{i = 1}^{m} Σ_{j = 1}^{n_{1}} n_{i} {(x_{ij} - \overset{&OverBar;}{x_{i}})}^{2}

均方：

{MS}_{2} = \frac{{SS}_{2}}{f_{2}}

自由度：f₁＝m-1 f₂＝N-m

统计量：

F = \frac{{MS}_{1}}{{MS}_{2}}

查表得F临界值F0.05(9，10)＝3.02。计算的F值＝0.615，小于F临界值，说明在0.05显著性水平时，本发明对样品中二氧化硫检测结果是稳定的。

3.4日间稳定性试验

本发明通过比较两次测定值平均值的一致性进行稳定性验证，选取其中一梯度水平待验证样品作为测试样，随机抽取10份样品在两个不同的时间段测试，两个时间段间隔3天，根据《化学检测验证方法》附录E验证样品均匀性与稳定性评价指南，采用t检验法来检验验证物质的稳定性，测试结果见表7。

表7验证样品50mg/kg浓度水平的稳定性测试(mg/kg)

按下式计算t值：

t = \frac{| {\overset{&OverBar;}{x}}_{2} - {\overset{&OverBar;}{x}}_{1} |}{\sqrt{\frac{(n_{1} - 1) S_{1}^{2} + (n_{2} - 1) S_{2}^{2}}{n_{1} + n_{2} - 2} \cdot \frac{n_{1} + n_{2}}{n_{1} \times n_{2}}}}

式中：——第一次检验测量数据的平均值；

——第二次检验测量数据的平均值；

S1——第一次检验测量数据的标准偏差；

S2——第二次检验测量数据的标准偏差；

n1——第一次检验测量的测量次数；

n2——第二次检验测量的测量次数；

按上式计算得t值为1.375，查表得t临界值t0.05(18)＝1.734，因为t＝1.375小于显著性水平α(α＝0.05)自由度为18时的临界值1.734，故二个平均值之间无显著性差异。表明在0.05显著性水平时，本发明对样品中二氧化硫检测结果是稳定的。

试验例2试验条件的筛选试验

1、超声提取时间的筛选

超声提取时间的长短直接影响检测结果的准确度，本发明对阳性竹木复合制品进行同一水平加标回收试验，分别比较了超声萃取15min、30min、45min和60min四个不同时间段检测结果，其他试验条件与实施例1相同，其检测结果见表8。

表8不同超声提取时间对回收率的影响

试验结果表明，超声提取30min后，竹木制品中二氧化硫残留量的检测结果趋于稳定，加标回收试验的回收率高。

2、粉碎样品与提取剂用量的筛选

粉碎样品用量过小或提取剂用量过大，检测结果的重现性差；粉碎样品用量过大或提取剂用量过小，也会给样品的前处理带来不便。

本发明还进行了粉碎样品与提取剂用量的筛选试验，结果发现：粉碎样品、提取用甲醛水溶液、洗涤用甲醛水溶液的质量体积比为1:(18～22):(4～6)(m：v：v)时，前处理相对方便，平行测定的结果好，方法检出限满足要求。

3、淋洗液及浓度的选择

采用离子色谱法检测时，测定过程中的主要干扰来自于硫酸根。离子色谱法检测阴离子时常使用碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钾作为淋洗液。

本发明分别采用碳酸钠溶液和氢氧化钾溶液作为淋洗液，观察色谱分离效果，结果发现，使用氢氧化钾溶液作为淋洗液，基线噪声低，硫酸根和亚硫酸根之间完全分离，峰形尖锐，对称性好；使用碳酸钠作为淋洗液，需要外加水抑制模式，基线噪声较高，低浓度峰型有拖尾现象，检测灵敏度变差。

因此，本发明选择氢氧化钾溶液作为淋洗液，分别采用浓度为15mmol/L、10mmol/L、5mmol/L的氢氧化钾溶液作为淋洗液，进行离子色谱检测。

试验结果表明，采用15mmol/L氢氧化钾溶液作为淋洗液，硫酸根与亚硫酸根分离效果较差，保留时间都在10.65min附近；采用10mmol/L氢氧化钾溶液作为淋洗液，硫酸根与亚硫酸根分离效果好，亚硫酸根保留时间在17.34min；采用5mmol/L氢氧化钾溶液作为淋洗液，硫酸根与亚硫酸根分离效果好，亚硫酸根保留时间在28.34min。

综上所述，本发明方法采用低浓度的甲醛水溶液，操作简单实用、快速、安全，误差小，能够很好地分离出亚硫酸根和硫酸根；检测结果的准确性和灵敏度高，检测速度快，在0.2mg/L～5mg/L范围内线性关系良好，加标回收试验的回收率高；适用于多种植物源性的样品，特别适用于竹木制品中二氧化硫残留量的检测。

Claims

1.一种二氧化硫残留量检测方法中待检样品的前处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、取待检样品，粉碎，过10目筛，混匀，得到粉碎样品；

步骤b粉碎样品、步骤b甲醛水溶液、步骤c甲醛水溶液的质量体积比为1:(18～22):(4～6)(m：v：v)。

2.根据权利要求1所述的前处理方法，其特征在于：步骤a中，所述待检样品为竹木制品、植物源性食品或中药材。

3.根据权利要求1所述的前处理方法，其特征在于：步骤b中，超声震荡的时间为30min。

4.根据权利要求1所述的前处理方法，其特征在于：步骤b粉碎样品、步骤b甲醛水溶液、步骤c甲醛水溶液的质量体积比为1：20：5(m：v：v)。

5.一种检测待检样品中二氧化硫残留量的方法，其特征在于：包括以下步骤：

i、按照权利要求1～4任意一项所述的方法对待检样品进行前处理；

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤ii中，所述水相滤膜的孔径为0.22μm。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤ii中，所述离子色谱检测的条件为：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述色谱柱的柱温为30℃。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述淋洗液为10mmol/L KOH溶液。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤ii中，离子色谱检测时，进样量为25μl。