分光光度法测定食品中二氧化硫含量的不确定度评定

摘 要：本文采用《食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定》（GB 5009.34—2022）中第二法分光光度法测定食品中二氧化硫含量，并进行不确定度评定。结果表明，拉面样品中二氧化硫含量测定结果为（22.35±0.68）mg·kg-1，k=2。实验过程中对测量结果影响较大的因素是由标准曲线求测定用试液中二氧化硫质量的过程，这提示应严格按照规范制作工作曲线，适当增加标准系列溶液和样品的重复测定次数，同时在配制标准溶液过程中应选用较高等级的玻璃量器，并减少配制步骤。

关键词：分光光度法；食品；二氧化硫；不确定度；标准曲线

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

二氧化硫是我国允许使用的食品添加剂之一，作为漂白剂、防腐剂、抗氧化剂广泛应用于食品加工[1-2]。一般在用硫磺熏制食品或使用能产生二氧化硫的盐类作为食品添加剂时会导致食品中残留二氧化硫[3-4]。在限定的含量范围内使用二氧化硫不会造成中毒，损伤机体健康，但超出标准摄入量则可能会引起慢性中毒，损害人体的各个系统[5-6]。

《食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定》

（GB 5009.34—2022）[7]中第二法分光光度法是测定食品中二氧化硫含量的新方法。为了准确、高效地检测食品中的二氧化硫含量，特对该标准中二氧化硫检测方法——分光光度法进行不确定度评定。

1 材料与方法

1.1 主要试剂与仪器

拉面样品购于市场。

SO2标准储备液（100 μg·mL-1，批号M012446），麦卡希试剂有限公司；NaOH、氨基磺酸铵、磷酸、冰乙酸、甲醛、邻苯二甲酸氢钾（均为分析纯），国药试剂；盐酸副玫瑰苯胺（指示剂），国药试剂。

UVmini-1240紫外可见分光光度计（相对示值误差1%），苏州市莱顿科学仪器有限公司；BSA224S型电子天平（感量0.01 g，I级，示值误差±0.5 mg），Sartorius科学仪器（北京）有限公司；移液管（容量分别为2 mL、5 mL、10 mL、20 mL和50 mL，A级，容量允差分别为±0.010 mL、±0.015 mL、±0.020 mL、±0.030 mL、±0.050 mL），天玻玻璃仪器有限公司；容量瓶（A级，容量分别为50 mL和100 mL，容量允差分别为±0.05 mL和±0.10 mL），天玻玻璃仪器有限公司。

1.2 试剂配制

NaOH溶液（1.5 mol·L-1）：称取3.0 g NaOH固体于100 mL烧杯中，加水稀释至50 mL。

乙二胺四乙酸二钠溶液：称取1.86 g乙二胺四乙酸二钠于200 mL烧杯中，溶于水并稀释至100 mL。

甲醛缓冲吸收储备液[5.5%（V∶V）]：称取2.04 g邻苯二甲酸氢钾于100 mL烧杯中，溶于少量水中，加入36%～38%的甲醛溶液5.5 mL，0.05 mol·L-1乙二胺四乙酸二钠溶液20.0 mL，混匀，加水稀释并用100 mL容量瓶定容至100 mL。

甲醛缓冲吸收液[0.055%（V∶V）]：取适量甲醛缓冲吸收储备液，加水稀释100倍（现用现配）。

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

12 mL盐酸，加水稀释并用100 mL容量瓶定容至100 mL，用玻璃棒搅拌均匀，静置24 h，避光密封保存。

氨基磺酸铵溶液（3 g·L-1）：称量0.15 g氨基磺酸铵，加水稀释并用50 mL容量瓶定容至50 mL。

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

SO2标准使用溶液（10 μg·mL-1）：用5 mL移液管取浓度为100 μg·mL-1的SO2标准储备液于50 mL容量瓶中，加甲醛缓冲吸收液稀释至刻度。

1.3 评定依据及引用文件

本文中SO2含量的不确定度的评定主要参考以及引用以下文件，即《测量不确定度评定与表示》

（JJF 1059.1—2012）[8]、《食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定》（GB 5009.34—2022）第二法分光光度法、CNAS—GL006：2019 化学分析中不确定度的评估指南[9]、《常用玻璃量器检定规程》（JJG 196—2006）[10]。

1.4 实验方法

取拉面试样适量，采用粉碎机等合适的粉碎手段进行粉碎，充分混合均匀，供检测用。称取固体试样约10 g，加甲醛缓冲吸收液100 mL，振荡浸泡2 h，过滤，取续滤液，待测。分别准确量取0 mL、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL和3.00 mL SO2标准使用液（10 μg·mL-1）置于25 mL具塞比色管中，加入甲醛缓冲吸收液至10.00 mL，再依次加入

3 g·L-1氨基磺酸铵溶液0.5 mL、1.5 mol·L-1 NaOH溶液0.5 mL、0.5 g·L-1盐酸副玫瑰苯胺溶液1.0 mL，摇匀，放置20 min后，用紫外可见分光光度计在波长579 nm处测定吸光度，并绘制标准曲线。量取试样溶液3 mL，置于25 mL具塞试管中，加入甲醛缓冲吸收液至10.00 mL，再依次加入3 g·L-1氨基磺酸铵溶液0.5 mL、1.5 mol·L-1 NaOH溶液0.5 mL、

0.5 g·L-1盐酸副玫瑰苯胺溶液1.0 mL，摇匀，放置20 min后，用紫外可见分光光度计在波长579 nm处测定吸光度，同时做空白试验。

1.5 不确定度评定数学模型

SO2含量的计算公式为

（1）

式中：X为试样中SO2的含量，mg·kg-1；m1为由标准曲线中查得的测定用试液中SO2的质量，μg；

m0为由标准曲线中查得的测定用空白溶液中SO2的质量，μg；V1为试样溶液定容体积，mL；m2为试样质量或体积，g·mL-1；V2为测定用试样提取液或试样蒸馏液的体积，mL；1 000为换算系数。

2 结果与分析

2.1 样品重复测量引入的相对标准不确定度urel（X）

称量10份拉面样品，参照1.4中测定方法测定样品中SO2含量，测定结果见表1。

由表1可得，由标准曲线中查得的测定用试液中SO2质量的平均值为m1=22.26 mg·kg-1，由标准曲线中查得的测定用空白溶液中SO2质量的平均值为m0=0.02 mg·kg-1。

SO2含量单次测量结果的标准偏差为

（2）

式中：s（x）为SO2含量单次测量结果的标准偏差，mg·kg-1；n为测定次数；xi为单次测量结果，

mg·kg-1；x为单次测量结果的平均值，mg·kg-1。

故样品重复测量引入的相对标准不确定度urel（X）为

2.2 定容试样提取液或蒸馏液引入的相对标准不确定度urel（V1）

试验使用A级100 mL容量瓶，其容量允差为±0.10 mL，近似为矩形分布，则其容量允差引入的不确定度ua（V1）为

容量瓶的校准温度为20 ℃，本实验取可能的温度变化为±5 ℃，水的体积膨胀系数为2.1×10-4 ℃-1，按矩形温度分布考虑，k=，则溶液温度和容量瓶校准温度引入的标准不确定度ub（V1）为

定容试样提取液或蒸馏液引入的标准不确定度u（V1）为

则定容试样提取液或蒸馏液引入的相对标准不确定度urel（V1）为

2.3 称量样品质量引入的相对标准不确定度urel（m2）

样品称量引起的不确定度包括重复性、灵敏度和示值误差[11]，其中重复性已在上文重复性试验中体现，而本方法灵敏度可忽略不计。按矩形分布考虑，包含因子k=，则天平示值误差引入的标准不确定度ua为

故称量样品质量引入的标准不确定度u（m2）为

则称量样品质量引入的相对标准不确定度urel（m2）为

2.4 移取测定用试样提取液或试样蒸馏液引入的相对标准不确定度urel（V2）

试验使用A级10 mL移液管，其容量允差为±0.020 mL，假定为矩形分布，则其容量允差引入的不确定度分量ua（V2）为

参照2.2中的计算方法，则溶液温度与移液管校准温度不同引起的标准不确定度ub（V2）为

移取测定用试样提取液或试样蒸馏液引入的标准不确定度u（V2）为

则移取测定用试样提取液或试样蒸馏液引入的相对标准不确定度为

2.5 通过标准曲线求得测定用试液和空白溶液中SO2质量引入的相对标准不确定度urel（m1-m0）