食品中亚硫酸盐研究进展

李雪莲，杨 丽，陈鸿平，李 旻，刘友平

(成都中医药大学 中药材标准化教育部重点实验室/中药资源系统研究与开发利用国家重点实验室，四川 成都 611137)



食品中亚硫酸盐研究进展

李雪莲，杨 丽，陈鸿平，李 旻，刘友平*

(成都中医药大学 中药材标准化教育部重点实验室/中药资源系统研究与开发利用国家重点实验室，四川 成都 611137)

亚硫酸盐包括二氧化硫、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、低亚硫酸钠和焦亚硫酸钠，具有漂白、杀菌、抗氧化、保鲜等作用，作为一类食品添加剂，其应用历史悠久。然而，在经济利益的驱使下，许多不法商贩为使商品具有更好的外观和更长的储藏期，常常人为过量加入亚硫酸盐。长时间过量食用亚硫酸盐会对人体呼吸系统、循环系统、神经系统等造成一定损害。对亚硫酸盐的危害及其定性、定量检测方法进行总结，并对亚硫酸盐定性检测新方法——分光测色法和荧光分析定量检测法进行了介绍，提出可推广分光测色法作为现场快速检测亚硫酸盐的方法。

亚硫酸盐；毒性；定性；定量；检测方法

亚硫酸盐包括二氧化硫、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、低亚硫酸钠和焦亚硫酸钠等可产生二氧化硫的化合物，是一类常用的食品添加剂，其主要有效成分为二氧化硫，应用于食品中已有悠久历史，早在古罗马时代，人们就开始利用二氧化硫对葡萄汁和酿酒器具进行保鲜消毒。随着食品行业的发展，亚硫酸盐不断应用于食品行业的其他方面。亚硫酸盐与其他食品添加剂的不同之处在于其集多种功能于一身，具有漂白、防腐、脱色和抗氧化功能。此外，二氧化硫还可用于新鲜水果蔬菜、水产海鲜等食品的贮藏保鲜[1-3]。在发酵后的葡萄酒和啤酒中加入适量亚硫酸盐，可使葡萄酒色素更稳定，掩盖啤酒中劣醛的味道，保证风味[4]。

食品中的亚硫酸盐来源主要有两种，一是内源性亚硫酸盐，由食品自身产生，但是该部分含量极低，不足以对人体造成危害；二是为了达到漂白、杀菌、增色、保鲜等目的，人为地通过熏蒸、浸泡、直接加入等方式添加[5]。在经济利益的驱使下，不法商贩常常过量加入亚硫酸盐，使得商品具有更好的外观和更长的储藏期，但是长期食用亚硫酸盐超标食品会对人体健康造成危害。目前《GB2760-2011食品安全国家标准》对部分食品中亚硫酸盐的限量做了规定，并规定以盐酸副玫瑰苯胺法和滴定法为法定检测方法。关于亚硫酸盐毒性及其检测方法的研究已有很多，为此，本文就这两方面进行总结，为进一步研究、利用亚硫酸盐提供参考。

1 亚硫酸盐毒性作用

1.1 对呼吸系统的影响

调查发现，长期暴露于二氧化硫环境中的工作人员患呼吸道疾病的人数大大高于其他职业，二氧化硫会对呼吸系统黏膜产生刺激作用，导致肺等其他呼吸系统组织结构和功能损伤，有研究证明二氧化硫与支气管炎、哮喘、肺气肿等呼吸道疾病发病有直接关系。苏立明等[6]研究也证实了二氧化硫能使哮喘大鼠气道阻力明显增加。此外，染毒后的大鼠支气管上皮细胞出现脱落，可见二氧化硫可加重哮喘大鼠的气道反应和支气管炎症反应。

1.2 对神经系统的影响

二氧化硫也是一种神经毒物，会对脑细胞造成损伤，对神经系统特别是中枢神经系统具有毒性作用，且随着二氧化硫的浓度增加损伤程度越大。比如，当焦亚硫酸盐浓度过高时，会导致细胞外Ca2+过度内流，从而导致神经痉挛，神经细胞内诸如蛋白酶等相关酶被激活而引起凋亡损伤。此外，二氧化硫还可导致大鼠海马CA1 区神经元DNA 损伤、自发放电时程延长、神经元平均放电频率降低[7]、记忆力减弱、大鼠学习能力下降[8]、视神经系统功能出现障碍等[9]。

1.3 对循环系统的影响

二氧化硫能够造成心肌细胞超微结构发生改变，如心肌线粒体肿胀、闰盘扩张、毛细血管扩张、淋巴细胞浸润等等。有研究发现高浓度的亚硫酸还盐可以使大鼠的心脏收缩力下降[10]、血管环舒张、血压下降以及脂质过氧化水平提高等，低浓度的亚硫酸盐对血管张力的影响比较复杂，低浓度的亚硫酸盐通常使血管收缩，但在某些条件下又表现出舒张作用[11-13]。

1.4 对生殖系统的影响

对亚硫酸盐毒性的研究，最早是关于其对呼吸系统功能的影响。近年来，研究者们发现亚硫酸盐具有全身毒性作用，其对其他系统功能的影响也开始受到广泛关注。刘东奇等[14]发现二氧化硫可导致睾丸细胞和睾丸脂质损伤，同时抑制精子产生并增加精子畸变率，且畸变率呈剂量依赖性。马全祥等[15]研究发现，小鼠经口自由进食1%焦亚硫酸盐10天后，其睾丸出现毒性损伤，认为焦亚硫酸盐对小鼠精原细胞具有致突变作用。此外，亚硫酸盐能明显使孕鼠体重增加，影响胎鼠生长发育，但尚未表现出胚胎毒性[16]。

1.5 对免疫能力的影响

免疫系统对人体具有非常重要的作用，其功能正常与否直接影响人体健康。赵坚华等[17]用亚硫酸盐高、中、低三个浓度对小鼠进行灌胃染毒，研究亚硫酸盐对小鼠免疫系统的影响。结果发现高、低剂量亚硫酸盐染毒后小鼠血液的碳粒廓清指数、吞噬指数、脾脏指数等明显降低，表明亚硫酸盐对免疫系统具有一定的抑制作用。

2 亚硫酸盐检测方法

2.1 定性检测方法

2.1.1 比色法 亚硫酸盐与盐酸副玫瑰苯胺反应可生成紫红色化合物，且颜色深浅和亚硫酸盐浓度呈正相关，通过比较供试品溶液颜色和标准比色卡，判断亚硫酸盐的含量范围，进行定性检查。利用该原理，有研究者建立了蔬菜中亚硫酸盐的快速检测方法，并用该方法对雪里蕻中亚硫酸盐的含量进行检测。结果表明，与国标法比较，该法可作为亚硫酸盐定性检查方法[18]。

2.1.2 乙酸铅显色法 本法采用古蔡法砷斑测定测定器，根据亚硫酸盐在酸性条件下能被锌还原成硫化氢，产生的硫化氢与乙酸铅反应生成黑色物质的原理，将黑斑大小与标准系列比较判断食品中的亚硫酸盐含量范围[19]。

2.1.3 分光测色法 亚硫酸钠与邻苯二甲醛、乙酸铵溶液反应后溶液显紫色，且溶液颜色深浅和亚硫酸钠的加入量具有一定线性关系。彭月等[20]利用CM-5型分光测色计对溶液颜色与亚硫酸钠含量关系进行了研究，建立了二氧化硫残留快速检测方法。利用该方法对山药、银耳、薏苡仁等样品中的二氧化硫残留量进行半定量分析，结果表明该方法能快速检测出二氧化硫残留量范围，并具有操作简便、快速、安全等特点。

2.2 定量检测方法

2.2.1 盐酸副玫瑰苯胺比色法 该法利用四氯汞钾与二氧化硫反应，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫红色络合物，采用紫外分光光度法测定溶液吸光度，与标准系列比较定量[21]。但由于该方法采用有毒的四氯化汞作为吸收液，对检测人员身体健康和环境造成威胁。此外该方法中使用的二氧化硫标准溶液不稳定，可对葡萄酒等有色供试样品溶液中络合物的检测产生干扰[22]。对此有研究者对国标法进行了改进，建立了充氮蒸馏-甲醛吸收-副玫瑰苯胺比色法，该方法将氮气通入样品中，利用氮气流将样品中残留的二氧化硫带出，采用甲醛吸收二氧化硫，利用该方法对10种食用菌中亚硫酸盐含量进行了测定。与国标法相比，该方法具有样品提取液无颜色干扰、灵敏度高及环境污染少的优点[23]，但样品中其他几种亚硫酸盐残留因不能被气流带出而不能被检测出来。马占玲等[24]采用微波提取法，对水、甲醛、四氯汞钠三种吸收剂对亚硫酸盐的吸收能力进行了比较研究，通过比较盐酸副玫瑰苯胺溶液显色后测得的吸光度大小，得出四氯汞钠作为吸收剂所测得的亚硫酸盐含量最高。

2.2.2 离子色谱法 离子色谱法已广泛应用于香菇、米线、果脯、米粉、黄花菜等食品中亚硫酸盐及多种阴离子的检测。离子色谱法通常采用超声波法提取样品中的二氧化硫，由于二氧化硫在空气中易氧化，故提取液中常加入甲醛作为稳定剂。此外，还有研究者将样品溶液中的二氧化硫直接氧化为硫酸根，通过对硫酸根进行分离和含量测定，最后折算成二氧化硫含量。该方法简便、精密度、重现性良好、准确度较高，能够满足食品中亚硫酸盐含量检测的要求[25-30]。

2.2.3 蒸馏法 蒸馏滴定法是《食品安全国家标准》中采用的另一测量方法。该方法与盐酸副玫瑰法相比，具有不含有四氯汞钠等有毒试剂、不影响工作人员健康等优势，但该方法使用的是专用玻璃仪器，需要特制，且供试液制备所需时间较长，采用该方法进行大批量样品二氧化硫含量测定时需要耗费大量人力物力，也不能及时给出测定结果。除此之外，当供试样品自身具有颜色时，滴定终点判断误差较大。针对以上缺点，有研究者对该方法进行了改进。对有色供试样品，采用交联聚乙烯吡咯烷酮或聚酰胺进行脱色，能有效去除供试液自身颜色对终点的干扰[31-32]；采用滴定法进行含量测定时，滴定终点判断人为影响因素较大，采用碘氯仿溶液与二氧化硫反应，生成物于510nm处有紫外吸收，其吸光度与二氧化硫含量呈负相关进行定量，可减小人为因素引起的误差[33]。此外，根据样品需要，有研究者采用凯氏定氮仪或者更改吸收液等方法来满足含量测定要求[34-35]。

2.2.4 化学发光法 二氧化硫与显色剂对氨基偶氮苯反应可生成偶氮本磺酰胺，再与甲醛反应可生成有色物质对甲基偶氮苯磺酸。杨龙彪等[36]建立了对氨基偶氮苯分光法测定食品中的二氧化硫，并利用该方法对市售5种年糕中的二氧化硫含量进行了测定。郭彦青等[37]建立了鲁米诺化学发光法测定食品中的二氧化硫残留量，利用该方法对粉丝、银耳、饼干和蘑菇中的二氧化硫残留量进行了测定，并将该方法和国标法测定的结果比较，二者结果基本吻合。该方法重现性好，是一种简便快捷的测定方法。王园朝等[38]建立了葡萄酒中Ru( phen)32+-SO32--Ce(IV)体系化学发光法检测亚硫酸盐含量，Ru(phen)32+与Ce(IV)发生氧化还原反应，但该反应必须在亚硫酸盐存在下发光才明显，且该方法易受Na+、K+、Cl-等共存离子的影响。亚硫酸盐能使孔雀石绿褪色，且褪色程度和亚硫酸盐浓度具有线性关系，曹凤梅等[39]建立了流动注射褪色法测定食品中的亚硫酸盐，用该方法对3个银耳样品中的亚硫酸盐含量进行了测定，结果与国标法比较，误差在5%内。沈祥等[40]建立了低压离子色谱分离-次黄嘌呤增敏化学发光联用法检测食品中亚硫酸盐含量，低压离子色谱可减少样品中其他阴离子的干扰，同时加快分析速度，次黄嘌呤能对鲁米诺反应产生增敏作用，增大化学发光强度。此外，亚硫酸盐在磷酸盐缓冲环境中能使孔雀石绿褪色，且褪色强度与亚硫酸盐浓度在一定范围内呈线性关系，因此有研究者建立了孔雀石绿分光光度法测定亚硫酸盐含量[41]。

2.2.5 高效液相色谱法 利用N-(9-吖啶基)马来酰亚胺能与亚硫酸盐反应生成强荧光物质的原理，卫峰等[42]建立了高效液相色谱荧光法测定总亚硫酸盐含量，并用该方法测定了葡萄酒中的亚硫酸盐含量。彭晓俊等[43]建立了反相硅胶柱净化-柱后衍生-高效液相色谱法测定脱水蔬菜中的亚硫酸盐含量，采用ODS柱，在碱性条件下以5,5′-二硫代双(2-硝基苯甲酸)为柱后衍生试剂，于445nm波长处检测，利用该方法对金针菜、糖姜、银耳等多种蔬菜中亚硫酸盐的残留量进行了测定。徐琴等[44]建立了固相萃取-柱后衍生-反相高效液相色谱法测定脱水蒜粉中的亚硫酸盐含量。首先采用甲醛、盐酸-醋酸缓冲体系活化LC-C18SPE小柱除去杂质，富集亚硫酸盐，再与四丁基氢氧化铵溶液柱后衍生，于450nm波长处进行检测，该方法能有效防止大蒜中蒜素与亚硫酸盐发生氧化还原反应，减小干扰。

2.2.6 气相色谱法 王晓云等[45]建立了顶空气相色谱检测法测定大枣中亚硫酸盐含量。将大枣粉碎后置于顶空瓶中，加浓盐酸提取10min，将亚硫酸盐转化为SO2，取顶部空气进行气相色谱分析，并与碘量法进行比较，二者结果无显著性差异。

2.2.7 酶光度分析法 狄俊伟等[46]建立了酶光度分析法测定食品中的痕量亚硫酸盐，该方法的原理为亚硫酸根在亚硫酸盐氧化酶作用下生成SO42-和H2O2，H2O2和色原剂3,3',5,5'-四甲基联苯胺在过氧化氢氧化酶作用下显色，目标化合物的最大吸收波长为650nm，利用该方法对白葡萄酒和啤酒中的二氧化硫残留量进行了测定。

2.2.8 荧光分析法 荧光分析法是一种高灵敏度、高选择性的光谱分析法。基于亚硫酸盐与邻苯二甲醛、铵盐反应生成具有荧光的化合物的原理，彭月[47]首次建立了荧光衍生法测定中药材中二氧化硫残留量，并对该方法的衍生条件进行了系统研究，最终确定衍生物在激发波长321nm、发射波长384nm处荧光强度最大。利用该方法对市售粉丝、薏苡仁、银耳、腐竹、蜜饯、糖类等食品中的亚硫酸盐含量进行了检测，发现腐竹、薏苡仁中亚硫酸盐超标严重。

2.2.9 其他 除了以上介绍的方法，还有研究者采用示波极谱法[48]、碘离子选择电极[49]、二氧化硫速测仪[50]等方法对食品中二氧化硫残留量进行了研究。

3 结语

亚硫酸盐作为常用食品添加剂，适量加入到食品中可以保证食品的风味，但过量使用则会对人体健康造成危害。但在经济利益的驱使下，不法商人常违规过量添加亚硫酸盐，因此有关部门应加强食品安全监督管理，严格控制亚硫酸盐使用量，采用快速准确的检测方法防止不合格商品流入市场。

《食品安全国家标准》规定盐酸副玫瑰苯胺法和滴定法为亚硫酸盐法定检测方法，盐酸副玫瑰苯胺法具有灵敏度高、结果可靠等特点，自1956年由WEST提出后一直沿用至今，但其吸收剂为有毒物质四氯汞钠，具有一定不良影响。滴定法虽然操作简单，但需要特制的玻璃仪器，样品蒸馏提取时间长，不适合做现场快速检查。色谱法所用仪器费用昂贵，检测成本高。分光测色法是通过亚硫酸盐含量与反应溶液颜色之间的线性关系进行半定量的方法，可快速判断样品中亚硫酸盐含量的范围，是一种快速、简便的检测方法，具有一定的推广使用意义。

《GB2760-2011食品安全国家标准》中对干果类、饮料、糖类、干制蔬菜等二氧化硫含量进行了规定，要求以二氧化硫计不得超过最大限量，但未对鱼、虾等海产品的二氧化硫限量进行规定，该部分亟需补充完善。

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(责任编辑：尹晨茹)

Progress in the Research of Sulfites in the Food

Li Xuelian, Yang Li, Chen Hongping,Li Min,Liu Youping*

(State Key Laboratory Breeding Base of Systematic Research, Development and Utilization of Chinese Medicine Resources, Pharmacy college,Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, Chengdu 611137,China)

Sulfite include sulfur dioxide, sodium sulfite, sodium bisulfite, low sodium sulfite and sodium pyrosulfite , with the functions of bleaching, sterilization, antioxidant, preservation, and so on, as a kind of food additive, its application has a long history. However, driven by economic interests, to make goods has better appearance and longer storage period, pusher often artificial excessive add sulfites. But consumption of sulfite for long time can caused some damage on human respiratory system, circulatory system and nervous system .et. In this paper, the harm of sulfite and its qualitative and quantitative detection methods are summarized, and a new method for the detection of sulfite qualitative-spectral method of color measurement and quantitative fluorescence analysis testing technique are introduced, and it is proposed that spectral method of color measurement can be promoted as a way to on-site rapid detection of sulphite.

Sulfite;Toxic Effect;Qualitative; Quantitative; Detection Method

2014-09-02

四川省质量监督局重要技术标准研究项目(ZYBZ2011-50)

李雪莲(1989-)，女，成都中医药大学硕士研究生，研究方向为中药化学成分与质量标准。E-mail：lixuelian_coc@163.com

刘友平(1964-)，成都中医药大学研究员，博士生导师，研究方向为中药药效物质基础及质量标准化。E-mail：15828551955@163.com

TS207.3

A

1673-2197(2015)03-0034-04

10.11954/ytctyy.201503014