中药二氧化硫测定仪测定杜仲香菇中二氧化硫含量的不确定度评定

黄艳春章发盛

(1.湘西林业科学研究所，湖南 吉首 416000；2.湘西食品药品检验所，湖南 吉首 416000)

引言

目前，我国对食品中二氧化硫检测的GB 5009.34-2016《食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定》为碘量法，适用范围包括食用菌中总二氧化硫的测定[1]。由于杜仲香菇成分复杂，风味化合物中含硫化合物、挥发性芳香物质丰富，蒸馏液颜色不统一，有时馏出液甚至为黑色，滴定前加盐酸后，出现白色沉淀，严重影响滴定终点判定，导致碘量法对杜仲香菇中二氧化硫检测结果不稳定，具有很大的局限性。国家食品安全监督抽检实施细则(2020年版)，干制食用菌检验的二氧化硫残留量项目，备注“除香菇制品外的产品检测”[2]。GB 2760-2014《食品添加剂使用标准》规定，干制食用菌二氧化硫最大使用量(以残留量计)不得超过0.05g·kg-1[3]。对食用菌产品进行合格判定时，需要进行不确定的评定，确定测量结果的可信程度。针对目前国标方法对香菇中二氧化硫含量检测存在的缺陷，本研究按照《中国药典》2020年版四部中的酸碱滴定法[4]，使用中药二氧化硫测定仪对杜仲香菇中二氧化硫进行检测，并依据JJF1059.1-2012《测量不确定度与表示》，对酸碱法检验杜仲香菇中二氧化硫的测定过程所引入的不确定度进行分析评定[5]，为实验室质量控制及检验报告的合理性提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 仪器与试剂

AUW220D电子天平(日本岛津公司)；ST107-1RWK中药二氧化硫测定仪(山东济南盛泰电子科技有限公司)；ZWL超纯水机(湖南中沃水务环保科技有限公司)；碱式滴定管(50mL A级、2mL A级)；移液管(10mL A级)；容量瓶(100mL A级)。

氢氧化钠、30%过氧化氢、盐酸(均为分析纯，湖南汇虹试剂有限公司)；酚酞(指示剂，中国医药公司北京采购供应站)；杜仲香菇样品由湘西和益生物科技公司采用杜仲叶、枝粉碎挤压成培养基所培育出的新鲜香菇成熟采摘后干燥粉碎而成。

1.2 试验方法

参照《中国药典》2020年版四部2331二氧化硫残留量测定法第一法(酸碱滴定法)进行测定[4]。

1.3 建立数学模型

香菇样品中二氧化硫的含量计算公式：

(1)

式中，X为样品中二氧化硫总含量，mg·kg-1；A为样品溶液消耗氢氧化钠滴定液的体积，mL；B为空白消耗氢氧化钠滴定液的体积，mL；C为氢氧化钠滴定液摩尔浓度，mol·L-1；0.032为1mL氢氧化钠滴定液(1mol·L-1)相当于二氧化硫的质量，g；W为样品的质量，g。

2 评定与分析

二氧化硫含量不确定度来源主要包括重复检测产生的不确定度为A类不确定度UArel，称量引入的不确定度分量UB1rel，氢氧化钠标准溶液标定引入的不确定度分量UB2rel，氢氧化钠标准溶液稀释引入的不确定度分量UB3rel，滴定过程引入的不确定度分量UB4rel。

2.1 重复检测引入的不确定度分量评定

重复检测引入的不确定度可以连续检测得到二氧化硫，采用A类评定方法进行评定[5]。重复检测9次，同时做空白试验对照，检验香菇中二氧化硫含量的重复试验结果见表1。

表1 香菇中二氧化硫含量的重复试验结果(n=9)

依据表1数据按照贝赛尔公式进行计算。

标准偏差：

2.2 样品称量时的不确定度评定

2.3 标准溶液标定过程引入的不确定度

氢氧化钠标准滴定溶液的浓度的计算公式：

(2)

式中，m为邻苯二甲酸氢钾质量，g；V为氢氧化钠溶液体积，mL；V0为空白试验消耗氢氧化钠溶液体积，mL；204.22g·mol-1，为邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量。

按照GB/T 601-2016《化学试剂 标准滴定溶液的制备》要求，由2人分别进行4组平行实验，取平均值作为标定结果[6]。

根据表2数值计算得出，甲乙每人4平行标定值结果相对极差：CR0.95(甲4)r为0.146%，CR0.95(乙4)r为0.136%，小于等于相对重复性临界极差0.15%；甲乙2人8平行标定结果相对极差CR0.95(8)r为0.146%，小于等于相对重复性临界极差0.18%。

表2 0.1mol·L-1氢氧化钠标准溶液标定结果

称量引入的标准不确定度：

相对标准不确定度：

因各个不确定度相互独立，无相关性，所以氢氧化钠标准溶液标定结果的相对标准不确定度：

=9.35×10-4

2.4 标准溶液稀释过程引入的不确定度

使用10mL(A级)的移液管和100mL(A级)的容量瓶，将标准溶液稀释成浓度为0.01mol·L-1的标准使用液。根据JJG 196-2006《常用玻璃量器》中给出的玻璃量器的允差[7]，计算标准溶液稀释过程中单标线移液管和容量瓶引入的不确定度。

2.5 样品滴定过程引入的不确定度

2.6 合成标准不确定度

中药二氧化硫测定仪测定香菇中二氧化硫的不确定度评定见表3。

表3 不确定度一览表

综合以上5个不确定度，酸碱滴定法的合成标准不确定度：

2.7 扩展不确定度

扩展不确定度在95%置信水平下，取包含因子k=2，扩展不确定度：U=k×UC=2×0.1234=0.25mg·kg-1。

2.8 杜仲香菇中二氧化硫含量

实验测得杜仲香菇中二氧化硫含量平均值为33.84mg·kg-1，可表示为33.84±0.25mg·kg-1，k=2。

3 结论

中药二氧化硫测定仪测定香菇中二氧化硫的不确定度的因素主要包括5个方面产生的误差，由表3可知，测量重复性>标准溶液稀释>标准溶液标定>样品滴定>样品称量。

本实验中新鲜采摘杜仲香菇，在排除人为添加或熏蒸的前提下，检出相当含量的二氧化硫，说明杜仲香菇存在二氧化硫的天然本底。根据实验数据，杜仲香菇中二氧化硫含量为33.84±0.25mg·kg-1，小于国标规定的限量标准50mg·kg-1。

中药二氧化硫测定仪是根据《国家药典》标准操作规程要求，集蒸馏、氮吹控制、磁力搅拌、冷却水循环、滴定于一体的多功能一体化蒸留装置，能够排除香菇中复杂成分的干扰，检测数据更加真实、可靠，可以为香菇中二氧化硫残留量食品安全监测提供科学依据。