亚硫酸盐在食品中的研究进展
2021-12-07陈健敏冉梦楠王美霞
陈健敏 冉梦楠 王美霞
(1 莆田学院药学与医学技术学院,福建 莆田 351100;2 药物分析与检验医学福建省高校重点实验室,福建 莆田 351100)
亚硫酸盐是指二氧化硫和能产生二氧化硫的一类无机含硫化合物的统称。亚硫酸盐作为食品添加剂,19世纪就已在美国获得批准,目前仍在全世界范围内使用。亚硫酸盐中对食物起作用的是二氧化硫,其具有漂白、防腐、抗氧化、抑制细菌生长、控制酶促反应等作用[1-2]。GB 2760-2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》[3]中明确规定,水果(经表面处理)、蔬菜(干制)、生湿面制品、食用淀粉、调味料和饮料等食品中,只允许添加二氧化硫、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、低亚硫酸钠、硫磺(仅限于熏蒸),并规定各类食品中添加剂的最大使用量。然而,不良食品生产企业或个人为了谋取利益,往食品中加入不符合规定的亚硫酸盐品种或超出最大使用量,甚至使用国家明令禁止添加的“吊白块”,严重危害消费者的健康[4]。本文对近几十年的国内外文献进行归纳分析,详细阐述了亚硫酸盐的性质、在人体内的吸收代谢过程、食物中发挥的作用及机制、体内外毒性、使用限度法规以及检测方法。目的在于为亚硫酸盐在食品中的合理应用提供理论指导,对食品生产企业或个人起到警示作用,提高消费者自我保护意识,同时为食品监管部门提供参考依据。
1 亚硫酸盐概述
1.1 亚硫酸盐分类及理化性质
亚硫酸盐包括离子型和非离子型硫的氧化态(如SO2、HSO3-、SO32-和S2O52-等)[5],一般包括二氧化硫、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、低亚硫酸钠、硫磺、亚硫酸钙、亚硫酸氢钙、亚硫酸氢钾以及次亚硫酸钠等化合物,如表1所示。亚硫酸盐中的硫原子化合价一般为+4价,故同时具备还原性和氧化性,因此广泛应用于食品行业[6]。亚硫酸盐在食品中的存在形式含游离态、可逆结合态和不可逆结合态[7]。游离态的亚硫酸盐在不同的酸度条件下,可在HSO3-、SO32-和SO2三种形态间转化[8-9]:pH值小于2时,非解离络合物SO2·H2O或者 H2SO3为主要存在形态;pH值介于3~7之间时,HSO3-的存在形态占优势;pH值大于7时,溶液中主要的存在形态是SO32-。在亚硫酸盐溶液中还会存在少量的S2O52-。游离态的亚硫酸盐易与食物的多种成分(如醛、酮、还原糖、不饱和有机物、蛋白质和花青系等)发生反应,这些反应大多数是可逆的,形态了亚硫酸盐的可逆结合态,而部分反应是不可逆的,形成了亚硫酸盐的不可逆结合态[8]。这些特殊的化学性质,造成亚硫酸盐在食品行业中应用的复杂性,因此很有必要对其性质进行全面的归纳分析,明确其体内吸收代谢过程、与食物的相互作用,以及体内外毒性等基础数据,为更合理地应用亚硫酸盐提供理论支持。
1.2 亚硫酸盐与食物中成分的反应
亚硫酸盐易与多种食物成分产生化学反应从而形成各种亚硫酸盐的有机化合物,如可以与不饱和脂肪酸发生双键反应,诱导不饱和脂肪酸氧化[13-15];易与食品中的醛类、酮类、己醛糖(如果糖)、单糖等反应形成不可逆的亚硫酸盐烷基磺酸盐类[14, 16];与包括维生素B1、C、K在内的多种维生素结合,尤其与维生素B1的反应为不可逆的强亲核反应,最终导致维生素B1裂解为其他产物而损失。但目前尚鲜见亚硫酸盐的摄入影响食物中其他维生素的吸收或降低人体内维生素含量的报道[17-18]。另外,亚硫酸盐可以将氨基酸、蛋白质的二硫键还原为巯基[19];可与核酸等物质交联从而引起细胞产生变异,这可能是亚硫酸盐致突变的原因[20]。正因为亚硫酸盐易与食物中的成分发生上述化学反应,因此消费者在食用含有亚硫酸盐的食物时,其实际摄入量将低于添加量,这也在一定程度上提高了其安全性。总的来说,目前尚无明确数据表明亚硫酸盐在可接受的膳食水平上对正常人群有不良反应[5]。
2 亚硫酸盐在体内的吸收和代谢过程
2.1 吸收
亚硫酸盐随食物进入胃肠道后,会迅速被吸收而进入血液循环,然后快速地分布到各组织和器官(包括大脑在内),其中一部分转化为硫代硫酸盐,另一部分形成硫磺酸盐化合物[21-23]。由于吸收和分布过程较快,因此正常情况下,人血液中亚硫酸盐的浓度较低(0~10 μmol·L-1)。Oshino等[24]通过大鼠肝脏灌流试验发现,缓慢输注亚硫酸盐时,正常肝脏和亚硫酸盐氧化酶水平较低的大鼠肝脏其亚硫酸盐氧化速率相似,这表明肝脏中亚硫酸盐的氧化速率受扩散分布速率的限制。因此,尽管肝脏中存在大量的亚硫酸盐氧化酶,但仍有一些亚硫酸盐受扩散分布速率的限制而未及时被肝脏代谢。这就意味着未被及时代谢的亚硫酸盐会通过血液流动而分布到其他组织和器官中,如肺部,但肺部因缺乏亚硫酸盐氧化酶而无法代谢亚硫酸盐,将可能导致气喘等过敏反应。
2.2 代谢
动物体内的亚硫酸盐主要由亚硫酸盐氧化酶进行代谢,该酶主要分布于哺乳动物的肝脏、心脏和肾脏中,在脾脏、脑、骨骼肌和血液中也有少量存在[25-26]。人类的亚硫酸盐氧化酶活性一般低于其他哺乳动物,并且一些个体的水平远低于正常范围。据报道,亚硫酸盐氧化酶缺乏症在人类中较常见,这会使亚硫酸盐不能正常代谢聚积在体内,表现为重症个体出现眼球晶状体脱位和严重的神经异常,导致智力和身体发育迟缓,个别患者会于幼年死亡[25]。在动物试验中发现,亚硫酸盐氧化酶缺乏会增强亚硫酸盐引起的毒性反应[27]。许多研究者也认为,在某些人群中亚硫酸盐氧化酶的缺乏,可能使他们更易受到因亚硫酸盐摄入过多而产生的毒性作用[28]。体外研究结果表明,狗离体肝脏可以以0.8 mmol·kg-1·h-1的速率氧化亚硫酸盐,相当于19 mmol·kg-1·day-1(1.2 g SO2·kg-1·day-1) 的氧化速率;大鼠肝脏氧化速率为2.4 mmol·kg-1·h-1或58 mmol·kg-1·day-1(3.7 g SO2·kg-1·day-1)[24], 表明亚硫酸盐氧化酶具有极高的氧化速率。亚硫酸盐的代谢产物是硫酸盐,可以迅速随尿液排泄[29],只有一小部分亚硫酸盐会随粪便排出[30]。
3 亚硫酸盐在食品中的作用及机制
3.1 抗菌防腐作用及机理
亚硫酸盐类具有抗菌防腐功效,常用于水果、蔬菜和虾类等[29,31]食品的保鲜,最大使用量为(2~3)×10-4mg·kg-1。亚硫酸盐的防腐机理依赖于亚硫酸盐中非解离络合物SO2·H2O或H2SO3的还原性,其可以消耗食品组织中的氧气,阻断微生物的正常生理氧化过程,抑制微生物活动所需酶的活性并阻止其繁殖,从而起到抗菌防腐的作用。亚硫酸盐主要是在酸性条件下起防腐作用,因为仅酸性条件下的亚硫酸盐能保持不解离的分子状态进而达到最强的防腐作用,而形成离子HSO3-或者SO32-时作用会明显降低。因此,亚硫酸盐的防腐作用随pH值的降低而增强[32]。另外,亚硫酸盐的防腐作用还受浓度和温度两个外在因素影响,在一定程度下,浓度和温度越高越可以增强防腐作用[6]。亚硫酸盐的抗菌作用源于SO32-,主要抑制大肠杆菌的生长活动,对酵母菌无影响。因此,酸度高的食品优先选择亚硫酸盐作为防腐剂。
3.2 抗氧化作用及机制
在饮料和酒类中添加亚硫酸盐作抗氧化剂,可防止微生物生长并抑制挥发性化合物的氧化,是因为亚硫酸盐有显著的抗氧化作用。亚硫酸盐通过抑制氧化酶的活性,在保护果蔬中维生素C方面有较好的效果。比如,抑制葡萄酒与酿造过程中的葡萄醪发生氧化反应,保护葡萄酒中单宁及色素以免被氧化酶氧化,避免酒的氧化浑浊[16, 33]等;此外,亚硫酸盐还能在食品被氧化时将着色物质还原褪色,保持食品色泽[15]。亚硫酸盐的抗氧化作用主要是其对抗坏血酸的保护作用及其对非酶和酶促褐变的抑制作用[12]。其中,亚硫酸盐促进氧化醌还原为还原酚的能力亦是亚硫酸盐抗氧化作用的机制之一[11]。
3.3 漂白作用及机制
亚硫酸盐主要用于水果的漂白,例如,经亚硫酸盐水溶液处理后,橘子、柠檬、葡萄柚和柠檬皮的颜色均匀性和半透明性可得到改善。此外,有报道称亚硫酸盐还可以漂白果胶[34]。亚硫酸盐的漂白作用源于可产生强还原性的二氧化硫,它能够与食物中的有色物质结合生成无色的化合物,但该类化合物不稳定,易分解而导致食品再次显色[10, 12]。
3.4 防非酶褐变作用及机制
亚硫酸盐与食物中的醛类反应会影响其防腐能力,但有利于抑制干制食品的非酶褐变。因此,亚硫酸盐中的亚硫酸钠,亚硫酸钾或焦亚硫酸钠,焦亚硫酸钾常用于控制干果、脱水蔬菜、椰子、果胶、葡萄酒和一些饮料的非酶褐变[35]。非酶褐变主要有三种类型:羰氨反应褐变(美拉德反应)、焦糖化褐变作用和抗坏血酸氧化褐变作用。亚硫酸盐可以与食物中的羰基结合,有效抑制美拉德反应引起的非酶褐变[6, 18];抗坏血酸氧化褐变是果汁和饮料中存在的典型现象,亚硫酸盐可结合氧化物质或该反应的主要中间体从而起到抑制或减缓此现象的作用[36-37]。
3.5 防酶褐变作用及机制
酶促褐变需要三个条件:酚类底物、多酚氧化酶和氧气。亚硫酸盐可以抑制酚氧化酶的活性,抑制食品酶促褐变的发生[6, 15]。因此,亚硫酸盐也常被用于防止去皮马铃薯、切片马铃薯[38]、沙拉和葡萄[39]的酶促褐变[40]。常用的亚硫酸盐包括亚硫酸钠、亚硫酸钾或焦亚硫酸钠、焦亚硫酸钾[35]。影响亚硫酸盐用量的因素包括底物的浓度和性质、多酚氧化酶所表现出的活性水平、所需的控制期和存在的其他抑制剂[1]。
4 亚硫酸盐的毒性
4.1 急性毒性试验
不同的摄取方式,比如口服、静脉注射、皮下注射和腹腔注射的半数致死量(median lethal dose,LD50)大不相同,口服的LD50数值较大。大鼠和兔子口服亚硫酸盐的LD50为1~2 g·kg-1[11]。按照我国的急性毒性分级法,亚硫酸盐属于第3级——低毒。虽未有人体LD50数据,但是有致死的案例,静脉注射Na2SO3·7H2O的致死量为743 mg·kg-1,相当于189 mg SO2·kg-1。 按成年人体重60 kg计算,LD50大于11.34 g。若所涉及的食品中含量为0.287 g·kg-1,即需一次食用39.5 kg的食品才会急性中毒而危及生命。一般人正常的摄入量远达不到此标准,所以其不容易危及生命。
4.2 亚慢性毒性的人体试验
Taylor等[11]对1986年以前的亚硫酸盐亚慢性毒性的人体试验进行了归纳总结,其中经典的试验如下。30名志愿者饮用含不同浓度二氧化硫的葡萄酒(30~50 mL),当二氧化硫的含量超过45 mg时,受试者出现喉咙刺激、胃灼热和头痛等症状。在一项4 d的测试中,受试者每天4次,每次摄入310~620 mg亚硫酸钠,会导致严重的胃肠道刺激。一项20 d的测试中,12个受试者逐渐增加剂量,分别以亚硫酸钠水溶液(80~100 mg)或胶囊形式的亚硫酸钠(115~760 mg),部分受试者出现头痛、听力损伤和虚弱等症状,也发现有受试者出现肾损伤以及贫血。受试者每天服用1.0 g(约17 mg·kg-1)亚硫酸钠,未发现胃肠道症状,但当剂量增加到4~5.8 g·d-1(70~100 mg·kg-1)时,受试者产生呕吐现象。另一个短期的试验表明,提前15 d进行无硫胺素饮食控制的志愿者每天从饮食中摄入400 mg的亚硫酸盐(50 mg亚硫酸氢钠和350 mg葡萄糖磺酸钠),持续10 d,结果显示临床指标与正常饮食的志愿者并无显著性差异,表明即使在受试者缺乏硫胺素的情况下,亚硫酸盐(亚慢性)对人体也是安全的。综上所述,亚硫酸盐的亚慢性毒性试验结果表明,长期食用按国家标准添加亚硫酸盐的食品是安全的。
4.3 亚慢性和慢性毒性的动物试验
对于亚硫酸盐的动物毒性研究可以追溯到20世纪初,但这些早期研究的结果意义不大。因为观察的毒性反应都是由于硫胺素缺乏引起的,因为当时还未发现亚硫酸盐会破坏硫胺素;另外,早期的研究未充分考虑亚硫酸盐的不稳定性导致的损耗,如亚硫酸盐与食物中其他成分的反应以及采用灌胃的给药方式,这些因素严重影响了亚硫酸盐毒性数据的准确性[41]。直到1970年,Til等[42-43]对上述各因素进行了全面的控制,研究了亚硫酸盐对大鼠和猪的亚慢性和慢性毒性。在大鼠研究中,日饮食水平为0~2.0%的Na2S2O5,日饮食中含2%亚硫酸盐组的F1和F2代大鼠,生长略微放缓,而对F0代无影响,可能是后代的大鼠开始给药时体重较小;1%和2%亚硫酸盐组的大鼠粪便中存在隐血;组织病理学检查显示,1%和2%亚硫酸盐组的所有大鼠都伴随前胃增生性病变,最引人注目的发现是胃部粘膜出现增生性腺体。饮食日粮中亚硫酸盐含量为0.25%(2.5 g·kg-1)的大鼠,未发现不良反应,换算后相当于72 mg SO2·kg-1·day-1[44]。联合国粮农组织(Food and Apriculture of the United Nations, FAO)、世界卫生组织(World Health Organization, WHO) 食品添加剂专家联合委员会(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, JECFA)根据该研究结果设定ADI(acceptable daily intake)为0.7 mg SO2·kg-1。 ADI 值表示摄入的SO2在一定时期内未对健康产生任何危害的摄入量[45]。
在短期研究(10~56 d)中,4%、6%和8%亚硫酸盐组大鼠的生长、食物摄入显著减少,并出现轻微腹泻,粪便中有隐血,贫血并伴随脾脏重量的增加,且脾脏造血功能活跃;组织病理学检查显示6%和8%亚硫酸盐组大鼠的前胃出现角化过度和棘皮病,同时发现有高度角化的溃疡和乳头状瘤,且腺胃中发现出血性糜烂、坏死和细胞炎症,但所有这些影响都是可逆的[42]。亚硫酸盐的亚慢性和慢性口服毒性以猪为模型进行研究,时间持续15和48周,饮食水平为0~1.72%的Na2S2O5,结果表明亚硫酸盐组没有显著的毒副作用[43]。Hickey等[46]认为通过亚硫酸盐对大鼠的毒副作用来判断人类的毒副作用不太合理,因为人体中亚硫酸盐氧化酶的水平远低于大鼠。Gunnison等[47]明确证明亚硫酸盐氧化酶缺乏的大鼠易受亚硫酸盐的毒性影响。然而,值得肯定的是,不同的动物物种之间,如犬、兔、鼠、猪、鹌鹑,它们之间对亚硫酸盐的敏感性并无明显差异。Hui等[48]证明了70 mg SO2·kg-1·day-1的剂量下,亚硫酸盐对于亚硫酸盐氧化酶缺乏大鼠和正常大鼠的作用并无区别。这些研究共同表明亚慢性和慢性毒性剂量下的亚硫酸盐不会对动物造成明显的毒副作用。
4.4 致突变性和致癌性
亚硫酸盐的致突变性已被广泛研究和评述。据证实,亚硫酸盐在高浓度和低pH值时能够诱导酵母、大肠杆菌和蚕豆的突变。据报道,在人类淋巴细胞的研究中发现了类似的DNA合成和染色体畸变效应[49]。但是,体外埃姆斯沙门氏菌试验、人体组织和细胞培养的试验并没有发现亚硫酸盐引起的致突变作用。在大鼠的长期研究中,没有迹象表明亚硫酸盐有致癌作用[42]。Tanaka等[50]也发现1%(10 g·kg-1)和2%的K2S2O5浓度下,亚硫酸盐对小鼠并无致癌作用。总之,对于亚硫酸盐是否会致突变尚存在很大的争议,虽有人指出亚硫酸盐可能致癌,但并没有直接的证据[51]。
4.5 致突变性和致癌性
上述(4.2和4.3)的人体试验和动物试验均证实了极高剂量的亚硫酸盐才会对人体有毒,因此美国食药监局(Food and Drug Administration,FDA)将二氧化硫、亚硫酸氢钾、焦亚硫酸钾、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠归为无害类,被公认是安全的(generally recognized as safe,GRAS)[33]。但不能忽视的是,亚硫酸盐对硫胺素进行亲核攻击确实会造成其(维生素B1)缺乏,不可逆的生成嘧啶磺酸和4-甲基-5P-羟乙基噻唑,因此破坏了硫胺素的营养价值,导致硫胺素缺乏症(脚气病,是常见的营养素缺乏病之一)。在美国人的饮食习惯中,硫胺素主要来自肉类,故亚硫酸盐被禁止加入到肉类中。另一方面,饮食中的亚硫酸盐会引起小部分(3%~10%)哮喘敏感人群哮喘发作(以美国为例,约占人口的0.05%)。这些反应的严重程度各不相同,并且类固醇依赖性哮喘、气道高反应性患者和儿童慢性哮喘的风险似乎更大。非哮喘患者对亚硫酸盐的不良反应极为罕见。临床上出现的其他不良反应主要为皮炎、荨麻疹、潮红、低血压、腹痛腹泻、过敏反应[52],也是极少部分的敏感人群才会出现。可知通常情况下,饮食中的亚硫酸盐(允许使用量小)导致的临床症状是过敏和哮喘。所以,美国自1986年开始要求亚硫酸盐大于10 mg·kg-1的食品必须在标签上标注其成分[53],该条例被大多数国家沿用至今。
5 亚硫酸盐的使用限度和相关法规
1974年,FAO和WHO联合JECFA确认了人体每日对亚硫酸盐(以SO2计)的无毒剂性剂量(ADI)上限为0.7 mg·kg-1[45],以成年人平均体重为60 kg计算,人体每日摄入SO2的最大量为42 mg,否则将给人体带来危害。因此要严格控制二氧化硫的使用量及残留量以便保障消费者的健康。但具体应用到每种食物中亚硫酸盐的使用量,不同地区和国家的使用限度差别很大。1995年,国际食品法典委员会(codex alimentarius commission, CAC)规定了冷冻虾中亚硫酸盐的使用量,生制品可食性部分含量低于100 mg·kg-1,熟食水产品含量低于30 mg·kg-1。 欧盟于2005年规定,亚硫酸盐使用量超过10 mg·kg-1的食品需标注其含有亚硫酸盐[33];日本在2009年规定盐渍蔬菜、淀粉等食品中二氧化硫的含量不超过30 mg·kg-1[14]。目前,国内亚硫酸盐作为食品添加剂在食品中的允许功能为漂白剂、防腐剂、抗氧化剂。我国GB 2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》[3]中明确规定了二氧化硫、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、低亚硫酸钠在各类食品中二氧化硫允许的最大残留量计0.01~0.40 g·kg-1,如腌渍的蔬菜中SO2残留量不超过0.1 g·kg-1(低于国外标准),部分食品标准同国外一致[3,14]。我国对果酒系列饮料中亚硫酸盐的使用量要求比较严格,规定亚硫酸盐类的最大使用量为0.4 g·L-1,二氧化硫的最大使用量为0.25 g·kg-1,而二氧化硫的残留量则要小于0.05 g·kg-1。经常食用的食品,如经表面处理的鲜水果其SO2残留量最大为0.05 g·kg-1,生湿面制品如面条等拉面的SO2残留量最大为0.05 g·kg-1,食用淀粉的SO2残留量最大0.03 g·kg-1。可知按国家规定的正常添加剂量添加亚硫酸盐对人们健康影响不大。
6 亚硫酸盐的检测方法
食品的多样性造成了检测方法适用的局限性,食品中亚硫酸盐的检测一般是先将其转化为二氧化硫再测定。亚硫酸盐在食品中以亚硫酸、无机亚硫酸盐和多种形式的亚硫酸盐结合存在。目前没有一种方法能实现所有产品中亚硫酸盐的高效、准确检测[13]。因此亚硫酸盐的检测需要根据食品的种类选择不同的方法。
(1)滴定法:①直接滴定碘量法[13, 54],原理为氧化还原滴定,适用于无色样品中亚硫酸盐的检测。该法操作简便,无需特殊装置,定量速度快;但不适用于含甲醛类物质的样品,因甲醛会引起碘反应放热,导致检测结果偏高和重现性较差。另外,对于含有较多挥发性芳香物质的样品,滴定终点的颜色不稳定、易褪色、不能保持30 s不消失,因此终点难以判定。②蒸馏-碱滴定法,原理为蒸馏吸收后进行酸碱滴定。这是最常用的官方标准方法,如英、美等国均用此法测定亚硫酸盐总量[55-56];可推广应用于大部分食品样品,包括葡萄糖酒、淀粉、糖类、蜜饯,蔬菜等,检测结果可以满足日常工作的需要,足以反映样品中亚硫酸盐的基本含量。但此法所需装置条件苛刻,且对操作人员要求较高,具有局限性。③蒸馏碘量法,原理为蒸馏吸收后进行氧化还原滴定,此法的检出浓度为1 mg·kg-1[57]。我国GB 5009.34-2016版检测标准采用此法[58]。适用于色酒及果脯等,具有测定范围宽,设备简单等特点,但蒸馏时间过长,不适合大批量检验,且对操作人员的技术要求较高。
(2)色谱法:此类方法皆需大型精密仪器,价格昂贵,限制了亚硫酸盐测定的实际应用。①离子色谱法,具有操作简单、灵敏度高、稳定性好、人为误差小、实用性强、对人体和环境无污染等特点。Zhong等[59]将样品经蒸馏法处理后借助此法可使检出限低至0.013 mg·L-1。此方法可以检测高基体浓度中的低浓度组分,同时确定多组分并分析不同化合价态[60-61],弥补了经典化学方法和其他仪器分析方法的缺点;②气相色谱法,间接测定样品中SO2含量,操作快速简便,准确度高[15]。③液相色谱法,准确度、精密度和重现性好,可有效避免试液颜色造成的假阳性[62]。彭晓俊等[63]建立的高效液相色谱柱后衍生的检出限为1 mg·kg-1。
(3)比色法[54]:Hayati等[64]将分散液-液微萃取技术和比色法结合时最低检测限为0.2 μg·L-1。①盐酸副玫瑰苯胺比色法,利用亚硫酸盐和四氯汞钠形成稳定络合物,然后再与甲醛和盐酸副玫瑰苯胺形成络合物,在显色体系中产生显色反应[65]。该法灵敏度高,显色稳定但使用条件较苛刻,不易操作;②蒸馏比色法,蒸馏并吸收后在显色体系中产生显色反应。适用于蒸馏-碱滴定法难以检出的样品,该法需要排除颜色的干扰[66]。
(4)荧光法[67-68]:利用亚硫酸盐与邻苯二甲醛、铵盐反应生成荧光化合物来测定,现有的数据显示此法借助一定手段可使检出限低达0.006 μmol·L-1[69]。此方法具有高灵敏度,高选择性,线性范围宽,准确快速的特点,而且不受样品中离子和色素等因素的影响。但需要用到衍生化试剂以及大型仪器,限制了该方法的广泛应用。
(5)重量法[12, 65]:是一种蒸馏后用碱进行滴定,向滴定后的溶液加入氯化钡,使SO42-形成硫酸钡沉淀,过滤并称重的仲裁法。其优点是可以保证结果的真实性,标准规定重量法和滴定法两者的误差在5%内。否则,以重量法的结果为准。但该法复杂且仅适用于亚硫酸盐含量高的样品。我国亚硫酸盐检测法的农业部标准NY/T 1435-2007[70]中重量法的检出限为2.8 mg·kg-1。
(6)其他方法:随着科学和技术的不断发展以及对亚硫酸盐检测方法研究的不断深入,食品中亚硫酸盐的检测方法也愈加丰富,如荧光探针分析法[67]、电化学分析法[71]、生物传感器法[62]等也被运用到亚硫酸盐检测中。
国标GB/T 5009.34-2003[72]中亚硫酸盐的测定方法包括两种方法:盐酸副玫瑰苯胺法和蒸馏法。盐酸副玫瑰苯胺法因操作过程中使用的四氯汞钠试剂含剧毒,会对环境造成污染且易损害操作人员健康。在2017年3月1日实施的新标准GB 5009.34-2016[58]版中已将其取消改为滴定法,保留了蒸馏法。滴定法适用于果脯、干菜、米粉条、粉条等食品中亚硫酸盐的测定。滴定法检测食品中亚硫酸盐是现阶段最常用的检测方法,操作简单但能测量二氧化硫的总量。
7 总结
亚硫酸盐是GB 2760-2014[3]规定允许使用的食品添加剂,具有漂白、防腐、抗氧化、抑制细菌生长、控制酶促反应等作用。按正常剂量使用亚硫酸盐是安全的,但是有些食品生产商为了达到某些目的而违规使用,给食品安全带来巨大隐患。因此,对亚硫酸盐的添加标准和合理性把控非常重要,故本文对亚硫酸盐进行了全面的综述。通过对亚硫酸盐的分类及理化性质、亚硫酸盐与食物中成分的反应和亚硫酸盐常用的检测方法等概述可以帮助人们更全面的认识亚硫酸盐。同时,由体内过程可知亚硫酸盐随食物进入体内可被迅速吸收,借助全身循环到达所有的身体组织,部分可被体内的酶代谢后排出体外。了解此过程有利于更好的解读亚硫酸盐对人体的毒性机制。按国家法规规定的正常剂量添加亚硫酸盐对人们健康影响不大。正常人群体内的亚硫酸盐氧化酶足以将摄入的亚硫酸盐代谢并排出,不会致使机体产生毒性;需要提高警惕的是亚硫酸盐氧化酶缺乏或远低于正常范围的人群可能更容易受到亚硫酸盐摄入产生的毒性影响。另阐述亚硫酸盐在食品中的作用及机制可加强食品生产商对亚硫酸盐的科学使用。国内目前检测亚硫酸盐的方法是GB 5009.34-2016[58]版的蒸馏法和滴定法,这两种方法是现行最适用的方法,但仍具有一定的缺点。现行法规对于亚硫酸盐的食品使用种类、使用限度等方面还是处于一种混乱状态,缺乏确切统一的标准,只能希冀于相关人员的努力使其变得日渐完善。而日益突出的食品质量安全问题亟须建立一种简单快速、准确且普遍适用的亚硫酸盐检测方法提供有力的技术保障,使得这方面的研究具有广阔的发展前景和广泛的实用价值。总之严格按照法规执行亚硫酸盐在各类食品中的用法用量,对食品质量安全的维护有着重要意义。