两种测定食品添加剂硫酸铜主含量的方法比较研究

侯超 张益萍 胡守江

（1.上海市质量监督检验技术研究院，上海 200233；2.国家食品质量监督检验中心（上海），上海 200233）

硫酸铜已经被列入GB 2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》中“表C.2 需要规定功能和使用范围的加工助剂名单（不含酶制剂）”，功能为澄清剂、螯合剂、发酵用营养物质。使用范围为葡萄酒的加工工艺、皮蛋的加工工艺、发酵工艺[1]。同时，硫酸铜也被列入GB 14880-2012《食品安全国家标准 食品营养强化剂使用标准》中“表B.1 允许使用的营养强化剂化合物来源名单”，为铜的化合物来源之一[2]。

由于硫酸铜的重要用途，硫酸铜的制备方法也备受重视，主要有氧化焙烧法、微生物浸出法、酸浸除杂结晶工艺、氨浸蒸氨沉铜酸溶结晶工艺[3]，硫酸铜做为一种食品添加剂和营养强化剂，主含量值的确定有利于精确控制使用量，确保配方合理，产品安全。因此，研究硫酸铜主含量的测定方法十分重要。

目前测定添加剂硫酸铜的方法主要有GB 29210-2012《食品安全国家标准 食品添加剂硫酸铜》（以下称为GB 29210）和GB 34459-2017《饲料添加剂 硫酸铜》（以下称为GB 34459），本次实验分别采用两种常见方法对食品添加剂硫酸铜、含硫酸亚铁杂质硫酸铜的主含量进行测定。

1 实验部分

1.1 材料与试剂

材料：五水硫酸铜样品（分析纯）国药集团购买。

试剂：氟化钠、碘化钾、可溶性淀粉、冰乙酸、硫氰酸钾、硫氰酸铵（分析纯，国药集团化学试剂有限公司），0.1 mol/L硫代硫酸钠标准滴定溶液（上海市计量测试技术研究院）。

1.2 仪器和设备

MS304S/01 电子天平（瑞士梅特勒—托利多仪器有限公司）；电位滴定仪905 Titrando 型，瑞士Metrohm 公司。

1.3 实验方法

分别采用GB 334459[4]、GB 29210[5]对实验样品进行检测。电位滴定法是通过电极电位的突跃来确定滴定终点，避免了人工主观因素和操作人员技术水平的影响，极大提高了分析结果的准确性，测量结果具有较高的准确度和精密度[6]，采用电位滴定结果与前两种方法结果做对比。

电位滴定法（以下称电位法）主要操作步骤为：称取约0.55 g 样品（精确至0.0001 g），加50 mL 水溶解，加入4 mL冰乙酸溶解，摇匀，加入2 g 碘化钾，暗处放置10 min，采用电位滴定仪滴定，滴定至20 mL 时，加入10 mL 硫氰酸钾溶液（100 g/L），继续滴定至终点。

2 结果与讨论

2.1 三种方法测定相同试样结果比较

分别使用三种方法对同一食品添加剂五水硫酸铜进行主含量检测，分别进行7 次平行测定，结果如表1 所示。

从表1 中可以看出三种方法的相对标准偏差（RSD）分别为0.046%、0.56%、0.023%。根据GB/T 27417-2017《合格评定 化学分析方法确认和验证指南》[7]中规定，当被测组分含量为100%时，实验室内变异系数（相对标准偏差）应≤1.3%，因此，三种方法测定五水硫酸铜主含量均符合要求。GB 29210 中相对标准偏差较大，主要是由于近滴定终点时，指示剂产生僵化现象，使反应速率变慢，使终点滞后，造成检验结果偏大[8]。GB 34459 能对五水硫酸铜有很好的准确检测效果。检测终点明显，平行滴定结果相对误差小。孙瑞卿[9]等研究加入KI 后，加入硫氰酸钾溶液和不加入硫氰酸钾溶液铜含量测定结果会明显偏低。因此，电位法在滴定反应中需要加入硫氰酸钾溶液，在滴定毫升数为20 mL 时加入硫氰酸钾溶液，主要是由于硫氰酸钾溶液只能在接近终点时加入，否则会因为I2的量过多，明显被硫氰酸钾溶液还原而使结果偏低。

表1 三种不同方法测定五水硫酸铜含量结果（单位：%）

2.2 两种方法测定含杂质样品含量结果

考虑到五水硫酸铜中会有杂质铁，硫酸亚铁的颜色和五水硫酸铜相似，因此本文分别使用添加了2%、5%和9%硫酸亚铁杂质的硫酸铜，使用两种方法进行检测，结果如表2、表3、表4 所示。

表2 两种不同方法测定含杂质2%五水硫酸铜含量结果（单位：%）

表3 两种不同方法测定含杂质5%五水硫酸铜含量结果（单位：%）

表4 两种不同方法测定含杂质9%五水硫酸铜含量结果（单位：%）

通过使用两种方法对含杂质五水硫酸铜含量进行检测，以平均值减去理论值得到的差值作为“抗杂质能力”，来评价各种方法的准确性。GB 34459 有比较好的抗杂质能力，铁杂质对五水硫酸铜含量测定结果影响不大，五水硫酸铜含量的“回收率”均在99.0%～99.9%，符合方法学的要求，能达到对五水硫酸铜含量的准确测定。随着杂质含量的提高，每种检测方法的“抗杂质能力”均变弱，这主要是由于铁杂质抑制了I2释放，造成实验结果偏低，建议在对含铁杂质较多的五水硫酸铜含量进行检测时，应该先采用氨水沉淀隐蔽铁杂质，然后调节酸度，可以达到对五水硫酸铜含量的准确滴定[10]。

GB 29210 由于没有加入掩蔽剂，导致抗杂质能力较差，引起滴定终点不明显，对于检验人员的技能要求较高，对于淀粉加入的时间点都有严格的要求，否则由于淀粉的吸附作用会降低五水硫酸铜含量检测的准确度。反应至近终点的时候，碘化铜沉淀会吸附和包裹I2，使定量的I2无法被全部滴定，会使结果偏低[11]。因此，在近终点时加入硫氰酸钾溶液可以消除碘化铜对I2吸附，达到准确测定五水硫酸铜含量的目的。

2.3 GB 34459 方法验证

选取本实验室三名检验员A、B、C，他们工作年限分别为1 年、2 年和5 年，外单位实验室两名检验员D 和E 分别按照GB 34459 方法对同一五水硫酸铜样品含量进行检测，其含量结果表5 所示。

表5 不同人员测定五水硫酸铜含量结果（单位：%）

通过不同层次人员对五水硫酸铜含量测定结果可以看出，测定结果最大绝对偏差为0.2%，表明GB 34459 可以适合不同层次人员对五水硫酸铜含量进行检测。且不同人员滴定结果相对偏差较小。说明该方法可以用于食品添加剂五水硫酸铜含量的检测。

2.4 F 检验

为了确定GB 34459 和电位法精密度是否有显著性差异，采用F 检验法分析含量测定数据，n=7，f=7-1=6，标准偏差s分别为：0.046%、0.023%，，查询置信度为95%时F 检验的表值得F表=4.28，F ＜F表，说明两组数据的精密度没有显著性差异。

3 结论

本文主要用两种不同方法测定五水硫酸铜的主含量，展示了两种方法的抗杂质能力，从结果可以看出：由于GB 29210中五水硫酸铜含量检测方法中滴定终点指示剂变色不敏锐，导致检测人员对终点的判断不及时，对检验人员经验要求高，容易造成检验结果偏高，产生“假阴性”结果。GB 34459 标准中硫酸铜主含量检测方法能准确滴定五水硫酸铜的主含量，而且相对标准偏差较小，终点变化明显，而且对于含杂质硫酸铜的主含量检测不易受干扰，不同人员检测结果绝对偏差小，通过统计学处理发现该方法和电位法精密度不存在显著性差异，适合于食品添加剂硫酸铜主含量检测。