专利名称：一种检测食品中二氧化硫的方法
技术领域：
本发明涉及一种二氧化硫检测方法，尤其涉及一种利用PCS多功能食品安全快速 检测仪检测食品中二氧化硫的方法。
背景技术：
在食品的生产加工过程中，为使食品保持其特有的色泽，厂商经常加入漂白剂等 色泽控制组分，依靠其所具有的氧化或还原能力来抑制、破坏食品的变色因子，使食品退色 或免于发生褐变。目前，在我国食品行业中，使用较多的组分是二氧化硫和亚硫酸盐，这类组分有一 定的腐蚀作用，在食品中过量使用会影响人体健康。尤其二氧化硫，它是对食品有漂白和防 腐作用，是食品加工中常用的漂白剂和防腐剂，使用二氧化硫能够使产品外观光亮、洁白。 但是，超量使用二氧化硫类添加剂，将损害胃肠道，导致恶心、呕吐，还会影响钙的吸收，促 进机体的钙丢失。因此，在食品中添加二氧化硫等有害组分都应加以限制。我国各地工商局、质监局对食品添加二氧化硫的行为打击力度很大，但是收效甚 微。例如，2006年，海南工商局查封、销毁了二氧化硫超标的大批广信榄、西马蹄、冰油梅、莲 藕糖、冬瓜条、香辣话榄、响螺肉、虾片、海鱼柳、提子、荞头、香榄等。2006年，宁波海曙区食 品安全监管中心查获、销毁了不合格食品24批，其中有5批为二氧化硫超标。2008年，湖北 仙居县工商局专门开展二氧化硫定量抽检专项行动，查获、销毁百合干、话梅王、话梅肉、珍 珠杏脯等大量有害食品，2008年，北京市食品安全办公室查获、销毁了蜂蜜京糕、山楂糕、泡 豇豆、小米辣、泡仔姜、杏肉、梅肉、牛肉干等18种二氧化硫超标的食品。2008年，香港食物 安全中心查获的19个肉类样本中二氧化硫超标，该有毒食品包含15个牛肉样本，4个猪肉 样本，已经全部强令下架。为什么二氧化硫超标有毒食品屡禁不止呢？这是因为，执法部门的检测手段太落 后，不能大规模、快速检测食品中的二氧化硫成分。例如，2008年，宁波市工商部门查获一批 “新鲜”荔枝、杨梅等是经二氧化硫浸泡的，属于“毒食品”。工商部门认为，鉴定这种毒食品 的方法，除了复杂、繁琐的实验室技术手段，就是“看”、“闻”。如果“看”着果形固定、容易存 放，那就有可能添加了二氧化硫、亚硝酸盐等防腐剂。如果“看”着外壳湿润而又不是浸在 冰水中，或者“闻”着有刺鼻异味，很可能在含有二氧化硫等防腐剂的水中浸泡过。这么说，除了复杂、繁琐的实验室技术手段，就只能靠“看”、“闻”了。例如，国标 GB/T 5009. 34-2003食品中亚硫酸盐的测定方法采用盐酸副玫瑰苯胺法利用分光光度计进 行测定和蒸馏法进行滴定分析，这两种方法前处理操作复杂、耗时长，且需要在实验室条件 下操作，在方便性上考虑较少，非专业人员难于操作，无法达到快速、成本低、便于推广应用 的现场检测的要求。“看”、“闻”操作简单，但是缺乏精确性，无法推广，更不能作为食品安全 执法的操作工具。因此，市场上迫切需要建立快速检测食品中的二氧化硫含量的方法及其 技术手段。
发明内容
本发明公开了一种简便易行的二氧化硫检测方法，发明了相关检测试剂，并设计 了相关硬件、软件产品。本发明所用的试剂为本发明的重要组成部分，主要包括A溶液含5-30%亚铁氧化钾溶液B溶液含15-45%乙酸锌溶液；C溶液含1-10%甲醛溶液；D溶液含0. 1-2%胺磺酸钠溶液；E溶液含0. 01-0. 15%盐酸副玫瑰苯胺溶液；F溶液含l-3mol/L氢氧化钠或氢氧化钾溶液。本发明用PCS多功能食品安全快速检测仪进行快速检测。该设备是一种集食品、 水质分析，定量检测，谱图扫描，时间扫描四大模块于一体的多功能食品安全快速检测仪， 有效克服了传统的实验室检测仪器体积较大、成本高、分析方法复杂的局限，该仪器具有体 积小、重量轻、稳定性好、便于携带以及操作简单、检测速度快、检测结果准确、检测效率高、 自动化程度高等特点。可满足质监、工商、农业、卫生等监督执法部门以及批发市场、超市、 餐厅、酒店等单位的快速检测需求。通过申请人实验发现，本发明的PCS多功能食品安全快 速检测仪能够快速、有效的检测出食品中二氧化硫的含量。经检索，相关的利用PCS多功能 食品安全快速检测仪，以及应用该设备检测食品中二氧化硫的方法的研究成果和专利文献 均未见有报道。本发明的目的之一在于提供一种集食品、水质分析，定量检测，谱图扫描，时间扫 描四大模块于一体的PCS多功能食品安全快速检测仪。本发明中的“食品”是各种可以食 用的最终制品、半成品、食品和饮料加工原料、农渔果菜产业原始收获产品等，具体而言，本 发明中的“食品”包括但是不限于饮料、果汁、奶制品、粥、水、各种液体、胶状、乳状可食用制 品，以及固体食品、米面、肉、鱼、菜、果等各种自然产品。本发明采用友好的人机交互界面对仪器进行控制，实现数据查询、采集、统计、分 析、打印、网络传输等功能，满足不同客户的需求，可以检测食品添加剂、农药残留、二氧化 硫、甲醛、各种色素等数十项食品分析指标以及余氯、铅、六价铬、砷、汞、镉等多种水质分析 指标。该仪器具有体积小、重量轻、稳定性好、便于携带以及操作简单、检测速度快、检测结 果准确、检测效率高、自动化程度高等特点，可满足质监、工商、农业、卫生等监督执法部门 以及批发市场、超市、餐厅、家庭、酒店等单位的快速检测需求。本发明采用的测量方法是以朗伯比耳定律为理论基础，基于物质对光的选择吸收 而建立起来的分析方法，设计成一种PCS多功能食品安全快速检测仪。采用光谱仪作为原 始数据采集方式，以卤素钨灯作为光源，通过软件工作站可获取其连续谱图；采用非对称式 C-T结构光路，扫描范围覆盖可见光区，波长准确度可达0. 5nm,并且严格按照每种检测项 目的最大吸收峰进行检测。该仪器分析过程简单快捷，检测精度、波长准确度、信噪比都远 远高于目前市场上已有的仪器，解决了方法受波长限制的缺点。本发明的PCS多功能食品安全快速检测仪包括一个生化数据采集终端101、一个 电子数据分析终端103，所述电子数据分析终端103包含一计算机主机401、一显示器402 ； 所述计算机主机401与显示器402有电连接；所述生化数据采集终端101通过USB电源线连接到所述计算机主机401 ；所述生化数据采集终端101采用光谱仪作为原始数据采集方 式获取连续谱图，还采用非对称式C-T结构光路，扫描范围覆盖可见光区，针对每种检测项 目的最大吸收峰进行检测。 所述生化数据采集终端101通过电子数据传输单元102与所述电子数据分析终端 103连接；所述计算机主机401包含电子信息处理模块403 ；所述电子数据传输单元102把 数据传输给所述电子信息处理模块403后，所述显示器402通过一图形界面显示所述电子 信息处理模块403的处理结果。 所述生化数据采集终端101包括单片机信号采集部分501和光路部分502，所述光 路部分501包括光源601、光源调节及散热设备602、光源驱动电路603、分光系统604、信号 检测模块605。所述电子数据分析终端103配置连接一个软件工作站702，所述软件工作站702包 括检测软件平台801、数据库802、数据上传软件平台803、网络通讯模块804、USB通讯模块 805,232通讯模块806 ；所述软件工作站702还连接到一个数据输入装置901。所述生化数据采集终端101包含一数据采集模块301、一定量检测模块302、一谱 图扫描模块303和一时间扫描模块304 ；所述定量检测模块302与所述数据采集模块301 有电连接，数据采集模块301接收定量检测模块302的信号并通过所述电子数据传输单元 102传送到所述电子数据分析终端103 ；所述谱图扫描模块303与所述数据采集模块301有 电连接，所述数据采集模块301所述接收所述谱图扫描模块303的信号并通过所述电子数 据传输单元102传送到所述电子数据分析终端103 ；所述时间扫描模块304与所述数据采 集模块301有电连接，所述数据采集模块301接收所述时间扫描模块304的信号并通过所 述电子数据传输单元102传送到所述电子数据分析终端103。所述生化数据采集终端101为模块化构件，包含可选配的特定功能测试试剂和附 件箱。所述生化数据采集终端101还可包括可选配的食品安全检测专用试剂和可选配的样 品预处理箱、检测项目。所述生化数据采集终端101还包含一凹面平场全息光栅，以及一钨 灯光源。具体而言，本发明的PCS多功能食品安全快速检测仪，包括生化数据采集主机、信 息处理显示计算机、软件工作站、快速检测专用试剂箱、样品预处理箱等。如图1，所述主机 包括一个生化数据采集终端101，所述生化数据采集终端101主要包括单片机信号采集部 分501和光路部分502，光路部分501是一个光电模组，包括光源601、光源调节及散热设备 602、光源驱动电路603、分光系统604、信号检测模块605。所述光路部分501与一个比色池 701配置在同一组件中。如图1，所述电脑优选笔记本计算机，配置连接软件工作站702、电子数据传输单 元102，主机和笔记本电脑通过电子数据传输单元102连接并传送电子数据，主机由USB供 电驱动控制，电脑直接供电，不需要外接工作电源或电池供电。电子数据传输单元可以单独 设置组件，也可以包含附载到生化数据采集终端101、电子数据分析终端103的构件，例如 串口、并口、USB、红外、蓝牙等通讯设备，优选为USB设备。所述电子数据传输单元102，如 为USB设备，则包含一 USB插口 201，对应地，所述电子数据分析终端103包含一个USB插口 202，且 USB 插口 201 可插入 USB 插口 202。所述软件工作站702包括如下工作模块检测软件平台801、数据库802、数据上传软件平台803、网络通讯模块804、USB通讯模块805、232通讯模块806，所述软件工作站 702还通过计算机连接到一个数据输入装置901，如鼠标和键盘等。所述软件工作站702的 数据处理过程和结果可以通过显示器402显示。如图2，所述生化数据采集终端101包含一数据采集模块301、一定量检测模块 302、一谱图扫描模块303和一时间扫描模块304。定量检测模块302与数据采集模块301 有电连接，数据采集模块301接收定量检测模块302的信号并通过电子数据传输单元102 传送到电子数据分析终端103 ；谱图扫描模块303与数据采集模块301有电连接，数据采集 模块301接收谱图扫描模块303的信号并通过电子数据传输单元102传送到电子数据分析 终端103 ；时间扫描模块304与数据采集模块301有电连接，数据采集模块301接收时间扫 描模块304的信号并通过电子数据传输单元102传送到电子数据分析终端103。所述生化数据采集终端101为模块化构件，包含可选配的特定功能测试试剂和附 件箱、可选配的食品安全检测专用试剂和可选配的样品预处理箱、检测项目。所述生化数据采集终端101还包含一凹面平场全息光栅、一钨灯光源。所述电子数据传输单元102与电子数据分析终端103相结合，可实现数据查询、采 集、统计、分析、打印、网络传输等功能。通过简单易学的WINDOWS操作界面，可得到完全直 观的中文报告。如图2，所述电子数据分析终端103包含一计算机主机401、一显示器402。计算 机主机401与显示器402有电连接；计算机主机401包含一获取、分析从电子数据传输单元 102传送来的电子信息的处理模块403 ；处理模块403的数据处理结果在显示器402通过一 图形界面得以显示，显示器402可以显示、比对至少一个检测项目的质量指标标准曲线。本发明公开的PCS多功能食品安全快速检测仪采用国际上先进的高集成度的光 电子元器件和计算机技术，实现仪器的数字化、智能化，操作简单，适用于非专业人员的现 场快速测定。样品处理后加入所要检测项目的检测试剂，放入仪器检测池内，通过工作站软 件操作，可得到检测结果并自动判断。该检测仪具有结果直读、人机界面友好、操作方便的 特点，它能同时进行食品和水质等数十个检测项目的现场快速测定。本发明可满足质监、工 商、农业、卫生等监督执法部门以及集贸市场、果蔬批发市场、超市、餐厅、酒店等单位的快 速检测需求。仪器的分析方法大多采用国家标准分析方法，检测结果与国家推荐标准方法 具有可比性，多项技术指标处于国内领先地位。利用上述新设备，本发明针对现有技术的不足，提供了一种便于携带以及操作简 单、无需配制样品标准溶液、检测速度快、检测结果准确、检测效率高的二氧化硫检测方法。该二氧化硫检测方法包括以下步骤样品预处理；调用相关检测模块；设置检测 参数；调取预定程式；操作预定程式；读取检测结果。具体而言，本发明的方法包括如下步 骤1、样品预处理；2、开机，进入检测主界面，调用食品质量分析模块，进入“定量检测”界面，将“检测 项目，，设置为二氧化硫，“产品类型”根据实际的产品类型设置；3、按照该仪器软件“定量检测”界面上的二氧化硫检测说明书的步骤(预定程式) 进行操作；4、直接读出检测结果。
其中，步骤1所述的样品处理方式的实际情况为①水溶性固体样品如白砂糖等，液体样品如葡萄酒等，直接加水定容。②固体样品饼干、粉丝等，剪碎，加水振荡提取(或超声提取)，若上层溶液不澄 清，加入检测试剂A溶液和B溶液再定容，必要时取上清液脱色，过滤备用。步骤3中二氧化硫检测说明书的操作方法分为前期准备和检测步骤，前期准备实 际情况为先准备样品管(A管)，加入5mL样液，加入检测试剂C溶液和D溶液，混勻；取另 一支10mL比色管(B管)，加入检测试剂E溶液。然后向A管中加入F溶液，混勻后迅速将 A管溶液加入B管，摇勻待测。空白管内加入5mL蒸馏水替代样液，其余步骤与样品管相同。上述步骤3的检测步骤实际情况为①将装有空白溶液的比色皿放入检测仪器，点击“校正”。②当提示“校正完成”后，将装有样品的比色皿放入检测仪器点击“检测”，当检测 结果在下方显示时，检测完成，可进行下一个样品的检测。本发明利用PCS多功能食品安全快速检测仪，严格按照二氧化硫的最大吸收峰进 行检测，波长准确度可达0. 5nm，检测精度远远高干采用发光二极管的仪器，实现了对食品 中二氧化硫的快速定量检测。本发明的显著效果是检测者在使用时无需配制样品标准溶液，只需进行简单的 样品预处理，然后进行空白校正和样品检测即可实现对待测样品的二氧化硫指标的快速、 准确度高的定量分析结果，大大提高了检测效率。另外，PCS多功能食品安全快速检测仪体 积小，便于携带，可方便地进行现场检测，大大提高了工作效率。本发明利用PCS多功能食品安全快速检测仪，分析方法采用国家标准的分析方 法，检测结果与国家推荐标准方法具有可比性，多项技术指标处于国内领先地位，是一种快 速、高效、准确的检测方法。
图1为本发明的PCS多功能食品安全快速检测仪组成框架图。图2为本发明的PCS多功能食品安全快速检测仪光电组件和软件工作站结构图。图3为本发明PCS多功能食品安全快速检测仪的二氧化硫定量检测界面。
具体实施例方式下面结合附图3进一步说明本发明是如何实现的实施例1利用PCS多功能食品安全快速检测仪检测白砂糖中的二氧化硫含量称 取白砂糖2. 5g，加水溶解，定容至50mL，摇勻备用。开机，进入PCS多功能食品安全快速检 测仪的检测主界面，点击“食品质量分析”模块，进入“定量检测”界面，将“检测项目，，设置 为二氧化硫，“产品类型”设置为白砂糖。然后按照该仪器软件“定量检测”界面上的“二氧 化硫检测说明书”的步骤进行操作。最后在检测界面上直接读出检测结果。结果可以保存、 打印和上传。“二氧化硫检测说明书”的步骤如下①样品管取一支10mL比色管(A管)，加入5mL样液，加入lmLC溶液，加水至 10mL，加入0. 5mLD溶液，混勻，开盖放置lOmin ；取另一支10mL比色管(B管)，加入lmLE溶
7液。向A管中加入0.2mLF溶液，混勻，迅速将A管溶液加入B管，摇勻，室温(20°C )放置 7min，测定。②空白管内加入5mL蒸馏水替代样液，其余步骤与样品管相同。③将装有空白溶液的比色皿放入检测仪器，点击“校正”。④当提 示“校正完成”后，将装有样品的比色皿放入检测仪器点击“检测”，当检测 结果在下方显示时，检测完成，可进行下一个样品的检测。实施例2利用PCS多功能食品安全快速检测仪检测浓缩果汁中的二氧化硫含量 取lmL，加水定容至20mL，摇勻，浓度大时可以进一步稀释，必要时过滤备用。开机，进入PCS 多功能食品安全快速检测仪的检测主界面，点击“食品质量分析”模块，进入“定量检测”界 面，将“检测项目，，设置为二氧化硫，“产品类型”设置为白砂糖。然后按照该仪器软件“定 量检测”界面上的“二氧化硫检测说明书”的步骤进行操作。最后在检测界面上直接读出检 测结果。实施例3利用PCS多功能食品安全快速检测仪检测粉丝中的二氧化硫含量称取 1. 5g粉丝，剪碎，加水25mL振荡提取(或超声提取)15min,若上层溶液不澄清，加入A溶液 和B溶液各lmL，然后用水定容至30mL，振摇，放置5min，必要时取20mL上清液加入0. 2g活 性碳脱色，振摇2min，过滤备用。开机，进入PCS多功能食品安全快速检测仪的检测主界面，点击“食品质量分析” 模块，进入“定量检测”界面，将“检测项目，，设置为二氧化硫，“产品类型”设置为白砂糖。 然后按照该仪器软件“定量检测”界面上的“二氧化硫检测说明书”的步骤进行操作。最后 在检测界面上直接读出检测结果。数据可以查询、统计、分析、打印等，并进行网络传输。实施例4利用PCS多功能食品安全快速检测仪检测粉丝中的二氧化硫含量制备 下述溶液A溶液含5-30%亚铁氰化钾溶液；B溶液含15-45%乙酸锌溶液；C溶液含1-10%甲醛溶液；D溶液含0. 1-2%胺磺酸钠溶液；E溶液含0. 01-0. 15%盐酸副玫瑰苯胺溶液；F溶液含l-3mol/L氢氧化钠或氢氧化钾溶液。样品处理步骤为①水溶性固体样品白砂糖称取2. 5g，加蒸馏水溶解，定容至50mL，摇勻备用。②固体样品饼干称取1. 5g样品，粉碎，加蒸馏水25mL振荡提取(或超声提 取)15min，若上层溶液不澄清，加入A溶液和B溶液各lmL，然后用水定容至30mL，振摇，放 置5min，必要时取20mL上清加入0. 2g活性碳脱色，振摇2min，过滤备用。③液体样品如葡萄酒等取lmL，加蒸馏水定容至20mL，摇勻，必要时过滤备用。操作方法为①样品管取一支IOmL比色管(A管)，加入5mL样液，加入ImLC溶液，加蒸馏水至 IOmL刻度线，加入0. 5mLD溶液，混勻，开盖放置IOmin ；取另一支IOmL比色管(B管)，加入 ImLE溶液。向A管中加入0. 2mLF溶液，混勻，迅速将A管溶液加入B管，摇勻，室温(20°C ) 放置7min，进行检测。
②空白管内加入5mL蒸馏水替代样液，其余步骤与样品管相同。
③将装有空白液的比色皿放入检测仪器，点击“校正”。④点击校正后，弹出“正在获取数据请稍后”对话框，此时不能进行任何操作。当该 对话框消失后，将装有样品的比色皿放入检测仪器点击“检测”，当检测结果在下方显示时， 检测完成，可进行下一个样品的检测。⑤若需要将数据传到数据库，点击“上传数据库”即可。
权利要求
一种检测食品中二氧化硫的方法，其特征在于，所述方法使用PCS多功能食品安全快速检测仪为检测设备，所述检测设备采用光谱仪作为原始数据采集方式获取连续谱图，扫描范围覆盖可见光区，针对每种检测项目的最大吸收峰进行检测；所述方法包括如下步骤S1.样品预处理；S2.调用检测模块；S3.设置检测参数；S4.调取预定程式；S5.操作预定程式；S6.读取检测结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤Sl中，对水溶性固体样品或者液 体样品，直接加水定容。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤Sl中，对固体样品碎化后加水振 荡提取或超声提取，若上层溶液不澄清，加入检测试剂A溶液和B溶液再定容，必要时取上 清液脱色，过滤备用；所述A溶液含5-30%亚铁氰化钾溶液；所述B溶液含15-45%乙酸锌 溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中，执行的预定程式分为前 期准备和检测步骤，前期准备为准备样品管(A管)，加入5mL样液，加入检测试剂C溶液 和D溶液，混勻；取另一支IOmL比色管(B管)，加入检测试剂E溶液。然后向A管中加入 F溶液，混勻后迅速将A管溶液加入B管，摇勻待测；检测步骤为将装有空白溶液的比色皿 放入检测仪，执行校正；校正完成后，将装有样品的比色皿放入检测仪执行检测命令。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述C溶液含1-10%甲醛溶液；所述D溶 液含0. 1-2%胺磺酸钠溶液；所述E溶液含0. 01-0. 15%盐酸副玫瑰苯胺溶液；所述F溶液 含l-3mol/L氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
全文摘要
本发明公开了一种检测食品中二氧化硫的方法，包括以下步骤1)样品进行简单的预处理；2)开机，进入检测主界面，点击食品质量分析模块，进入“定量检测”界面，将“检测项目”设置为二氧化硫，“产品类型”根据实际的产品类型设置；3)按照该仪器软件“定量检测”界面上的二氧化硫检测说明书的步骤进行操作；4)直接读出检测结果。本发明的特点在于检测者在使用时只需进行简单的样品预处理，然后进行空白校正和样品检测，即可快速得到准确度较高的食品中二氧化硫指标的定量分析结果。该方法操作简单，检测速度快、检测结果准确、检测效率高。
文档编号G01N21/31GK101865830SQ20091008243
公开日2010年10月20日 申请日期2009年4月17日 优先权日2009年4月17日
发明者于宽, 张晓梅, 桑华春, 祝晓芳 申请人:桑华春