啤酒中二氧化硫的检测方法

目前啤酒中二氧化硫的检测方法多种多样,如:甲醛—碘量法、通氮蒸馏—滴定亚liu酸测定法、yan酸副玫瑰苯胺比色法、化学分析仪流动注射分析法及流通计时电位分析法等。啤酒风味的变化主要是由于来自麦芽与麦汁的一些羰基化合物发酵时未得到充分还原而形成的，为此许多厂家为了保持风味稳定性，除在生产过程中尽量防止氧的摄入外，还采取在灌装前添加抗氧化剂的方法，SO2即属于此类添加剂，它既是还原剂又是杀菌剂，由于它是属于GRAS级的食品添加剂，安全而有效，在国外早已应用于啤酒行业。
啤酒中的二氧化硫主要来自于两个方面；一方面是啤酒酿造的原辅材料中，如啤酒花、辅料和麦芽等。另一方面是啤酒在发酵过程中酵母的代谢产生的二氧化硫。据相关资料显示，原料中94% 的二氧化硫在麦汁煮沸中挥发掉，因而啤酒中的二氧化硫主要来自于酵母代谢。可以认为，10～15mg/L 的二氧化硫是酵母产生的。大量不确定的因素可以影响二氧化硫的含量，包括麦汁成分、发酵工艺条件、酵母菌株与生理状况。麦汁中脂类含量与溶解氧量直接影响二氧化硫含量。麦汁中脂类含量增加，成品啤酒中二氧化硫含量急剧降低。而采用纯氧充氧的麦汁发酵过程中产生的二氧化硫含量明显降低。发酵工艺条件也影响着二氧化硫的含量，例如大量的文献报道了发酵压力与发酵温度直接影响成品啤酒中二氧化硫含量。研究发现麦汁的添加方式对发酵产生的二氧化硫含量也有着重要的影响。采用生理活性较弱的酵母进行接种发酵而产生的二氧化硫普遍低于正常发酵的情况。
1 直接碘量法
方法原理：啤酒中的SO2包括游离的和结合的，加入NaOH破坏其结合状态并使之固定，再用碘标准溶液进行滴定。
方法步骤：吸取NaOH溶液于碘量瓶中，再将样品以吸管尖插入NaOH溶液的方式加入到碘量瓶中，摇匀，盖塞。静置一段时间后，再加入少量冰块、淀粉指示剂、liu酸溶液，摇匀，用碘标准溶液迅速滴定至蓝色，30s内不变即为终点记下消耗碘标准溶液的体积。以水代替样品做空白试验，操作同上。
误差分析：由于样品中含有其他还原性物质，使测定值偏高。
优点：无需蒸馏，只需滴定操作，检测仪器简单，检测时间短、检测步骤方便、检测效率高，适用于大批量检测。
缺点:啤酒颜色影响滴定终点颜色的判定，肉眼分辨有影响。以水代替样品做空白试验没有考虑啤酒本底的影响。
2 甲醛—碘量法
直接碘量法对啤酒中二氧化硫含量的测定, 过程受其它还原性物质的干扰, 造成测定结果的准确度差，为了克服这个方面的缺点，李忠军和汪德荣[14]两位教授在2001年对直接碘量法进行了改进，并探讨了不同环境下的最佳分析条件。本法探讨了用甲醛作掩蔽剂碘量法测定啤酒中残留的二氧化硫，最佳分析条件为: pH 为3～4，甲醛用量为SO2 含量的2～4倍，掩蔽时间为4min,温度25～33℃，该法的检出限为2×10- 5 g/kg，可满足啤酒中二氧化硫的测定。
方法原理：二氧化硫在水溶液中主要以HSO3-及SO32-形式存在，天堂在线中文网在体系中加入掩蔽剂甲醛后，由于甲醛的氧化作用，体系中没有 存在，只有其它的还原性物质或离子消耗碘标准溶液[9]。而碘量法不加掩蔽剂，直接用碘标准溶液滴定，溶液中HSO3-及其它还原性物质和离子均消耗碘溶液，由两次滴定之差就扣除了干扰离子的影响，从而测得实际二氧化硫的含量。
方法步骤：将啤酒及缓冲溶液置于碘量瓶中，加淀粉溶液，用碘标准溶液滴定至溶液呈淡蓝色30秒不变色为止，记录体积V1；按同样分析步骤，加入适量掩蔽剂，测干扰空白体积V2，V1-V2即为体系中HSO3-所消耗的碘标准溶液体积，据此可计算出样品中的二氧化硫。
误差分析：与直接碘量法一样，此法亦受酸碱性影响，碱性过大，由于碱与I2反应生成IO- ，进而自身歧化成IO3- 和I- ，多消耗碘液，使测定结果偏高；且在强碱性溶液中甲醛与二氧化硫的掩蔽产物分解，掩蔽失效亦引起结果偏高。
优点：无需蒸馏，只需滴定操作，检测仪器简单，检测时间短、检测步骤方便、检测效率高，适用于大批量检测。消除了啤酒本底的影响。
缺点：啤酒颜色影响滴定终点颜色的判定，肉眼分辨有影响，控制条件太多。

3 盐酸副玫瑰苯胺法
方法原理：啤酒中游离的SO2被四钠吸收液吸收，生成稳定的络合物，再与甲醛和碱性品红作用，经分子重排生成紫红色的络合物[13]，这个紫红色的深浅和SO2的浓度成正比，从而根据测定颜色来确定啤酒中SO2含量。
方法步骤：首先配制二氧化硫标准系列溶液，以正己醇为消泡剂，向冷的未脱气啤酒中加入6种不同浓度的二氧化硫标准使用液(通过二氧化硫储备液加入汞稳定剂经稀释后配制)，再分别加入盐酸副玫瑰苯胺溶液，旋转混合后再加入甲醛溶液定容混匀。保温一段时间后取出，以未加标样的显色液作参比，于550nm测定吸光值，制作校准曲线的回归方程。以样品空白作参比，同法测定样品的吸光度，二氧化硫含量通过校准曲线线性回归方程计算求得。
误差分析：测定样品时，以标准的零管作参比液，未考虑啤酒样品本底的影响，因此会导致测定结果偏高。
优点: 操作简单，灵敏度高，再现性好，为我国标准GB／T5009．34规定的方法。
缺点：操作过程使用了有毒的四氯汞钠溶液，易对环境造成汞污染；检测时间较长；形成的络合物易与试样中干扰物质反应，进而影响实验结果；样品自身颜色也会对测定结果造成干扰。该法测得的是游离SO2与部分结合SO2 的总和。

4 盐酸副玫瑰苯胺比色法
盐酸副玫瑰苯胺法测得的是啤酒中游离SO2与部分结合SO2的总和，用该法测定样品时, 以标准的零管作参比液, 未考虑啤酒样品本底的影响, 因此会导致测定结果偏高。为了克服这几方面的缺点，张晓磊和蔡心尧[9]两位教授对该法进行了改进，在样品处理时加入氢氧化钠溶液后已将结合的SO2释放出来以游离态存在, 所以测定的结果是总SO2。并且以啤酒作本底绘制工作曲线,样品的测定中又通过空白的制备而消除了啤酒本底的影响, 因此测定结果更准确。
方法原理：啤酒中的SO2包括游离的和结合的，加入NaOH破坏其结合状态并使之固定，加入H2SO4又使SO2游离，游离的SO2被四钠吸收液吸收，生成稳定的络合物，再与甲醛和碱性品红作用，经分子重排生成紫红色的络合物，这个紫红色的深浅和SO2的浓度成正比，从而根据测定颜色来确定啤酒中SO2含量，与标准系列比色定量。

方法步骤：步骤同盐酸副玫瑰苯胺法，只是在样品和空白的制备上进行了改进。
样品的制备：吸取汞稳定剂及H2SO4 溶液于容量瓶中。用加有正己醇的量筒量取冷的未脱气啤酒至容量瓶中，旋转混合，加入NaOH溶液，旋转混合并保持15s，再加入H2SO4 溶液，加水至刻度，混匀。
空白的制备：用加有正己醇的量筒量取冷的未脱气的啤酒至容量瓶中，加入淀粉指示剂，然后用滴管滴加碘溶液，至蓝色不褪，再加入少许碘溶液，使碘稍过量，加水至刻度，充分混匀。
优点：操作较简捷，且具有较好的回收率与重复性，可满足产品质量控制分析的要求[16]，适合从事啤酒生产与质检的单位使用。
缺点：操作过程使用了有毒的四氯汞钠溶液，易对环境造成汞污染；检测时间较长；形成的络合物易与试样中干扰物质反应，进而影响实验结果；样品自身颜色也会对测定结果造成干扰。

5 通氮蒸馏一滴定亚硫酸测定法
方法原理：在酸性条件下通过蒸馏，用过氧化氢(H202)收集二氧化硫(SO2)，形成亚硫酸根后，再用碱进行滴定[17]。
方法步骤：将过氧化氢溶液置于收集瓶中，加入混合指示剂(溶液呈紫色)，再加入氢氧化钠溶液，待溶液呈橄榄绿色后，将收集瓶安装在蒸馏装置上。烧瓶中加入预先冷却的啤酒、乙醇、消泡用硅油和磷酸，之后，快速安装在蒸馏装置上，边通气边火焰加热一段时间。取下收集瓶并将瓶口以去离子水洗涤，而后用氧氧化钠溶液滴定至溶液呈橄榄绿色，计算亚硫酸含量。
优点：由于采用了双重冷凝管，被蒸馏出的水、乙醇、有机酸的量相对减少，所以对测定值不会带来影响。另外占用空间小，分析时间短，操作简便。同时避免了兰金法采用减压操作容易出现倒流的弊端，改为通气法[18]。
缺点：亚硫酸是不稳定的化合物，自样品取样至定量，其过程易产生误差；定量操作过程中，也容易出现亚硫酸的分解现象；要求快速取样给操作带来相当难度。