啤酒中二氧化硫的檢測方法

目前啤酒中二氧化硫的檢測方法多種多樣,如:甲醛—碘量法、通氮蒸餾—滴定亞硫酸測定法、鹽酸副玫瑰苯胺比色法、化學分析儀流動注射分析法及流通計時電位分析法等。啤酒風味的變化主要是由于來自麥芽與麥汁的一些羰基化合物發酵時未得到充分還原而形成的，為此許多廠家為了保持風味穩定性，除在生產過程中盡量防止氧的攝入外，還采取在灌裝前添加抗氧化劑的方法，SO2即屬于此類添加劑，它既是還原劑又是殺菌劑，由于它是屬于GRAS級的食品添加劑，安全而有效，在國外早已應用于啤酒行業。
啤酒中的二氧化硫主要來自于兩個方面；一方面是啤酒釀造的原輔材料中，如啤酒花、輔料和麥芽等。另一方面是啤酒在發酵過程中酵母的代謝產生的二氧化硫。據相關資料顯示，原料中94% 的二氧化硫在麥汁煮沸中揮發掉，因而啤酒中的二氧化硫主要來自于酵母代謝。可以認為，10～15mg/L 的二氧化硫是酵母產生的。大量不確定的因素可以影響二氧化硫的含量，包括麥汁成分、發酵工藝條件、酵母菌株與生理狀況。麥汁中脂類含量與溶解氧量直接影響二氧化硫含量。麥汁中脂類含量增加，成品啤酒中二氧化硫含量急劇降低。而采用純氧充氧的麥汁發酵過程中產生的二氧化硫含量明顯降低。發酵工藝條件也影響著二氧化硫的含量，例如大量的文獻報道了發酵壓力與發酵溫度直接影響成品啤酒中二氧化硫含量。研究發現麥汁的添加方式對發酵產生的二氧化硫含量也有著重要的影響。采用生理活性較弱的酵母進行接種發酵而產生的二氧化硫普遍低于正常發酵的情況。
1 直接碘量法
方法原理：啤酒中的SO2包括游離的和結合的，加入NaOH破壞其結合狀態并使之固定，再用碘標準溶液進行滴定。
方法步驟：吸取氫氧化鈉溶液于碘量瓶中，再將樣品以吸管尖插入氫氧化鈉溶液的方式加入到碘量瓶中，搖勻，蓋塞。靜置一段時間后，再加入少量冰塊、淀粉指示劑、硫酸溶液，搖勻，用碘標準溶液迅速滴定至藍色，30s內不變即為終點記下消耗碘標準溶液的體積。以水代替樣品做空白試驗，操作同上。
誤差分析：由于樣品中含有其他還原性物質，使測定值偏高。
優點：無需蒸餾，只需滴定操作，檢測儀器簡單，檢測時間短、檢測步驟方便、檢測效率高，適用于大批量檢測。
缺點:啤酒顏色影響滴定終點顏色的判定，肉眼分辨有影響。以水代替樣品做空白試驗沒有考慮啤酒本底的影響。

2 甲醛—碘量法
直接碘量法對啤酒中二氧化硫含量的測定, 過程受其它還原性物質的干擾, 造成測定結果的準確度差，為了克服這個方面的缺點，李忠軍和汪德榮[14]兩位教授在2001年對直接碘量法進行了改進，并探討了不同環境下的佳分析條件。本法探討了用甲醛作掩蔽劑碘量法測定啤酒中殘留的二氧化硫，佳分析條件為: pH 為3～4，甲醛用量為SO2 含量的2～4倍，掩蔽時間為4min,溫度25～33℃，該法的檢出限為2×10- 5 g/kg，可滿足啤酒中二氧化硫的測定。
方法原理：二氧化硫在水溶液中主要以HSO3-及SO32-形式存在，我們在體系中加入掩蔽劑甲醛后，由于甲醛的氧化作用，體系中沒有 存在，只有其它的還原性物質或離子消耗碘標準溶液[9]。而碘量法不加掩蔽劑，直接用碘標準溶液滴定，溶液中HSO3-及其它還原性物質和離子均消耗碘溶液，由兩次滴定之差就扣除了干擾離子的影響，從而測得實際二氧化硫的含量。
方法步驟：將啤酒及緩沖溶液置于碘量瓶中，加淀粉溶液，用碘標準溶液滴定至溶液呈淡藍色30秒不變色為止，記錄體積V1；按同樣分析步驟，加入適量掩蔽劑，測干擾空白體積V2，V1-V2即為體系中HSO3-所消耗的碘標準溶液體積，據此可計算出樣品中的二氧化硫。
誤差分析：與直接碘量法一樣，此法亦受酸堿性影響，堿性過大，由于堿與I2反應生成IO- ，進而自身歧化成IO3- 和I- ，多消耗碘液，使測定結果偏高；且在強堿性溶液中甲醛與二氧化硫的掩蔽產物分解，掩蔽失效亦引起結果偏高。
優點：無需蒸餾，只需滴定操作，檢測儀器簡單，檢測時間短、檢測步驟方便、檢測效率高，適用于大批量檢測。消除了啤酒本底的影響。
缺點：啤酒顏色影響滴定終點顏色的判定，肉眼分辨有影響，控制條件太多。

3 鹽酸副玫瑰苯胺法
方法原理：啤酒中游離的SO2被四鈉吸收液吸收，生成穩定的絡合物，再與甲醛和堿性品紅作用，經分子重排生成紫紅色的絡合物[13]，這個紫紅色的深淺和SO2的濃度成正比，從而根據測定顏色來確定啤酒中SO2含量。
方法步驟：首先配制二氧化硫標準系列溶液，以正己醇為消泡劑，向冷的未脫氣啤酒中加入6種不同濃度的二氧化硫標準使用液(通過二氧化硫儲備液加入汞穩定劑經稀釋后配制)，再分別加入鹽酸副玫瑰苯胺溶液，旋轉混合后再加入甲醛溶液定容混勻。保溫一段時間后取出，以未加標樣的顯色液作參比，于550nm測定吸光值，制作校準曲線的回歸方程。以樣品空白作參比，同法測定樣品的吸光度，二氧化硫含量通過校準曲線線性回歸方程計算求得。
誤差分析：測定樣品時，以標準的零管作參比液，未考慮啤酒樣品本底的影響，因此會導致測定結果偏高。
優點: 操作簡單，靈敏度高，再現性好，為我國標準GB／T5009．34規定的方法。
缺點：操作過程使用了有毒的四氯汞鈉溶液，易對環境造成汞污染；檢測時間較長；形成的絡合物易與試樣中干擾物質反應，進而影響實驗結果；樣品自身顏色也會對測定結果造成干擾。該法測得的是游離SO2與部分結合SO2 的總和。