电位滴定法在食品安全检测中的应用

贾晓婷 刘永欣

随着经济的不断提升，市场上的食品种类越来越多样化，致使食品检测工作量快速攀升，于是食品检测领域的自动化发展已经成为必然。其中，电位滴定作为较为适用的一种方法已经实现了较高的自动化，极大地推动了食品检测效率的提升。本文就电位滴定法在食品安全检测中的应用及其优势进行了梳理和总结。

一、电位滴定法概述

滴定技术是通过使用能够与被检测对象发生反应的反应试剂，使之与被检测对象发生反应，从而对被检测物质的存在性以及量值进行检验。滴定技术包括酸碱滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定等类型，本文主要阐述电位滴定在食品检测中的应用。

电位滴定法主要根据被检测物的电位变化情况进行检测。被检测物在配置成为溶液后，均能表现出一定的电位属性，通过加入反应试剂，被检测物溶液由于成分出现显著的变化，因此电位会产生较大的改变，通过检验反应试剂加入前后的电位变化情况，即可得出检测物的存在情况以及量值。

与其他利用电位进行检测的方法相比，电位滴定法无需对溶液的电位进行更加精准的测量，检测环境对结果的影响也极小，温度的变化、溶液的电位情况等均不会对最终的检测结果造成影响，因此该检测方法得到了极为普遍的运用。

二、滴定检测实验需要的

基本裝置以及具体使用要求

进行电位滴定实验时，需要使用以下基本装置：滴定实验反应的反应池装置、滴入反应试剂的取液滴液装置、电位变化情况监控使用的电极装置、参照的电极装置、搅拌器以及电势测量的设备。以上所有基础装置应按照图1完成连接。

选择取液滴液设备时，要根据取液对象的体量选择常规等级的设备，或能够进行微量或半微量操作的特殊类型设备。选择电极类型时，要根据实验的具体种类确定。如果是酸碱类型的实验，应当使用pH指示类型的电极;如果是氧化反应类型的实验，应当使用氧化敏感性更高的铂电极;如果是络合类型的实验，应当使用EDTA类型的反应试剂，并且配合使用钙或者铜的离子电极;如果是沉淀类型的实验，则应当采用硝酸银的反应试剂以及银的离子电极。

目前在食品检测中使用电位滴定法时，一般是使用设备自动检测，用于食品检测的电位滴定自动化检测设备包括国产以及进口类型，可以实现全过程的自动化检测以及结果的自动生产。该种类型的设备能够对食品中的营养物质存量以及食品中残存的挥发性等物质进行多样检测，具有检测速度快且效率高的优势。

三、电位滴定法在食品检测

中的具体应用及其优势

1.检测食用盐中的活性碘离子。两点法是滴定实验中一种准确性较高的简化方法，是对传统滴定方法进行科学简化后产生的具备普及价值的实验方法。传统滴定法在使用过程中需要通过多次小剂量的滴定实验对终点数据进行更为精准的检测，因此即便采用自动化的模式，传统滴定方法仍然需要较长的实验周期，在人工操作阶段甚至存在精准度较低的问题。由孙晓丽提出的针对活性碘离子进行的滴定方法，是两点法中一种有效的运用方式，通过接近终点的两次实验，即能准确获取终点数据。由赵卫京提出的电位突跃的运用，能够通过数据直接证明自动化在滴定方法中的准确性明显高于人工操作。因此，使用自动化技术下的两点法对食盐中的活性碘离子进行检测，不但效率极高，并且实验成本相对较低。

2.检测食品中SO2的残留情况。SO2能够较好地改善食品外观，但其对人体的伤害也极为显著，能够造成永久性伤害，在使用总剂量过大的情况下甚至可能威胁生命。按照国家标准规定，针对SO2残留情况进行滴定检测时，需要对被检测的食品样本进行蒸馏处理，但这一过程需要较长的时间，并且在蒸馏完成后需要加入淀粉来指示颜色，淀粉加入过程则会导致实验的重复性极差。随着检测方法的不断升级，具有较高重复性的间接形式取代原有形式，能够对包括葡萄酒在内的检测对象进行SO2的定量检测，但精准性较差。目前采用的定氮与自动滴定联合的方法，能够将实验总时长控制在8min左右，并且精准度较高，因此使用较为普遍。

3.检测食品中的过氧产物。食品发生过氧化反应出现过氧化物，往往意味着食品已经发生变质问题，因此对过氧产物进行检测是检验食品是否存在变质问题的重要方法。通过电化学、光谱、色谱等多种检测方法均能够对过氧产物进行检测，使用滴定方法同样能够对过氧产物的存在以及存量进行极为精准的测量。

针对过氧产物的检测过程非常简单，终点值的获取较为便宜，人工操作与自动操作的差别并不大。因此，针对食品中的过氧产物进行检测时，可以根据检测对象的总量选择适合的方法。如果样本总量较少，而人工操作对于样本的需求较小，可以较为有效地控制单次检测的成本;如果样本总量较多，则可以使用自动化的检测模式，实现对样本的高精度检验。

针对过氧化反应较为明显的糕点类食品进行滴定实验时，主要通过颜色对比来获得最终的检测数据。

4.检测食品中的“酸”。食品整体的酸性表现、食品中需要包含的酸的含量、不应出现的酸的存在以及存量、酸的总含量等，均属于食品检测的重要内容。使用滴定的实验方法，能够对食品中的“酸”进行有效检测。

（1）针对食品自身的酸性表现进行检测。很多食品的酸性表现与食品的质量存在显著的正相关，其中最具代表性的是食用油。食用油本身具备一定的酸性，而且不同品质的食用油酸性相差较多，如果食用油的酸性表现与标准规定相差较多，就意味着丧失了基础的食用功能。对食用油而言，整体的酸性或者标准规范下的“酸价”越低，意味着品质越高。如果油脂的酸价过高，则可能出现食用后胃肠不适等情况，因此极有必要对此类食品的酸性表现进行检测。

对非水溶性质的油脂等食物进行滴定检验时，普遍采用的溶剂配置方法包括加温配置以及非加温状态下的油脂类型溶液配置。通过对各种常见油脂以及肉类等检测对象检测结果的统计可知，冷溶液配置形式的检测结果更为精准。因此当前对油脂等大多采用自动的冷溶液检测方法，而且在检测过程中使用二次作图的方法进行辅助，能够进一步提升检测的精准性。

（2）针对还原反应较为敏感的抗化学酸进行检测。在食品当中，部分酸的存在必要性极为显著，其中最具代表性的是抗坏血酸，即人体必需维生素当中的维生素C。维生素C在人體新陈代谢中能够表现出极为强势的解毒效果，并且由于具备极高的还原敏感度，能够有效清除人体中存在的自由基，延缓人体的衰老过程，还能对癌症的预防起到较为显著的作用。

对抗坏血酸进行检验时，光谱、色谱等检测方法也能够得到较为准确的检测结果，但采用滴定方法进行检测时，由于溶液的变化情况对检测结果的影响较小，因此当前检测抗坏血酸物质时采用滴定方法更为普遍。

需要进行抗坏血酸检测的食品，大多为水果以及水果制品、蔬菜以及蔬菜产品等。在实验过程中，一般采用反应效果较为显著的KI离子作为反应物质，通过KI离子中碘反应的情况，工作人员能够极为准确地测定被检测食品中含有的抗坏血酸总量。

（3）对粮食中游离状态的脂肪酸值进行检测。在粮食检验中，游离状态的脂肪酸数值能够较为显著地标识出粮食当前的质量。如果粮食品质较高，其游离的脂肪酸值就较低，而脂肪酸值上升普遍代表粮食品质下降。但在粮食检测过程中，研究者逐渐发现单纯依靠游离的脂肪酸值判定粮食质量存在一定的偏颇，而根据王锦云、黄少华等研究人员的研究成果，在检测中加入对氨基酸形态氮元素的检测，能够获得更为全面和准确的检测结果。

此外，根据王锦云、黄少华的实验统计，对游离的脂肪酸进行检验时，人工检测结果和自动检测结果的偏差较小，因此滴定方法在食品检验中不仅能够对大体量的实验对象完成检测，还能够对小剂量的检测对象完成精度较高的检测。需要注意的是，由于脂肪酸能够在空气中二氧化碳的影响下产生活性变化，因此要严格控制滴定的速度。

（4）对食品中的酸量总值进行检测。对食品的总体酸值进行检验，一般是检验食品中的氢离子总量，主要针对酒类、饮料、各种乳品、果蔬制品、淀粉类的食品以及调味品等，酸值对这些食品的质量影响较大。

传统的滴定方法在进行此类检测时需要的时间较长，为了满足大规模检验的需要，对总体酸值进行检验一般采用间隔滴定的方法，这是在两点法基础上发展而来的一种检测方法，能够在有效提高检测效率的基础上，确保检验的准确率。

5.检测总体含糖量。使用滴定的方法，能够对食品中含有的所有糖类进行检测。食品中含有的糖包括常见的蔗糖、果糖、乳糖等类型，也包括能够直接吸收使用的单糖以及与单糖性质类似、还原表现较为显著的淀粉等。

含糖总量能够体现出食品的品质，在人们对食品的要求越来越高的背景下，还需要对食品含糖的类型以及精准的含量进行测量。滴定的方法能够对食品的含糖情况进行较为基础的测量，然而由于糖类部分构成物质的化学性质较为活泼，在检测过程中发生变性的比例较高，导致滴定方法的检测结果比其他类型的检测结果数值较大，因此在进行精准检测时一般不使用滴定的方法。不过，在测量总量较大的情况下，由于滴定的方法能够在较短的时间内获取大量的准确检测结果，因此同样具备一定的普及性。

四、结语

随着大量新型食品的出现，食品检测行业必须能够满足大量检测以及准确检测的需求。电位滴定作为食品检验中较为常用的类型，在自动化过程中依然能够保持极高的准确度，并且能够实现效率更高的检测，因此更能够适应当前的社会需求，并能够在很大程度上对食品检测整体行业的发展起到显著的影响，因此通过技术改进促进电位滴定方法的发展，是提升食品检验能力的重要途径。