廣西地方標準《甘蔗品質的分析方法第7部分：可溶性二氧化硅的測定》（征求意見稿）編制說明一、項目來源根據《廣西壯族自治區市場監督管理局關于下達2020年第二批廣西地方標準制訂項目計劃的通知》(桂市監函﹝2020﹞1832號)精神，由廣西壯族自治區農業科學院提出，由廣西壯族自治區農業科學院農產品質量安全與檢測技術研究所、廣西標準化協會、農業農村部甘蔗品質監督檢測測試中心（南寧）、廣西大學、廣西農業職業技術學院共同起草廣西地方標準《甘蔗品質的分析方法第7部分：可溶性二氧化硅的測定》（項目編號：2020-02181）。二、項目背景及目的意義隨著我國市場經濟的發展以及人們生活水平的不斷提高，人們對食糖需求不斷加大、質量要求也同步提高，其中食糖的主要來源之一為甘蔗制糖業。而目前廣西作為全國最大的甘蔗種植區域，蔗糖產量與其他蔗糖產區相比，占全國蔗糖產量比重最大。自1994年以來，廣西的白砂糖產量均居全國首位，產量維持在全國總產量的60％以上。2014年自治區黨委和政府提出了建設甘蔗“雙高”基地的重大決策，并在全區范圍內推動了以“規模化、良種化、機械化和水利化”為核心內容的500萬畝“雙高”基地建設；2016年提出“糖業二次創業”重振“甜蜜產業”的號召，把未來廣西制糖產業重點放在甘蔗種植、加工制造與綜合利用、市場與服務體系三大板塊上。據統計，2016年廣西種植甘蔗面積為110.06萬平方千米,產蔗量7478萬噸，產糖量791.5萬噸，同比增長14％，占全國總產量60.61％，蔗農種蔗總收入為350億元；近年來，糖料蔗種植面積約1230萬畝，糖產量約616萬噸，占全國食糖總量的60%以上，綜合產值近800億，涉及蔗農2000萬人。區內50多個縣（市、區）財政收入主要來源于糖業，涉糖稅收占財政收入30％～70％。全區31個糖業集團擁有糖廠104家，日均榨糖能力67萬噸，平均單廠日榨能力6400噸，為全國平均數的兩倍；綜合利用量41％，處于全國領先水平。甘蔗是制糖工業的主要原料，從國民經濟意義上來看，不單要求高產量，同時還要求有高品質。在制糖生產中甘蔗成分的變化影響甘蔗制糖過程。在日常分析里，除分析甘蔗纖維分、蔗糖分、還原糖分、蔗汁重力純度外，還需分析蔗汁中硫酸鹽含量、氯化物含量、可溶性二氧化硅含量、膠體含量和總氮含量等。蔗汁中含有較多的硅酸，這是甘蔗有別于甜菜的特點之一。二氧化硅的溶解是一個化學反應過程，可溶態的二氧化硅是一個單體的初始態，通常稱為單硅酸，在高濃度和高溫下，單硅酸迅速發生聚合反應，先生成低分子量的多硅酸，繼而變成膠體粒子的較大聚合體。硅酸以溶膠狀態存在，在制糖過程中是一種有害的非糖分。特別是磷酸值對硅酸加三價氧化物的比值，在蔗汁澄清過程中對沉降特性及泥汁百分數有很大的影響，在蒸發罐中有硅酸所生成的積垢很難除去。而且在煮糖結晶時，硅酸積聚在晶體上，對糖制品質量產生不利影響。因此，甘蔗糖廠在開榨前，必須先由各個蔗區采樣進行品質分析，需要測定蔗汁中可溶性二氧化硅，了解硅酸含量，以便為生產管理和工藝條件的控制提供依據，以保證糖廠獲得優質原料蔗及糖制品，提高糖廠的經濟效益。蔗汁本身含可溶性二氧化硅的量，通常用每100g固溶物所含的二氧化硅（SiO2）克數表示。目前對蔗汁可溶性二氧化硅含量的測定及計算表示沒有標準，以致在蔗汁品質判定及制糖工藝優化上沒有具體的標準可依。通過制定廣西地方標準《甘蔗品質的分析方法第7部分：可溶性二氧化硅的測定》，以標準為抓手，統一規范蔗汁可溶性二氧化硅測定的原理、試劑、儀器設備、測定步驟、計算及結果表示、精密度等內容要求，用標準化和規范化將更好指導制糖企業開展甘蔗可溶性二氧化硅的測定，確保蔗汁可溶性二氧化硅測定數據科學、精確，對制糖產業發展以及促進甘蔗科學研究和甘蔗工農業生產具有重要的意義。三、項目編制過程（一）成立標準編制工作組廣西地方標準《甘蔗品質的分析方法第7部分：可溶性二氧化硅的測定》項目任務下達后，廣西農業科學院農產品質量安全與檢測技術研究所牽頭組織成立了標準編制工作組，制定了標準編寫方案，明確任務職責，確定工作技術路線，開展標準研制工作，具體由廣西壯族自治區農業科學院農產品質量安全與檢測技術研究所、廣西標準化協會、農業農村部甘蔗品質監督檢測測試中心（南寧）、廣西大學、廣西農業職業技術學院相關人員配合。（二）收集整理文獻資料標準編制工作組收集了國內有關可溶性二氧化硅的測定的相關技術文獻資料。主要有：GB/T6682分析實驗室用水規格和試驗方法GB/T10499糖料甘蔗試驗方法GB/T10498糖料甘蔗GB/T35988甘蔗和蔗渣的蔗糖分、錘度及纖維分測定濕式分解法DB45/T450甘蔗和蔗渣的蔗糖分、錘度及纖維分測定濕式分解法DB45/T2206.1甘蔗品質的分析方法第1部分：樣品的采集和預處理DB45/T2206.2甘蔗品質的分析方法第2部分：還原糖分的測定（蘭—艾農恒容法）DB45/T2206.3甘蔗品質的分析方法第3部分：自然磷酸值的測定（三）研討確定標準主體內容標準編制工作組在對收集的資料進行整理研究之后，標準編制工作組召開了標準編制會議，對標準的整體框架結構進行了研究，并對標準的關鍵性內容進行了初步探討。經過研究，標準的主體內容確定為可溶性二氧化硅測定的術語和定義、原理、試劑、儀器設備、測定步驟、計算及結果表示、精密度。（四）調研及形成征求意見稿在前期工作的基礎之上，通過理清邏輯脈絡，整合已有的參考資料中有關可溶性二氧化硅測定的要求，并結合廣西可溶性二氧化硅測定實際要求的基礎上，按照簡化、統一等原則編制完成廣西地方標準《甘蔗品質的分析方法第7部分：可溶性二氧化硅的測定》（草案）。2020年9月，廣西地方標準《甘蔗品質的分析方法第7部分：可溶性二氧化硅的測定》獲自治區市場監督管理局批準立項。2020年10月至2021年3月，標準編制工作組組織部門有關專家征求廣西地方標準《甘蔗品質的分析方法第7部分：可溶性二氧化硅的測定》（草案）意見。2021年4月，標準編制工作組在南寧市組織全區相關領域專家對廣西地方標準《甘蔗品質的分析方法第7部分：可溶性二氧化硅的測定》（草案）進行征求意見。經過多次討論、研究，最終形成廣西地方標準《甘蔗品質的分析方法第7部分：可溶性二氧化硅的測定》（征求意見稿）和編制說明。標準主要章節內容及確定依據廣西地方標準《甘蔗品質的分析方法第7部分：可溶性二氧化硅的測定》主要內容包括術語和定義、原理、試劑、儀器設備、測定步驟、計算及結果表示、精密度。從2007年起，農業農村部甘蔗品質監督檢測測試中心（南寧）就已經開始對甘蔗中蔗汁可溶性二氧化硅進行檢測，每年在甘蔗榨期期間都進行幾十甚至上百個樣的檢測，數據量十分豐富，在不斷的試驗過程中試驗方法得到不斷完善，最終形成準確度高、可操作性強的可溶性二氧化硅試驗方法。（一）原理在酸性條件下，蔗汁中可溶性二氧化硅與鉬酸銨反應，生成可溶性黃色硅鉬雜多酸絡合物。黃色硅鉬雜多酸絡合物在還原劑作用下生成藍色硅鉬雜多酸，藍色的深淺與二氧化硅含量成比例，藍色硅鉬雜多酸在660nm處的吸光度值與二氧化硅的濃度成正比。用分光光度計測定試樣溶液的吸光度,與標準系列比較定量。（二）試劑1、除另有說明外，所用試劑均為分析純，實驗用水應符合GB/T6682的要求。試驗中所需標準滴定溶液、制劑及制品，在沒有注明其他要求時均按GB/T601、GB/T603的規定制備。2、高錳酸鉀溶液(6g/L)：稱取6.0g高錳酸鉀（KMnO4），用200mL水溶解，移入1000mL容量瓶中加水至刻度，搖勻，貯于聚乙烯瓶中，避光保存。3、鉬酸銨溶液(100g/L)：稱取100.0g鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·4H2O]，用200mL水溶解，移入1000mL容量瓶中加水至刻度，搖勻，貯于聚乙烯瓶中，避光保存。4、檸檬酸銨溶液(200g/L)：稱取200.0g檸檬酸銨[C6H5O7(NH4)3]，用200mL水溶解后，移入1000mL容量瓶中加水至刻度，搖勻。5、鹽酸溶液(1:10):量取1體積的鹽酸（1.19g/cm3）加入10體積的水中混合。6、還原劑溶液：(1)稱取90.0g焦性亞硫酸鈉溶于800mL蒸餾水中；(2)稱取7.0g無水亞硫酸鈉，加1.5g1-氨基-2-萘-4-磺酸，溶解稀釋至100mL；(3)將(1)(2)混合稀釋至1000mL，儲于棕色瓶中，冷藏。7、無水碳酸鈉。8、二氧化硅。9、二氧化硅標準溶液：稱取0.750g無水碳酸鈉和0.05g二氧化硅，于鉑坩堝內加熱熔化，并繼續燒至呈透明流體狀態為止。冷卻后用蒸餾水溶解，定容至250mL,此標準液1mL含0.2mg二氧化硅。（三）儀器設備甘蔗壓榨機。鉑坩堝天平：感量0.001g、0.1g。分光光度計：波長范圍（325nm～800nm），波長準確度（±2nm）。容量瓶：100mL、250mL、1000mL。燒杯：100mL、250mL、1000mL。吸量管：1mL、2mL、5mL、10mL、50mL。附溫糖錘度計或折光錘度計。精密溫度計：0℃～50℃，精度0.1℃。定性濾紙。秒表。篩網：100μm（100目）（四）測定步驟1標準曲線的繪制分別吸取二氧化硅標準溶液于7個100mL容量瓶中，使二氧化硅含量分別為0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg，各加入40mL水，再準確加入10mL高錳酸鉀溶液(5.2)、10mL鉬酸銨溶液(5.3)和5mL鹽酸(5.5)。1min后加入10mL檸檬酸銨溶液(5.4)，2.5min后加入10mL還原劑溶液(5.6)用水稀釋并定容。每加一種溶液后都要轉動容量瓶，使溶液充分混合。以二氧化硅含量為縱坐標，對應的吸收光度為橫坐標繪制標準曲線，求線性回歸方程。2吸光度的測定溶液靜置1h后，顯示穩定藍色時用1cm比色皿盛取溶液于波長660nm處測定溶液吸光度。3繪制曲線以標準使用液二氧化硅含量濃度（mg）為縱坐標，相應的吸收光度為橫坐標繪制標準曲線，或求線性回歸方程，標準曲線見圖1。圖1標準曲線4試樣的測定將壓榨的蔗汁混勻后過100μm（100目）篩網濾去蔗渣，再用濾紙過濾，吸取1-10mL過濾后的蔗汁于100mL容量瓶中，加入40mL水。再依次加入10mL高錳酸鉀溶液、10mL鉬酸銨溶液和5mL稀鹽酸。1min后加入10mL檸檬酸銨溶液，2.5min后加入10mL還原劑溶液用水稀釋并定容。每加一種溶液后都要轉動容量瓶，使溶液充分混合。溶液靜置1h后，顯示穩定藍色時于波長660nm測定溶液吸光度。另吸取相同體積過濾后的蔗汁于100mL容量瓶中，加入40mL水。再依次準確加入10mL高錳酸鉀溶液、10mL檸檬酸銨溶液、10mL鉬酸銨溶液和5mL稀鹽酸，用水定容靜置1h后，于波長660nm測定溶液吸光度。前后測定吸光度之差即為蔗汁中二氧化硅吸光度，代入線性回歸方程計算樣液中二氧化硅含量。前后測定吸光度之差X,按式（1）計算。…………………… (1)式中：X——樣液吸光度之差；A——樣液吸光度；A0——樣液吸光度。樣液中二氧化硅含量S0，按式（2）計算。…………………..(2)式中：S0——樣液中二氧化硅含量，mg；X——樣液吸光度之差；a——線性回歸方程一次項系數；b——線性回歸方程常數項。（五）計算及結果表示主要依據《甘蔗制糖化學管理分析方法》的要求并結合區內外的實際確定，明確了蔗汁100g固溶物所含的二氧化硅（SiO2）的計算公式。蔗汁中二氧化硅含量S，以榨出汁的每100g固溶物所含的二氧化硅（SiO2）質量表示，按式（1）計算： (3)式中：S——蔗汁中二氧化硅含量，g；S0——從工作曲線上查得的二氧化硅含量，mg；V——蔗汁體積，mL；d——蔗汁視密度（20℃），用蔗汁錘度查附錄A得到；B——蔗汁錘度（20℃），°Bx；取平行測定值的算術平均值為測定結果，保留小數點后兩位。方法的準確度選取3個甘蔗樣品進行測定，每個樣品稱取3平行樣，按試驗方法進行實驗，選取2家實驗室進行比對試驗，測定結果見表1，分析結果相對標準偏差(RSD值)在0.48％～3.83％，說明本方法的準確度較好，具有普遍性，適合推廣使用。表1樣品準確度測定結果實驗室樣品編號樣液吸光度從標準曲線算的二氧化硅量(mg)蔗汁視密度（20℃）蔗汁錘度B（20℃），(°Bx)蔗汁中二氧化硅（g）蔗汁中二氧化硅平均值G（g）標準偏差農業農村部甘蔗品質監督檢測測試中心（南寧）CK0.022-------1-10.1350.2781.0965623.7014.4514.370.0700.481-20.1340.27614.331-30.1340.27614.33CK0.063-------3-10.2020.3381.0933723.0017.0216.550.6183.733-20.1920.31515.853-30.2000.33416.78CK0.0575-------6-10.2150.3811.0947323.2719.4319.700.2981.516-20.2200.39320.026-30.2170.38619.66貴港市農產品質量安全監督檢驗測試中心CK0.022-------1-10.1320.2711.0965623.7014.0914.010.2511.791-20.1330.27314.211-30.1290.26413.73CK0.063-------3-10.2010.3361.0933723.0016.9016.780.2021.213-20.1980.32916.553-30.2010.33616.90CK0.0575-------6-10.2190.3911.0947323.2719.9020.570.7883.836-20.2320.42121.446-30.2230.40020.37精密度選取7個甘蔗平行樣品按試驗方法進行實驗，選取2家實驗室進行比對試驗，測定結果見表1，分析結果相對標準偏差(RSD值)在1.87％～3.95％，說明方法的精密度高。而且在重復條件下2家實驗室獲得的測試結果的絕對差值相比這兩個測定值的算術平均值為1.68％，滿足《甘蔗品質的分析方法第7部分：可溶性二氧化硅的測定》中精密度的要求。表2樣品精密度測定結果實驗室樣品編號樣液吸光度從標準曲線算的二氧化硅量(mg)蔗汁視密度（20℃）蔗汁錘度B（20℃），(oBx)蔗汁中二氧化硅（g）蔗汁中二氧化硅平均值G（g）標準偏差農業農村部甘蔗品質監督檢測測試中心（南寧）CK0.034-------7-10.1410.2641.0938323.0713.3313.230.2481.877-20.1380.25712.987-30.1370.25512.867-40.1400.26213.217-50.1420.26613.447-60.1430.26913.567-70.1400.26213.21貴港市農產品質量安全監督檢驗測試中心CK0.034-------7-10.1320.2431.0938323.0712.2713.010.5143.957-20.1370.25512.867-30.1360.25212.747-40.146