ワインなどの飲料に含まれる亜硫酸塩の簡易検出法

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分析
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従来、二酸化硫黄(SO2または亜硫酸塩)は比較的無害な防腐剤と考えられており、主に酸化や好ましくない細菌に対するバリアとして作用してきた。しかし、SO2はワインの安定性だけでなく、味、香り、色にも影響を及ぼす。

Levine教授のグループは、水溶液中の二酸化硫黄の新しい検出方法について報告した。この方法では、二酸化硫黄が存在すると、β-シクロデキストリンとマンガンの両方で修飾したろ紙が変色する。β-シクロデキストリンは、コハク酸とのカップリングにより紙に結合され、食品および飲料産業で関連する二酸化硫黄濃度の存在下で、肉眼検出で見える紙の急速な色変化で測定され、優れた実用性を持つ二酸化硫黄センサーを得ることができる。

この検出方法は、迅速(完全な色変化まで5分未満)、高感度(検出限界は33ppm)、広範囲に適用可能(幅広いpH値に対応)、実用的(色変化を肉眼で観察し、簡単な色分析で定量化可能)である。各成分の最適化により、過マンガン酸によるろ紙の劣化を防ぐシクロデキストリン独自の安定化効果に関する知見が得られた。また、機構分析により、観察された色の変化の原因が酸化還元反応であることが示唆された。これらの結果は、食品および飲料産業で使用される実用的な二酸化硫黄センサーの開発の基礎となり、紙ベースの化学センサーにおける安定化力としてのサイクロデキストリンの使用に関する先例を提供するものである。

β-シクロデキストリンと高酸化マンガンで機能化したWhatman#1ろ紙を、0 ppm SO2、200 ppm SO2、市販白ワインサンプルに暴露する前と暴露後の比色変化を示す図。(上:定量的な比色値,下:調査した条件下での紙の写真)

Vincent Joseph, Oran Warhaftig, Shay Klein, Mindy Levine (2022) Paper-based manganese and β-cyclodextrin sensors for colorimetric sulfur dioxide detection. Analytica Chimica Acta, 1200, 339629,
https://doi.org/10.1016/j.aca.2022.339629.

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