氨基酸碘鹽中碘含量測(cè)定方法的研究

程月紅，任雪梅，于艷艷，王健，吳珍珍，鮑連艷，高牡丹

（山東省食品藥品檢驗(yàn)研究院，山東 濟(jì)南 250101）

食鹽是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙?、無(wú)法代替的必備調(diào)味品，多年來(lái)食鹽市場(chǎng)供需穩(wěn)定，缺乏開(kāi)發(fā)潛力且利潤(rùn)逐漸壓縮，食鹽生產(chǎn)企業(yè)的生存和發(fā)展后勁不足，急切需要尋找新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。多品種鹽的出現(xiàn)，滿(mǎn)足了消費(fèi)者的需求、豐富了食鹽市場(chǎng)，成為食鹽企業(yè)新的盈利點(diǎn)[1]。多品種鹽指添加營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、調(diào)味輔料或經(jīng)特殊工藝加工制得的食鹽，主要品種有強(qiáng)化營(yíng)養(yǎng)鹽、調(diào)味鹽、低鈉鹽、味精鹽、竹鹽等[2]，本文研究的氨基酸碘鹽屬于強(qiáng)化營(yíng)養(yǎng)鹽。食鹽攝入量過(guò)多會(huì)誘發(fā)多種疾病，如使高血壓、骨質(zhì)疏松[3]、胃病、腎病、呼吸道疾病[4]等發(fā)病率大大增加，嚴(yán)重影響人體健康。我國(guó)居民高鹽膳食形成的口重習(xí)慣很難在短期內(nèi)糾正，而氨基酸碘鹽的出現(xiàn)，因其減鹽不減咸、增味又增鮮的特點(diǎn)，短期內(nèi)快速有效的減少了居民對(duì)食鹽的攝入量，達(dá)到了減鹽的目的。除此之外，氨基酸碘鹽含有人體必需的8 種氨基酸，營(yíng)養(yǎng)豐富，對(duì)特定人群的氨基酸缺乏癥狀、偏食、厭食有緩解作用。

碘是人體必需的元素之一，在機(jī)體內(nèi)不能合成，只能從食物中獲取，其主要生理功能通過(guò)甲狀腺素完成，人體嚴(yán)重缺乏時(shí)，甲狀腺組織呈增生性腫大[5]，導(dǎo)致孕婦死胎、流產(chǎn)、早產(chǎn)及胎兒先天性畸形，兒童智力低下，發(fā)育遲緩等。當(dāng)?shù)鈹z入量過(guò)多時(shí)，會(huì)引發(fā)甲狀腺結(jié)節(jié)[6]、甲狀腺功能亢進(jìn)[7]等各種疾病，嚴(yán)重影響人體健康。食鹽加碘執(zhí)行GB 26878-2011《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食用鹽碘含量》，根據(jù)《食鹽加碘消除碘缺乏危害管理?xiàng)l例》普及供應(yīng)添加碘酸鉀的碘鹽，根據(jù)不同地區(qū)加碘要求不同，加碘水平必須滿(mǎn)足相應(yīng)地區(qū)的要求，因此準(zhǔn)確檢測(cè)食鹽中碘尤為重要，目前檢測(cè)食鹽中碘的方法主要有光度法[8-10]、安倍法[11]、離子色譜法[12]、光譜法[13]等。這些方法需要使用儀器，或者操作較為繁瑣，本研究探討一種測(cè)定碘含量的簡(jiǎn)單滴定方法，該檢測(cè)方法準(zhǔn)確可靠，能夠?yàn)楸O(jiān)管部門(mén)提供堅(jiān)實(shí)有力的技術(shù)支持，利于食鹽中碘的管理，確保人們合理膳食。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

氨基酸碘鹽、精制碘鹽：均由超市購(gòu)買(mǎi)；膠原蛋白（酸水解膠原蛋白得到氨基酸）、草酸、磷酸（體積分?jǐn)?shù)為85%）、碘化鉀、次氯酸鈉溶液（有效氯10 %）、淀粉、硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（濃度為0.100 2 mol/L，臨用前稀釋50 倍）：上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。本方法所用試劑均為分析純，水為GB/T 6682-2008《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》規(guī)定的一級(jí)水。

MS204S 電子天平（精度 0.1 mg）：梅特勒-托利多公司；DL-1 電子萬(wàn)用爐：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)原理

試樣加入沉淀劑除去氨基酸，溶液中碘離子在酸性條件下用次氯酸鈉氧化成碘酸根，草酸除去多余的次氯酸鈉，碘酸根氧化碘化鉀中碘離子生成單質(zhì)碘，以淀粉溶液為指示劑，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，計(jì)算試樣中碘的含量。

1.2.2 樣品處理

稱(chēng)取一定量試樣，加水充分溶解后轉(zhuǎn)移到容量瓶中，加入沉淀劑，加水至刻度，搖勻，靜置約30 min，過(guò)濾，棄去初濾液，濾液備用。

1.2.3 碘的測(cè)定

準(zhǔn)確移取一定量上述濾液于的三角瓶中，加入2 mL草酸-磷酸混合液，搖勻，加入1 mL 次氯酸鈉溶液，用水沖洗瓶壁，然后放在調(diào)溫電爐上加熱至沸騰并保持30 s，取下放入冰水浴中迅速冷卻到30 ℃以下。加入5 mL 碘化鉀溶液，搖勻，立即用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至淺黃色，加入1 mL 淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛剛消失為終點(diǎn)。同時(shí)做試劑空白。

1.2.4 碘含量測(cè)定條件的考察

1.2.4.1 沉淀劑種類(lèi)對(duì)碘含量測(cè)定結(jié)果影響的考察

準(zhǔn)確稱(chēng)取一定質(zhì)量的氨基酸碘鹽5 份，分別選用5 mL 的50%三氯乙酸、5 mL 的106 g/L 亞鐵氰化鉀和5 mL 的 220 g/L 乙酸鋅、20 mL 的甲醇、20 mL 的無(wú)水乙醇為沉淀劑，每加入一種試劑都充分搖勻，稀釋到200 mL，搖勻，靜置，過(guò)濾，準(zhǔn)確移取 50 mL 濾液，按照1.2.3 的步驟測(cè)定，平行測(cè)定3 次計(jì)算其平均值為測(cè)定結(jié)果。

1.2.4.2 不同稱(chēng)樣量、沉淀劑用量、沉淀時(shí)間對(duì)碘含量測(cè)定結(jié)果影響的考察

準(zhǔn)確稱(chēng)取氨基酸碘鹽 5、10、15、20、25 g，加入亞鐵氰化鉀和乙酸鋅 1、2、3、4、5、6 mL，沉淀時(shí)間為 10、15、20、25、30 min 的條件下檢測(cè)碘含量，考察不同稱(chēng)樣量、沉淀劑用量、沉淀時(shí)間對(duì)碘含量的影響。每組進(jìn)行3次平行測(cè)定，所得結(jié)果為3 次測(cè)定的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 探討氨基酸碘鹽中碘的檢測(cè)

為了準(zhǔn)確檢測(cè)氨基酸碘鹽中碘含量，采用多種處理方法，首先按照GB 5009.42-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食鹽指標(biāo)的測(cè)定》[14]要求，樣品溶解后（不是完全溶解，底部沉有黃色不溶物）直接加入草酸-磷酸混合液、次氯酸鈉等測(cè)定，發(fā)現(xiàn)加入碘化鉀后，溶液顏色不是純藍(lán)色而是灰藍(lán)色，滴定近終點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)遲緩，根據(jù)顏色變化很難確定終點(diǎn)?？紤]到黃色不溶物可能影響滴定反應(yīng)，分別采取吸取上層清液和過(guò)濾后濾液進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果都在10 mg/kg 左右，與實(shí)際含量相差甚遠(yuǎn)。由此推測(cè)，被過(guò)濾掉的黃色不溶物，可能是氨基酸與碘反應(yīng)的產(chǎn)物，是使碘含量偏低的主要原因。為了消除氨基酸的影響，嘗試加入沉淀劑三氯乙酸沉淀蛋白質(zhì)（因氨基酸本身是小分子蛋白質(zhì)），結(jié)果約為25 mg/kg，因此推測(cè)沉淀蛋白質(zhì)消除了氨基酸的影響。

2.2 氨基酸對(duì)測(cè)定碘的影響

為了證試氨基酸影響碘的測(cè)定，本文分別測(cè)定了精制碘鹽、精制碘鹽加氨基酸、精制碘鹽加氨基酸后沉淀除去氨基酸3 種情況下的碘含量，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 氨基酸對(duì)測(cè)定碘的影響Table 1 Effect of amino acids on the determination of iodine

樣品處理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，加有氨基酸的精制碘鹽不能完全溶解，與氨基酸碘鹽類(lèi)似，有不溶性物質(zhì)，過(guò)濾除去，滴定時(shí)終點(diǎn)反應(yīng)緩慢，檢測(cè)結(jié)果與精制碘鹽相比明顯偏低，且平行性較差。分析精制碘鹽加氨基酸后沉淀除去氨基酸的檢測(cè)結(jié)果，和精制碘鹽相比，結(jié)果非常接近，由此證實(shí)了氨基酸影響碘的測(cè)定，并且可通過(guò)加入沉淀劑去除氨基酸，提高測(cè)定碘的準(zhǔn)確性。

2.3 檢測(cè)條件優(yōu)化

為了更準(zhǔn)確的檢測(cè)氨基酸碘鹽中碘的含量，對(duì)樣品處理?xiàng)l件進(jìn)行優(yōu)化。

2.3.1 稱(chēng)樣量對(duì)碘含量測(cè)定結(jié)果的影響

稱(chēng)樣量不同對(duì)碘含量測(cè)定結(jié)果有較大影響，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 不同稱(chēng)樣量檢測(cè)結(jié)果Fig.1 Different sample weight test results

由圖1所示，隨著樣品量的增加，檢測(cè)結(jié)果呈下降趨勢(shì)。根據(jù)2.2 分析結(jié)果，氨基酸影響碘的測(cè)定推測(cè)，樣品量越大，氨基酸沉淀不徹底，使碘的檢測(cè)結(jié)果降低。由于稱(chēng)樣量少于5 g 時(shí)，檢測(cè)誤差較大，綜合考慮，稱(chēng)樣量為5 g 時(shí)最佳。

2.3.2 不同沉淀劑對(duì)碘含量測(cè)定結(jié)果的影響

考察不同沉淀劑對(duì)碘含量測(cè)定結(jié)果的影響，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 不同沉淀劑檢測(cè)結(jié)果Fig.2 Different precipitant test results

如圖2所示，與不加任何沉淀劑的檢測(cè)結(jié)果相比，加入沉淀劑后檢測(cè)值均升高，亞鐵氰化鉀和乙酸鋅為最佳沉淀劑，檢測(cè)結(jié)果最高。三氯乙酸主要沉淀大分子蛋白質(zhì)[15]，而氨基酸主要是小分子蛋白質(zhì)，沉淀效果較差。有機(jī)溶劑能降低水的介電常數(shù)，使具有表面水層的生物大分子脫水，相互聚集沉淀，同樣對(duì)氨基酸小分子蛋白質(zhì)沉淀效果較差。

2.3.3 沉淀劑用量對(duì)碘含量測(cè)定結(jié)果的影響

沉淀劑用量不同對(duì)碘含量測(cè)定結(jié)果的影響，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 不同沉淀劑用量檢測(cè)結(jié)果Fig.3 Different precipitation agent dosage test results

如圖3所示，隨著沉淀劑的增加檢測(cè)結(jié)果呈上升趨勢(shì)，但沉淀劑增加到6 mL 時(shí)，試液在煮沸時(shí)出現(xiàn)沉淀，且滴定時(shí)反應(yīng)慢，顏色變化緩慢，終點(diǎn)難以判斷，因此得出最佳沉淀劑用量為5 mL。

2.3.4 沉淀時(shí)間對(duì)碘含量測(cè)定結(jié)果的影響

沉淀時(shí)間對(duì)碘含量測(cè)定結(jié)果的影響，結(jié)果見(jiàn)圖4。

沉淀時(shí)間即陳化時(shí)間，陳化過(guò)程中，沉淀晶粒會(huì)不斷變大，其比表面減小，吸附雜質(zhì)質(zhì)量小，同時(shí)小晶粒溶解，原來(lái)吸附、吸留或包夾的雜質(zhì)或目標(biāo)物，重新進(jìn)入溶液。沉淀時(shí)間越長(zhǎng)，大晶粒越大，小晶粒溶解更完全，檢測(cè)碘的結(jié)果會(huì)更高。如圖4所示，隨著沉淀時(shí)間的變長(zhǎng)，碘的檢測(cè)值越高，超過(guò)30 min 檢測(cè)值僅有微量變化，考慮到檢測(cè)周期不易太長(zhǎng)，提高工作效率，故選擇最佳沉淀時(shí)間為30 min。

圖4 不同沉淀時(shí)間檢測(cè)結(jié)果Fig.4 Different precipitation time test results

2.4 精密度和重復(fù)性

在優(yōu)化條件下，即稱(chēng)樣5 g，分別加入5 mL 亞鐵氰化鉀溶液和乙酸鋅溶液，沉淀30 min，平行測(cè)定20 次，檢測(cè)結(jié)果按從小到大順序排列見(jiàn)表2。

表2 試驗(yàn)結(jié)果分析Table 2 Analysis of test results

根據(jù)格魯布斯法，從小到大排列20 個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算其平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，假設(shè)第一個(gè)數(shù)據(jù)和最后一個(gè)數(shù)據(jù)為可疑值，由

查表 T0.05，20=2.56，T0.01，20=2.88，有此判定 20 個(gè)檢測(cè)值中不存在需要剔除的可疑值。因此檢測(cè)結(jié)果的平均值為28.06 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.85%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.03 %，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于7.5 %，符合GB/T 27417-2017《合格評(píng)定化學(xué)分析方法確認(rèn)和驗(yàn)證指南》對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)變異系數(shù)的要求[16]。最大相對(duì)偏差為6.6%，符合國(guó)標(biāo)方法GB 5009.42-2016 的精密度要求（10%），精密度和重復(fù)性良好。

2.5 與國(guó)標(biāo)方法比對(duì)

相同的被測(cè)樣品（氨基酸碘鹽），采用GB 5009.42-2016 中的氧化還原滴定法，測(cè)定氨基酸碘鹽中碘的含量，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 國(guó)標(biāo)方法檢測(cè)結(jié)果分析Table 3 Analysis of test results of national standard methods

由表3所示，采用GB 5009.42-2016 氧化還原滴定法檢測(cè)結(jié)果為9.80 mg/kg，與本文討論方法的檢測(cè)值28.06 mg/kg 相差甚遠(yuǎn)，說(shuō)明國(guó)標(biāo)方法不適用于氨基酸碘鹽中碘的測(cè)定。

2.6 加標(biāo)回收試驗(yàn)

采用本文所述的方法，以氨基酸碘鹽為研究對(duì)象，進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)。加入0.154 7 mg/mL 的碘酸鉀溶液2 mL，平行測(cè)定6 次，計(jì)算回收率為90.4%～98.8%，均滿(mǎn)足GB/T 27404-2008《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范食品理化檢測(cè)》[17]對(duì)回收率范圍的要求。

3 結(jié)論

按照國(guó)標(biāo)方法GB 5009.42-2016 檢測(cè)氨基酸碘鹽中的碘，檢測(cè)結(jié)果遠(yuǎn)低于實(shí)際水平。本文通過(guò)考察多種方法，找到影響測(cè)定碘的關(guān)鍵物質(zhì)即氨基酸。為了消除氨基酸的影響，首先考察了不同沉淀劑：三氯乙酸、無(wú)水乙醇、甲醇、亞鐵氰化鉀和乙酸鋅對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，確定最佳沉淀劑為亞鐵氰化鉀和乙酸鋅。為了進(jìn)一步優(yōu)化檢測(cè)方法，進(jìn)而對(duì)稱(chēng)樣量、沉淀劑用量、沉淀時(shí)間進(jìn)行考察，得到最佳檢測(cè)條件。在優(yōu)化條件下，對(duì)本文所述方法進(jìn)行確認(rèn)，主要包括精密度和重復(fù)性、與國(guó)標(biāo)方法比對(duì)、加標(biāo)回收試驗(yàn)，最后得出結(jié)論本方法準(zhǔn)確度較高，精密度和重復(fù)性?xún)?yōu)于GB 5009.42-2016 的標(biāo)準(zhǔn)要求，且設(shè)備要求簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單易行，便于在企業(yè)和基層檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)推廣應(yīng)用。