固定時(shí)間超聲-濃度直讀法快速測定調(diào)味品中的氯化物

高向陽

(1.鄭州科技學(xué)院 食品科學(xué)與工程學(xué)院, 鄭州 450064；2.鄭州市食品安全快速檢測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鄭州 450064)

氯是人體必需的物質(zhì)，可調(diào)節(jié)身體酸堿平衡，保障免疫力和健康，若攝入量過少，胃蛋白酶不能發(fā)揮作用，人體無法吸收營養(yǎng)物質(zhì)[1，2]。氯能與肝臟一同協(xié)作，將身體內(nèi)的雜質(zhì)和毒物清除，能促進(jìn)人體對B族維生素和蛋白質(zhì)的吸收。若體內(nèi)含氯量過低，會出現(xiàn)腹脹、腹瀉、面黃肌瘦、有氣無力等現(xiàn)象，同時(shí)影響對鈣、鋅、鐵等微量元素的正常吸收[3-5]。因此，快速檢測調(diào)味品中的氯化物對保障消費(fèi)者健康有較為重要的意義。

目前，氯的測定方法有國家標(biāo)準(zhǔn)法[6]、離子色譜法[7，8]、流動(dòng)注射-原子吸收分光光度法[9]。但國標(biāo)法所用硝酸銀試劑昂貴、操作過程復(fù)雜；離子色譜法、流動(dòng)注射-原子吸收法所用儀器貴重且不利于現(xiàn)場直接測定。離子選擇性電極濃度直讀法具有儀器攜帶方便、成本低廉、讀數(shù)直觀、快速簡便、選擇性好、干擾少的突出優(yōu)點(diǎn)，已在分析檢測領(lǐng)域得到應(yīng)用[10-12]。本文將超聲波輔助固定時(shí)間技術(shù)與濃度直讀法相結(jié)合，快速測定了雞精、味精等調(diào)味品中的氯化物。該法不需要繪制工作曲線和進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算，儀器標(biāo)定后即可快速、直接讀出試液的濃度，與國標(biāo)法對照測定得到了滿意的結(jié)果，為調(diào)味品中氯化物的直接分析提供了一種便捷、現(xiàn)場快速測定的新方法，有較強(qiáng)的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景。

1 材料與試劑

1.1 材料

90 g大橋雞精：味好美(武漢)食品有限公司；250 g蓮花味精：蓮花健康產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司；90 g加加雞精、250 g加加味精：加加食品集團(tuán)股份有限公司；以上材料均購于鄭州市馬寨鎮(zhèn)聯(lián)合一百超市。

1.2 主要試劑

冰乙酸、硝酸鉀、檸檬酸三鈉、氫氧化鈉、硫酸鉀(分析純)：上海阿拉丁生化科技有限公司；氯化鈉500 g(優(yōu)級純)：鄭州派尼化學(xué)試劑廠。

10 mol/L氯離子標(biāo)準(zhǔn)儲備液:準(zhǔn)確稱量經(jīng)105 ℃烘至恒質(zhì)量的氯化鈉146.2500 g(精確至0.0001 g)，用水定容到250 mL容量瓶中，搖勻，用前逐級稀釋到所需濃度。

0.1000 mol/L氯離子標(biāo)準(zhǔn)液:準(zhǔn)確吸取10 mol/L氯離子標(biāo)準(zhǔn)儲備液5.00 mL，用水定容到500 mL容量瓶中，搖勻，用水逐級稀釋到所需濃度。

1 mmol/L氯離子A標(biāo)定液:用移液槍吸取0.1000 mol/L氯離子儲備液于0.50～50 mL容量瓶中，加20.00 mL TISAB溶液，用水定容、混勻，備用。

1 mol/L氯離子B標(biāo)定液:用吸量管吸取10 mol/L氯離子儲備液于5.00～50 mL容量瓶中，加20.00 mL TISAB溶液，用水定容、混勻，備用。

5 mmol/L氯離子使用液:用吸量管吸取0.1000 mol/L氯離子儲備液于2.50～50 mL容量瓶中，加20.00 mL TISAB溶液，用水定容、混勻，備用。

氯離子空白溶液：量取TISAB溶液于20.00～50 mL容量瓶中，用水定容、混勻，備用。

TISAB溶液：準(zhǔn)確量取350 mL水至500 mL燒杯中，加70.770 g硝酸鉀、25.00 mL冰乙酸、0.100 g檸檬酸三鈉，攪拌溶解后，用5.00 mol/L的氫氧化鈉溶液將其pH調(diào)為6.00，轉(zhuǎn)移到500 mL容量瓶中，用稀乙酸(pH為6.00)溶液定容，備用。

5.00 mol/L氫氧化鈉溶液：準(zhǔn)確稱取100.00 g氫氧化鈉顆粒，用水?dāng)嚢枞芙夂?，定容?00 mL容量瓶中，備用。

飽和硫酸鉀溶液：準(zhǔn)確稱量3.30 g硫酸鉀至50 mL燒杯中，加20 ℃水?dāng)嚢柚敛辉偃芙夂?，貯存?zhèn)溆谩?/p>

實(shí)驗(yàn)所用水為怡寶純凈水(電導(dǎo)率為2.76 μs/cm)：華潤怡寶飲料(中國)有限公司生產(chǎn)。

1.3 儀器設(shè)備

PXSJ-216 型離子分析儀、硫酸鉀參比電極、T-818-B-6 溫度傳感器、氯離子選擇性電極 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；FA2004A電子天平 賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；KQ5200DE型超聲波清洗器 江蘇省昆山市超聲儀器有限公司。

1.4 樣品的測定

準(zhǔn)確稱取研磨后過0.3 mm孔徑尼龍篩的樣品5.0000 g于50 mL具塞比色管中，加水20 mL，在額定功率200 W、溫度為26 ℃的超聲波清洗器中固定超聲5 min，加20.00 mL TISAB溶液，用水定容、混勻，備用，此為待測定樣品溶液。

按說明書安裝、預(yù)熱儀器15 min,選擇“模式4”，按“濃度直讀”功能鍵，選擇“確認(rèn)”鍵，選擇“mmol/L”濃度單位，按“確認(rèn)”，再選擇“兩點(diǎn)校準(zhǔn)”，輸入C1=1 mmol/L，將處理好的電極對放入標(biāo)定液A中，穩(wěn)定2 min，按“確認(rèn)”，將電極對從標(biāo)定液A中取出，處理好后放入標(biāo)定液B中，輸入C2=1000 mmol/L，穩(wěn)定2 min，按“確認(rèn)”鍵，離子分析儀顯示校準(zhǔn)好的電極實(shí)際斜率，記錄后，按“確認(rèn)”，選擇“空白校準(zhǔn)”，把清洗好的電極對放入空白溶液中，穩(wěn)定2 min后，按“確認(rèn)”，存儲空白值，儀器完成標(biāo)定。

將清洗好的電極對放入樣品溶液中，穩(wěn)定2 min，按“確認(rèn)”鍵，此時(shí)離子計(jì)直接顯示出氯離子的濃度c(mmol/L)，按下式計(jì)算樣品中氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)W(mg/g)：

式中：c為氯離子物質(zhì)的量濃度，mmol/L；m為樣品質(zhì)量，g；0.05為樣液體積，L；35.5為氯的相對毫摩爾質(zhì)量，mg/mmol。

2 結(jié)果與分析

2.1 電極的能斯特響應(yīng)

電極的能斯特響應(yīng)是保證測定正常進(jìn)行的關(guān)鍵，也是衡量電極質(zhì)量的重要參數(shù)，常用轉(zhuǎn)換系數(shù)表述。轉(zhuǎn)換系數(shù)是電極的實(shí)際斜率占理論斜率的百分比，其值大于90%時(shí)，表明電極響應(yīng)能斯特方程的本領(lǐng)較強(qiáng)，電極的質(zhì)量較好。實(shí)驗(yàn)測得所用氯離子選擇性電極的實(shí)際斜率為56.436，理論斜率為59.159，計(jì)算出的電極轉(zhuǎn)換系數(shù)為95.40%，表明所用電極的性能良好，質(zhì)量較高。

2.2 固定超聲時(shí)間的確定

分別稱取研磨過篩后的加加味精樣品5.0000 g至6個(gè)50 mL具塞比色管中，各加水20 mL，在額定功率200 W、溫度26 ℃的超聲波清洗器中超聲3，5，7，9，11，13 min，按1.4的方法進(jìn)行測定，結(jié)果見表1。

表1 超聲時(shí)間的影響Table 1 The effect of ultrasonic time

由表1可知，固定超聲時(shí)間為5 min時(shí)，測定氯離子的濃度達(dá)到峰值，效果較好。

2.3 溶液pH的選擇

分別稱取0.020 g檸檬酸鈉于8個(gè)燒杯中，各添加硝酸鉀8.088 g，用水溶解后，加5.00 mL冰乙酸，用5.00 mol/L氫氧化鈉溶液分別將樣液的pH值調(diào)至3.00，3.50，4.00，4.50，5.00，5.50，6.00，6.50，移至100 mL容量瓶中，各加入0.1000 mol/L 氯離子儲備液5.00 mL，用各自對應(yīng)pH值的稀乙酸溶液定容，混勻。此系列溶液中氯離子的濃度為5.00 mmol/L，按1.4方法進(jìn)行5次平行測定，檢驗(yàn)無可疑值后取平均值，結(jié)果見表2。

表2 pH值對氯離子濃度的影響(n=5)Table 2 The effect of pH value on chloride ion concentration(n=5)

由表2可知，pH為6.00時(shí)測得氯離子的誤差最小。

2.4 總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖劑的配制

以溶液pH值、檸檬酸鈉添加量、硝酸鉀濃度為考察因素，進(jìn)行L9(33)正交試驗(yàn)，對5 mmol/L 氯離子使用液進(jìn)行測定，正交試驗(yàn)水平與因素見表3，試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果見表4。

表3 正交試驗(yàn)水平與因素Table 3 Levels and factors of orthogonal experiment

表4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果Table 4 Results of orthogonal experiment design

由表3和表4可知，影響氯離子測定的因素大小序順為pH值>檸檬酸鈉添加量>硝酸鉀濃度。總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖劑的最佳條件為A2B2C3，即檸檬酸鈉添加量為0.20 g/L，pH值為6.00，硝酸鉀濃度為1.40 mol/L，總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖劑(TISAB)按此最佳條件配制。

2.5 測定結(jié)果及精密度

按照1.4的方法對樣品各進(jìn)行5次平行測定，檢驗(yàn)無可疑值后取平均值，結(jié)果見表5。

表5 樣品測定值和精密度(n=5)Table 5 Determination results and precision of samples (n=5)

由表5可知，雞精樣品中氯離子的含量均大于味精，5次平行測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD小于2.5%。

2.6 檢出限與回收率

按照1.4的測定方法，對0.01 mmol/L氯化鈉溶液進(jìn)行11次平行測定，按3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差得出氯離子的檢出限為0.0131 mmol/L，按10倍量標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算的定量限為0.0437 mmol/L。

準(zhǔn)確稱取樣品5.0000 g，加入氯化鈉100 mg，按照1.4的測定方法進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn),每個(gè)樣品各進(jìn)行5次平行測定，檢驗(yàn)無可疑值后取平均值報(bào)告，結(jié)果見表6。

表6 加標(biāo)后的回收率Table 6 The standard recovery rates

由表6可知，樣品的回收率在95.01%～101.32%之間。

2.7 干擾實(shí)驗(yàn)

用固定干擾法研究Cu2+、Zn2+、Ag+、Fe2+、Fe3+、Al3+、I-、Br-、CO32-、NO3-等常見離子的干擾[13]。主離子的濃度值發(fā)生變化，干擾離子的濃度值不變，記錄平衡電位值的變化數(shù)據(jù)，計(jì)算出選擇性系數(shù)。結(jié)果表明：Cu2+、Zn2+、Fe2+對氯離子測定無影響，I-、Br-、CO32-、NO3-的影響很小， Fe3+、Al3+對氯離子測定的干擾用檸檬酸鈉來掩蔽予以消除，而雞精、味精中的Ag+含量可忽略不計(jì)。

2.8 對照實(shí)驗(yàn)

在相同條件下測定樣品中的氯化物，濃度直讀法與國標(biāo)第一法比較，對加加雞精平行測定5次，結(jié)果見表7。

表7 對照實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 7 Results of contrast experiment

表7數(shù)據(jù)經(jīng)F檢驗(yàn)、t檢驗(yàn)，可知兩種方法之間無顯著性差異，置信度為95%。

3 結(jié)論

用濃度直讀法測定雞精、味精等調(diào)味品中的氯化物，無需作圖和繪制工作曲線，成本低廉，讀數(shù)直觀，結(jié)果計(jì)算簡單。所用氯選擇性電極遵循能斯特響應(yīng)的性能良好，離子分析儀小巧便攜，可以現(xiàn)場快速完成測定?？傠x子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖劑(TISAB)最佳優(yōu)化條件為：檸檬酸鈉0.20 g/L、pH 6.00、硝酸鉀1.40 mol/L。測定結(jié)果表明：雞精中的氯離子含量大于味精，平行測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD均小于2.5%(n=5)，加標(biāo)回收率在95.01%～101.32%之間，氯離子的檢出限為0.0131 mmol/L，定量限為0.0437 mmol/L。該法與國標(biāo)法對照測定，經(jīng)顯著性檢驗(yàn)表明，方法之間不存在顯著性差異，為調(diào)味品中氯化物的測定提供了一種新型的分析技術(shù)，有一定的推廣和應(yīng)用價(jià)值。