固定時間超聲-濃度直讀法快速測定調味品中的氯化物

高向陽

(1.鄭州科技學院 食品科學與工程學院, 鄭州 450064；2.鄭州市食品安全快速檢測重點實驗室，鄭州 450064)

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

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

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：蓮花健康產業集團股份有限公司；90 g加加雞精、250 g加加味精：加加食品集團股份有限公司；以上材料均購于鄭州市馬寨鎮聯合一百超市。

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(優級純)：鄭州派尼化學試劑廠。

10 mol/L氯離子標準儲備液:準確稱量經105 ℃烘至恒質量的氯化鈉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氯離子標準液:準確吸取10 mol/L氯離子標準儲備液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調為6.00，轉移到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：準確稱取100.00 g氫氧化鈉顆粒，用水攪拌溶解后，定容至500 mL容量瓶中，備用。

飽和硫酸鉀溶液：準確稱量3.30 g硫酸鉀至50 mL燒杯中，加20 ℃水攪拌至不再溶解后，貯存備用。

實驗所用水為怡寶純凈水(電導率為2.76 μs/cm)：華潤怡寶飲料(中國)有限公司生產。

1.3 儀器設備

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 上海儀電科學儀器股份有限公司；FA2004A電子天平 賽多利斯科學儀器有限公司；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、預熱儀器15 min,選擇“模式4”，按“濃度直讀”功能鍵，選擇“確認”鍵，選擇“mmol/L”濃度單位，按“確認”，再選擇“兩點校準”，輸入C1=1 mmol/L，將處理好的電極對放入標定液A中，穩定2 min，按“確認”，將電極對從標定液A中取出，處理好后放入標定液B中，輸入C2=1000 mmol/L，穩定2 min，按“確認”鍵，離子分析儀顯示校準好的電極實際斜率，記錄后，按“確認”，選擇“空白校準”，把清洗好的電極對放入空白溶液中，穩定2 min后，按“確認”，存儲空白值，儀器完成標定。

將清洗好的電極對放入樣品溶液中，穩定2 min，按“確認”鍵，此時離子計直接顯示出氯離子的濃度c(mmol/L)，按下式計算樣品中氯的質量分數W(mg/g)：

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

2 結果與分析

2.1 電極的能斯特響應

電極的能斯特響應是保證測定正常進行的關鍵，也是衡量電極質量的重要參數，常用轉換系數表述。轉換系數是電極的實際斜率占理論斜率的百分比，其值大于90%時，表明電極響應能斯特方程的本領較強，電極的質量較好。實驗測得所用氯離子選擇性電極的實際斜率為56.436，理論斜率為59.159，計算出的電極轉換系數為95.40%，表明所用電極的性能良好，質量較高。

2.2 固定超聲時間的確定

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的方法進行測定，結果見表1。

表1 超聲時間的影響Table 1 The effect of ultrasonic time

由表1可知，固定超聲時間為5 min時，測定氯離子的濃度達到峰值，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方法進行5次平行測定，檢驗無可疑值后取平均值，結果見表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時測得氯離子的誤差最小。

2.4 總離子強度調節緩沖劑的配制

以溶液pH值、檸檬酸鈉添加量、硝酸鉀濃度為考察因素，進行L9(33)正交試驗，對5 mmol/L 氯離子使用液進行測定，正交試驗水平與因素見表3，試驗設計結果見表4。

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

表4 正交試驗設計結果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。總離子強度調節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，總離子強度調節緩沖劑(TISAB)按此最佳條件配制。

2.5 測定結果及精密度

按照1.4的方法對樣品各進行5次平行測定，檢驗無可疑值后取平均值，結果見表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準偏差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氯化鈉溶液進行11次平行測定，按3倍標準偏差得出氯離子的檢出限為0.0131 mmol/L，按10倍量標準偏差計算的定量限為0.0437 mmol/L。

準確稱取樣品5.0000 g，加入氯化鈉100 mg，按照1.4的測定方法進行加標回收率實驗,每個樣品各進行5次平行測定，檢驗無可疑值后取平均值報告，結果見表6。

表6 加標后的回收率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 干擾實驗

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]。主離子的濃度值發生變化，干擾離子的濃度值不變，記錄平衡電位值的變化數據，計算出選擇性系數。結果表明：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。

2.8 對照實驗

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

表7 對照實驗結果Table 7 Results of contrast experiment

表7數據經F檢驗、t檢驗，可知兩種方法之間無顯著性差異，置信度為95%。

3 結論

用濃度直讀法測定雞精、味精等調味品中的氯化物，無需作圖和繪制工作曲線，成本低廉，讀數直觀，結果計算簡單。所用氯選擇性電極遵循能斯特響應的性能良好，離子分析儀小巧便攜，可以現場快速完成測定。總離子強度調節緩沖劑(TISAB)最佳優化條件為：檸檬酸鈉0.20 g/L、pH 6.00、硝酸鉀1.40 mol/L。測定結果表明：雞精中的氯離子含量大于味精，平行測定的相對標準偏差RSD均小于2.5%(n=5)，加標回收率在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。該法與國標法對照測定，經顯著性檢驗表明，方法之間不存在顯著性差異，為調味品中氯化物的測定提供了一種新型的分析技術，有一定的推廣和應用價值。