濃度直讀法快速測定嬰幼兒零食中的氯離子

汪思宇，郭楠楠，2，張 芳，2

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

0 引言

氯離子（Cl-） 是人體等生物體內含量最為豐富的陰離子，廣泛存在于自然界中。正常的氯離子攝入量可以調節人體內部血液中的酸堿平衡、滲透壓等，是人體日常生活中不可缺少的常量元素之一。但過量的攝取會導致滲透壓升高、免疫功能降低、骨骼發育不良等，對嬰幼兒的健康造成極大影響[1-3]。

目前，測定氯離子的方法主要有離子色譜法[4-6]、電位滴定法[7-8]、原子吸收光譜法[9-11]等。以上方法各有優缺點，比如滴定法難以準確判斷滴定終點；原子吸收光譜法和離子色譜法所用儀器價格昂貴、操作繁瑣，不利于現場進行準確快速測定。濃度直讀法所用儀器設備簡單且輕巧便于攜帶、成本低廉，有利于現場快速測定，現已經廣泛應用于各類食品中鉀[12]、鈣[13-14]、鉛[15]等物質的分析檢測。

以市售的手指餅干、鱈魚腸、溶豆、蛋酥、肉松海苔等5 類嬰兒零食為樣品，經真空干燥技術和超聲波技術進行前處理，以氯離子電極進行濃度直讀法快速測定食品中的氯離子，并與國家標準對照測定樣品，分析該嬰幼兒零食中氯離子含量，為測定此類嬰幼兒零食中氯離子的含量提供一種更便捷的、具有推廣和普及應用價值的科學參考方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

英式手指餅干兒童高鈣營養磨牙餅干75 g，湖南英氏營養食品有限公司提供；小鹿藍藍兒童益生菌酸奶溶豆20 g，福建立興食品有限公司提供；力誠寶寶鱈魚腸原味50 g，福建省力誠食品有限公司提供；好孩子小饅頭牛奶味小蛋酥80 g，江蘇富通有機食品有限公司提供；良品小食仙海苔肉松卷92 g，廣東好味來食品有限公司提供。

冰乙酸、氯化鈉、硝酸、亞鐵氰化鉀、乙醇，鄭州派尼化學試劑廠提供；檸檬酸鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉，天津市致遠化學試劑有限公司提供；硝酸鉀，天津市恒興化學試劑制造有限公司提供；鉻酸鉀，天津市風船化學試劑科技有限公司提供；乙酸鋅、酚酞，天津市大茂化學試劑廠提供。以上試劑均為分析純，試驗用水均為怡寶純凈水（電導率為2.56 μs/cm，pH 值6.80）。

1.2 儀器與設備

BS224S 型電子天平，常州市幸運電子設備有限公司產品；XGQ-2000 型真空干燥箱，上海科恒實業發展有限公司產品；KQ5200B 型機械型超聲波清洗儀器，上海合金超聲設備有限公司產品；HH-6 型數顯恒溫水浴鍋，金壇市華峰儀器有限公司產品；雷磁PCI-1-01 氯離子電極、雷磁232-01 參比電極、雷磁T-818-Q 溫度電極、雷磁PXSJ-216 型離子分析儀，上海儀點科學儀器股份有限公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品的預處理

準確稱取5.000 g 研磨后的樣品于小燒杯中，用15 mL 水分數次沖洗燒杯，攪拌混勻后，置于額定功率250 W，工作頻率40 kHz 的超聲波清洗器中超聲3 min，取出后加入TISAB溶液20.00 mL，并用水定容。

1.3.2 樣品的測定

（1） 儀器的標定。按說明書安裝好儀器，預熱15 min 后，依次按“pX”鍵→“模式/4”→選擇“直讀濃度”模式→選擇濃度單位“mmol/L”→“確認”→選擇“兩點校準模式”→輸入c1=10→“確認”→將氯離子性選擇電極、參比電極和溫度傳感器電極均插入10 mmol/L 的氯標液中→將溶液充分攪拌均勻，讀數穩定后→按“確認”鍵。取出，用水清洗電極并擦干→將電極插入100 mmol/L 氯的標液→輸入c2=100→按上述相同的方法進行標定→儀器自動給出校準后的電極斜率→“確認”→對空白溶液進行?！按_認”→完成儀器標定。

（2） 樣品的測定。將處理好的電極對及溫度傳感器插入上述處理好的樣品溶液中，待數顯穩定后按“確認”鍵，直接讀出試液中氯離子的濃度ρx，進而計算樣品中氯離子的含量ω。

式中：ω——樣品中氯離子的含量，mg/g；

C——氯離子濃度，mmol/L；

m——樣品質量，g。

2 結果與分析

2.1 電極斜率校準

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，其數值大于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[16]。通過多次試驗數據結果表明，試驗所用的電極的實際響應斜率在90%以上，因此電極的能斯特響應性能良好。

2.2 單因素試驗結果

2.2.1 pH 值的影響

分別稱取0.020 g 檸檬酸鈉置于6 個100 mL 小燒杯中，將8.088 g 硝酸鉀和5 mL 冰乙酸分別添加到燒杯中，并加水溶解，然后用5.00 mol/L 氫氧化鈉溶液分別調節pH 值至4.00，4.50，5.00，5.50，6.00，6.50 后，用相對應pH 值的稀醋酸溶液分別定容至100 mL，并混勻。平行測定5 次，以pH 值為橫坐標，氯離子濃度平均值為縱坐標作圖。

pH 值的影響見圖1。

圖1 pH 值的影響

由圖1 可知，在測試溶液的pH 值為5.0～6.0 時，測量氯離子的信號值比較穩定；而在pH 值為5.5 時測量氯離子的準確度最高，因此選用溶液的pH 值為5.5。

2.2.2 檸檬酸鈉添加量的影響

分別稱取8.088 g 硝酸鉀置于7 個100 mL 燒杯中，依次向燒杯中加入檸檬酸鈉0，0.010，0.020，0.030，0.040，0.050，0.060 g，再各加入5 mL 冰乙酸，并加水溶解，用5.00 mol/L 氫氧化鈉溶液分別調節pH 值至5.5，再用pH 值為5.5 的稀醋酸溶液定容至100 mL，并混勻。平行測定5 次，以檸檬酸鈉添加量為橫坐標，氯離子濃度平均值為縱坐標作圖。

檸檬酸鈉添加量的影響見圖2。

圖2 檸檬酸鈉添加量的影響

由圖2 可知，當檸檬酸鈉質量濃度為0.2～0.4 g/L時，氯離子測定時有較穩定的信號值，在檸檬酸鈉質量濃度為0.2 g/L 時，氯離子測定的誤差最小，因此選用檸檬酸鈉質量濃度為0.2 g/L。

2.2.3 硝酸鉀濃度的影響

分別稱取硝酸鉀0，2.022，4.044，6.066，8.088，10.110，12.130 g置于7 個100 mL 燒杯中，在燒杯中各加入0.020 g 檸檬酸鈉和5 mL 冰乙酸，加水溶解，用5.00 mol/L 氫氧化鈉溶液分別將pH 值調節至5.50，然后用pH 值5.50 的稀醋酸溶液將其分別定容至100 mL 的容量瓶中，混勻。硝酸鉀的濃度依次為0，0.02，0.04，0.06，0.08，1.00，1.20 mol/L。平行測定5 次，以硝酸鉀濃度為橫坐標，氯離子濃度平均值為縱坐標作圖。

硝酸鉀濃度對氯離子測定的影響見圖3。

由圖3 可知，在硝酸鉀濃度為0.8～1.2 mol/L 時，測定氯離子的信號值最為穩定，在硝酸鉀濃度為1.00 mol/L 時，氯離子測定的誤差最小，因此選用硝酸鉀濃度為1.00 mol/L。

2.3 正交試驗結果

在單因素試驗的基礎上，以pH 值、檸檬酸鈉添加量和硝酸鉀濃度為考查因素，采用L9（33）正交表進行正交試驗，分別進行5 次平行試驗。

正交試驗設計因素與水平設計見表1，正交試驗設計及結果見表2。

表1 正交試驗設計因素與水平設計

表2 正交試驗設計及結果

由表1，表2 可知，氯離子濃度測定的影響因素依次為pH 值＞檸檬酸鈉添加量＞硝酸鉀濃度?？傠x子強度調節緩沖劑的最佳配置條件為C3B1A3，即pH 值為5.50，檸檬酸鈉添加量為0.2 g/L，硝酸鉀濃度為1.00 mol/L，與單因素試驗相比較，測量結果相符合。

2.4 測定結果及精密度

按照試驗方法，對樣品分別進行5 次平行試驗，取平均值。

樣品測定結果及精密度見表3。

表3 樣品測定結果及精密度

由表3 可知，手指餅干、鱈魚腸、溶豆、蛋酥和肉松海苔中氯離子含量分別為0.944，0.593，2.022，1.089，3.801 mg/g，RSD 值均小于5%。

2.5 干擾離子試驗

使用固定干擾法，對常用的干擾離子Cu2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、NO3-等進行研究。試驗結果顯示，Cu2+、Zn2+、Fe2+對氯離子的測定無明顯影響，NO3-對氯離子的影響較小，而Fe3+、Al3+對氯離子測定的干擾用檸檬酸鈉來掩蔽予以消除，不會對測定結果產生任何影響。

2.6 加標回收率試驗

按照上述測定方法進行加標回收率試驗，每個樣品各進行5 次平行測定。

回收率試驗測定結果見表4。

表4 回收率試驗測定結果

由表4 可知，樣品的回收率為88.4%～101.8%，測定結果理想。

2.7 對照試驗

參照國標GB 5009.44—2016《食品中氯化物的測定》[17]，對蛋酥樣品進行11 次對照平行試驗測定。

對照試驗測定結果見表5。

表5 對照試驗測定結果

經F 檢驗和t 檢驗表明[18]，在置信度為95%時，濃度直讀法與國標法測定的結果偶然誤差和系統誤差均不顯著，即2 種方法不存在顯著性差異。

3 結論

通過單因素試驗得出測定氯離子的最佳條件為pH 值5.50，檸檬酸鈉質量濃度0.20 g/L，硝酸鉀濃度1.00 mol/L。手指餅干、鱈魚腸、溶豆、蛋酥、肉松海苔中氯離子含量分別為0.944，0.593，2.022，1.089，3.801 mg/g，回收率為88.4%～101.8%，相對標準偏差小于5%。測定結果與國家標準法通過F 和t 檢驗表明，2 種方法之間無顯著性差異。該方法操作簡單、快速，有一定的應用價值。