味精中硫化物检测方案(离子色谱仪)

29001woThermo Fisher Scientific，San Jose， CA USA is ISO Certified.SCIENTIFICPart of Thermo Fisher Scientific 引言 味精，学名谷氨酸钠，因其具有增进食欲，提高吸收谢等功效，而成为人类生活中最重要的调味品之一。生产过程中设备等的腐蚀，原材料纯度等导致味精中夹杂铁而变黄，影响味精的透光和外观色泽"。生产上常使用树脂除铁或者硫化碱沉淀两种方式除铁，而后者因投入成本小而在味精行业中普遍使用。但硫化碱的加入量较难控制因而常被过量使用，造成样品残留，影响人类健康。2008年12月12日，卫部部发布《食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂品种名单(第一批)》的通知，其中明文规定禁止味精生产过程使用硫化钠。生产过程往往难以被监控，因而产品中硫化物的残留检测则可作为判断硫化钠使用与否的一个判断依据。 传统碘量法测定味精母液中的硫化钠含量，该法检测灵敏度低，仅适用于高含量硫化物检测，样品中共存的还原性物质会明显干扰。亚甲基蓝比色法测定硫化物为经典方法同，但样品颜色及亚硝酸根等存在会对测定结果产生较大影响。离子色谱法通过色谱分离手段可消除共存物质的干扰，再结合高选择性、高灵敏度的安培检测器，可进一步提高方法的抗干扰能力。本研究首次提出离子色谱用于测定味精中硫化物的方法，利用特殊填料的阴离子交换色谱柱分离，结合脉冲安培检测器，成功检测了99%味精、增鲜味精、加盐味精中的硫化物。 测试条件 仪器： ICS-3000型离子色谱仪(Dionex，美国)：四元梯度泵， ED3000电化学检测器， Au工作电极， Ti对电极， pH/Ag/AgCI复合参比电极， Chromeleon 6.80色谱工作站； 色谱谱： lonPac AS7 (4mmx250mm)分析柱，lonPac AG7 (4mmx50mm)保护柱； 柱温：30℃； 流速：1.00mL/min； 进样方式：手动进样；定量环：25pL； 淋洗液：：100mmol/L 氢氧化钠/500mmol/L醋酸钠/0.5%乙二胺，等度淋洗； ( 检测方式：脉冲安培检测，银工作电极， Ag/AgCI参比电极模式，脉冲安培三电位波形检测， 见下表1。 ) 表1.硫离子测定的三电位波形 时间 (s) 电位(V) 积分 -0.10 0.20 -0.10 On 0.90 -0.10 Off 0.91 -1.00 0.93 -0.30 1.00 -0.30 样品前处理 称取待测味精样品1g，用2g/L氢氧化钠溶解溶解到100mL塑料容量瓶中，定容后摇匀。样品溶液经0.22 um尼龙过滤膜后直接进样。 结果和讨论 检测方式、色谱柱及淋洗液条件的选择 硫氢酸的第一步电离常数Ka1=1.3×10，因而硫离子经抑制后在电导检测器上基本无响应，无法满足检测需要。而安培检测器则检测硫离子在银电极表面发生氧化反应时的过程电流变化，因而具有极高的灵敏度，方法检出限常可达到ug/L级。实验中发现，当电极的施加电位在-0.15V与-0.05V(v.s.Ag/AgCI参比电极)之间时，硫离子的灵敏度处于稳定区域，因此方法选定硫离子的检测电位为-0.10V。由于硫离子反应产物遗留在电极表面，因而直流检测法灵敏度往往随着电极表面活性的下降而逐渐降低。脉冲安培法在检测电位后辅助清洗电位，在经过一个电位周期后电极又可恢复原始状况，从而提高灵敏度的长期稳定性。 由于银电极检测硫离子一般在强碱性条件下进行，因而首选强碱性淋洗液的氢氧根体系阴离子色谱柱。经过试验比较发现，在lonPacAS19、lonPacAS15等常见氢氧根色谱柱上硫离子峰与氯相近，易受样品中氯离子干扰，因而仅可用于氯离子含含较低的99%味精和增鲜味精样品中硫化物的监控。而加盐味精中氯化钠含量高达20%，常规色谱柱已不适用。而在lonPac AS7特殊阴离子交换色谱柱上，氯离子则与硫离子具有良好的分离度，甚至加盐味精中的高浓度氯离子也不干扰硫化物的测定。相比于常规色谱柱， lonPac AS7具有更广泛的样品适用性，因此选择此色谱柱对味精中硫化物进行分析。 对于AS7色谱柱，淋洗液三种组分中醋酸钠的淋洗能力要明显强于氢氧根，其对出峰情况影响较大，因而本文主要研究醋酸钠浓度的影响。当淋洗液中醋酸钠的浓度为200mmol/L时，谷氨酸钠出峰与硫离子相近，对测定影响较大，见图1。图中1到10号样品中，奇数号样品均含有10g/L谷氨酸钠和100 ug/L硫离子，而偶数号样品则同为100pg/L硫离子标准溶液。当样品中含有10/L谷氨酸钠时，保留时间会前移0.5min， 而峰面积仅为对应标准品的60%。此现象表明，此样品中存在的高含量谷氨酸对银电极存在表面短期钝化的作用，导致保留相近的硫离子峰面积变小。随着醋酸钠浓度的增加，谷氨酸钠产生的基体负峰不断前移，与硫离子峰间隔增大，干扰也逐渐降低。当醋酸钠的浓度达到400mmol/L时，谷氨酸钠对硫离子出峰已基本不存在影响。而盐分过高也会引起电极消耗增加，因此醋酸钠浓度选择500 mmol/L作为测定条件，硫离子在6分钟内出峰。由于乙二胺具有分子量小、络合性能强等优点，因而用作淋洗液中铜、铁等微量金属离子的络合掩蔽剂，减小对硫离子测定的影响。 图1.醋酸钠浓度的影响 1， 3，5，7，9#：600，500，400，300，200mmol/L，100 pg/L sulfide in 10g/L MSG；2，4，6，8，10#：600，500，400， 300，200mmol/L，100pg/L sulfide. 样品谷氨酸钠浓度的影响 味精样品具有高浓度的谷氨酸钠基体，可能对硫离子出峰产生较大的影响。以100 pg/L的S²为研究对象，结果发现，当谷氨酸钠浓度在0到12.5g/L之间时，硫离子的出峰保留时间无明显差别，峰面积也没有太明显的变化。当基体浓度达到15g/L后，硫离子峰面积随着基体浓度增加而减小。因而选择谷氨酸钠浓度为10g/L， 即1g味精样品溶解于100mL 2g/L氢氧化钠水溶液中。一般情况下，99%味精、增鲜味精和加盐味精中的谷氨酸钠含量在80%与99%之间，按此浓度处理后样品液中谷氨酸钠浓度落在8-10g/L浓度范围内，硫离子出峰比较稳定。 硫离子在0.001-1mg/L范围内具有良好的线性，线性相关系数(R²)为0.9998。根据三倍信噪比( Signal/Noise =3)可计算出方法的检出限分别为0.3pg/L， 最低检出浓度为1pg/L，对应味精样品中的最低检出浓度为0.1mg/kg， 相比较于以往方法，灵敏度得到很大提高。 分别对附近超市中购买到的味精(99%谷氨酸钠)、增鲜味精和加盐味精进行测定，结果发现检测的所有味精样品中均未检测到硫离子的存在，99%味精和加盐味精的样品色谱图见图2和图3。增鲜味精中的增鲜组分未观察到明显色谱峰，其色谱图与99%味精基本相似。为防止因为基体等影响造成结果的可能不准确，对这三类样品分别进行两个浓度(10pg/L和100pg/L)的标准加入回收实验，具体的测定结果见表2，加标回收率在94.2%~99.0%之间，说明离子色谱-安培检测法具有较高的准确性。加标样品测定三次的相对标准偏差在0.57%~1.34%之间。 图2.99%味精样品谱图 1.99%味精加标10mg/kg硫离子；2.99%味精 图3.加盐味精样品谱图 1.加盐味精加标10mg/kg硫离子；2.加盐味精 结论 建立了一套测定味精中硫化物的离子色谱分析方法，利用阴离子交换色谱柱IonPac AS7进行分离，脉冲安培检测器测定了99%味精、加盐味精和增鲜味精样品中的痕量硫化物。方法的选择性好，灵敏度高，分析时间短，适用于市场上各品牌味精样品的分析，且方法可应用到味精生产过程中各级谷氨酸钠溶液的实时监测中，保障生产效率、产品品质和老百姓的食品安全。 表2.味精样品测定结果 样品 稀释后测定值 加标量 测得值 平均值 RSD 回收率 (pg/L) (pg/L) (pg/L) (pg/L) (%) (%) N.D. 10 9.54，9.33，9.40 9.42 1.09 94.2 味精(99%) 100 96.8，95.1，96.5 96.1 0.95 96.1 增鲜味精 N.D. 10 9.49，9.39，9.40 9.43 0.58 94.3 100 98.1，99.7，99.3 99.0 0.81 99.0 加盐味精 N.D. 10 9.66，9.84，9.58 9.69 1.34 96.9 100 97.6，98.2，98.7 98.2 0.57 98.2 ( [1]. 田晓燕.味精中铁含量的测定——邻菲罗啉分光 光度法，发酵科技通讯，2006，35(2)： 23~24 ) ( [2].赵二红.味精生产除铁方法浅析，发酵科技通讯， 2010，39(2)：8~9 ) ( [3]. 高惠敏，王艳荣，付玉美，等.味精生产过程中如何控制硫化碱的使用量，发酵科技通讯，2007， 36(3)：43 ) ( [4]. 刘英贞，朱兆淇.味精硫化物含量测定方法的探 讨，发酵科技通讯，2000， 29(4)：28~29 ) ( [5]. 汪澍.亚甲蓝光度法测定废水中硫化物，理化检 验-化学分册，2005， 41(5)：362，365 ) thermoscientific.com C 2012 Thermo Fisher Scientific Inc. All rights reserved. All trademarks are the property of Thermo Fisher Scientific Inc. and itssubsidiaries. Specifications， terms and pricing are subject to change. Not all products are available in all countries. Please consult your local sales representative for details. 上海 北京 免费服务热线：上海浦东新金桥路27号6号楼 北京东城区安定门东大街28号 800 8105118邮编：201206 雍和大厦西楼F座7层702-715室 4006505118电话：021-68654588 邮编：100007传真：021-64457830 电话：010-84193588传真：010-88370548