APP下载

氨基酸碘盐中碘含量测定方法的研究

2019-07-17程月红任雪梅于艳艳王健吴珍珍鲍连艳高牡丹

食品研究与开发 2019年14期
关键词:沉淀剂碘盐食盐

程月红,任雪梅,于艳艳,王健,吴珍珍,鲍连艳,高牡丹

(山东省食品药品检验研究院,山东 济南 250101)

食盐是人们日常生活中不可缺少、无法代替的必备调味品,多年来食盐市场供需稳定,缺乏开发潜力且利润逐渐压缩,食盐生产企业的生存和发展后劲不足,急切需要寻找新的经济增长点。多品种盐的出现,满足了消费者的需求、丰富了食盐市场,成为食盐企业新的盈利点[1]。多品种盐指添加营养强化剂、调味辅料或经特殊工艺加工制得的食盐,主要品种有强化营养盐、调味盐、低钠盐、味精盐、竹盐等[2],本文研究的氨基酸碘盐属于强化营养盐。食盐摄入量过多会诱发多种疾病,如使高血压、骨质疏松[3]、胃病、肾病、呼吸道疾病[4]等发病率大大增加,严重影响人体健康。我国居民高盐膳食形成的口重习惯很难在短期内纠正,而氨基酸碘盐的出现,因其减盐不减咸、增味又增鲜的特点,短期内快速有效的减少了居民对食盐的摄入量,达到了减盐的目的。除此之外,氨基酸碘盐含有人体必需的8 种氨基酸,营养丰富,对特定人群的氨基酸缺乏症状、偏食、厌食有缓解作用。

碘是人体必需的元素之一,在机体内不能合成,只能从食物中获取,其主要生理功能通过甲状腺素完成,人体严重缺乏时,甲状腺组织呈增生性肿大[5],导致孕妇死胎、流产、早产及胎儿先天性畸形,儿童智力低下,发育迟缓等。当碘摄入量过多时,会引发甲状腺结节[6]、甲状腺功能亢进[7]等各种疾病,严重影响人体健康。食盐加碘执行GB 26878-2011《食品安全国家标准食用盐碘含量》,根据《食盐加碘消除碘缺乏危害管理条例》普及供应添加碘酸钾的碘盐,根据不同地区加碘要求不同,加碘水平必须满足相应地区的要求,因此准确检测食盐中碘尤为重要,目前检测食盐中碘的方法主要有光度法[8-10]、安倍法[11]、离子色谱法[12]、光谱法[13]等。这些方法需要使用仪器,或者操作较为繁琐,本研究探讨一种测定碘含量的简单滴定方法,该检测方法准确可靠,能够为监管部门提供坚实有力的技术支持,利于食盐中碘的管理,确保人们合理膳食。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

氨基酸碘盐、精制碘盐:均由超市购买;胶原蛋白(酸水解胶原蛋白得到氨基酸)、草酸、磷酸(体积分数为85%)、碘化钾、次氯酸钠溶液(有效氯10 %)、淀粉、硫代硫酸钠标准滴定溶液(浓度为0.100 2 mol/L,临用前稀释50 倍):上海安谱实验科技股份有限公司。本方法所用试剂均为分析纯,水为GB/T 6682-2008《分析实验室用水规格和试验方法》规定的一级水。

MS204S 电子天平(精度 0.1 mg):梅特勒-托利多公司;DL-1 电子万用炉:北京市永光明医疗仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 试验原理

试样加入沉淀剂除去氨基酸,溶液中碘离子在酸性条件下用次氯酸钠氧化成碘酸根,草酸除去多余的次氯酸钠,碘酸根氧化碘化钾中碘离子生成单质碘,以淀粉溶液为指示剂,用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定,计算试样中碘的含量。

1.2.2 样品处理

称取一定量试样,加水充分溶解后转移到容量瓶中,加入沉淀剂,加水至刻度,摇匀,静置约30 min,过滤,弃去初滤液,滤液备用。

1.2.3 碘的测定

准确移取一定量上述滤液于的三角瓶中,加入2 mL草酸-磷酸混合液,摇匀,加入1 mL 次氯酸钠溶液,用水冲洗瓶壁,然后放在调温电炉上加热至沸腾并保持30 s,取下放入冰水浴中迅速冷却到30 ℃以下。加入5 mL 碘化钾溶液,摇匀,立即用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定至浅黄色,加入1 mL 淀粉指示剂,继续滴定至蓝色刚刚消失为终点。同时做试剂空白。

1.2.4 碘含量测定条件的考察

1.2.4.1 沉淀剂种类对碘含量测定结果影响的考察

准确称取一定质量的氨基酸碘盐5 份,分别选用5 mL 的50%三氯乙酸、5 mL 的106 g/L 亚铁氰化钾和5 mL 的 220 g/L 乙酸锌、20 mL 的甲醇、20 mL 的无水乙醇为沉淀剂,每加入一种试剂都充分摇匀,稀释到200 mL,摇匀,静置,过滤,准确移取 50 mL 滤液,按照1.2.3 的步骤测定,平行测定3 次计算其平均值为测定结果。

1.2.4.2 不同称样量、沉淀剂用量、沉淀时间对碘含量测定结果影响的考察

准确称取氨基酸碘盐 5、10、15、20、25 g,加入亚铁氰化钾和乙酸锌 1、2、3、4、5、6 mL,沉淀时间为 10、15、20、25、30 min 的条件下检测碘含量,考察不同称样量、沉淀剂用量、沉淀时间对碘含量的影响。每组进行3次平行测定,所得结果为3 次测定的平均值。

2 结果与分析

2.1 探讨氨基酸碘盐中碘的检测

为了准确检测氨基酸碘盐中碘含量,采用多种处理方法,首先按照GB 5009.42-2016《食品安全国家标准食盐指标的测定》[14]要求,样品溶解后(不是完全溶解,底部沉有黄色不溶物)直接加入草酸-磷酸混合液、次氯酸钠等测定,发现加入碘化钾后,溶液颜色不是纯蓝色而是灰蓝色,滴定近终点时,反应迟缓,根据颜色变化很难确定终点。考虑到黄色不溶物可能影响滴定反应,分别采取吸取上层清液和过滤后滤液进行测定,结果都在10 mg/kg 左右,与实际含量相差甚远。由此推测,被过滤掉的黄色不溶物,可能是氨基酸与碘反应的产物,是使碘含量偏低的主要原因。为了消除氨基酸的影响,尝试加入沉淀剂三氯乙酸沉淀蛋白质(因氨基酸本身是小分子蛋白质),结果约为25 mg/kg,因此推测沉淀蛋白质消除了氨基酸的影响。

2.2 氨基酸对测定碘的影响

为了证试氨基酸影响碘的测定,本文分别测定了精制碘盐、精制碘盐加氨基酸、精制碘盐加氨基酸后沉淀除去氨基酸3 种情况下的碘含量,结果见表1。

表1 氨基酸对测定碘的影响Table 1 Effect of amino acids on the determination of iodine

样品处理过程中发现,加有氨基酸的精制碘盐不能完全溶解,与氨基酸碘盐类似,有不溶性物质,过滤除去,滴定时终点反应缓慢,检测结果与精制碘盐相比明显偏低,且平行性较差。分析精制碘盐加氨基酸后沉淀除去氨基酸的检测结果,和精制碘盐相比,结果非常接近,由此证实了氨基酸影响碘的测定,并且可通过加入沉淀剂去除氨基酸,提高测定碘的准确性。

2.3 检测条件优化

为了更准确的检测氨基酸碘盐中碘的含量,对样品处理条件进行优化。

2.3.1 称样量对碘含量测定结果的影响

称样量不同对碘含量测定结果有较大影响,结果见图1。

图1 不同称样量检测结果Fig.1 Different sample weight test results

由图1所示,随着样品量的增加,检测结果呈下降趋势。根据2.2 分析结果,氨基酸影响碘的测定推测,样品量越大,氨基酸沉淀不彻底,使碘的检测结果降低。由于称样量少于5 g 时,检测误差较大,综合考虑,称样量为5 g 时最佳。

2.3.2 不同沉淀剂对碘含量测定结果的影响

考察不同沉淀剂对碘含量测定结果的影响,结果见图2。

图2 不同沉淀剂检测结果Fig.2 Different precipitant test results

如图2所示,与不加任何沉淀剂的检测结果相比,加入沉淀剂后检测值均升高,亚铁氰化钾和乙酸锌为最佳沉淀剂,检测结果最高。三氯乙酸主要沉淀大分子蛋白质[15],而氨基酸主要是小分子蛋白质,沉淀效果较差。有机溶剂能降低水的介电常数,使具有表面水层的生物大分子脱水,相互聚集沉淀,同样对氨基酸小分子蛋白质沉淀效果较差。

2.3.3 沉淀剂用量对碘含量测定结果的影响

沉淀剂用量不同对碘含量测定结果的影响,结果见图3。

图3 不同沉淀剂用量检测结果Fig.3 Different precipitation agent dosage test results

如图3所示,随着沉淀剂的增加检测结果呈上升趋势,但沉淀剂增加到6 mL 时,试液在煮沸时出现沉淀,且滴定时反应慢,颜色变化缓慢,终点难以判断,因此得出最佳沉淀剂用量为5 mL。

2.3.4 沉淀时间对碘含量测定结果的影响

沉淀时间对碘含量测定结果的影响,结果见图4。

沉淀时间即陈化时间,陈化过程中,沉淀晶粒会不断变大,其比表面减小,吸附杂质质量小,同时小晶粒溶解,原来吸附、吸留或包夹的杂质或目标物,重新进入溶液。沉淀时间越长,大晶粒越大,小晶粒溶解更完全,检测碘的结果会更高。如图4所示,随着沉淀时间的变长,碘的检测值越高,超过30 min 检测值仅有微量变化,考虑到检测周期不易太长,提高工作效率,故选择最佳沉淀时间为30 min。

图4 不同沉淀时间检测结果Fig.4 Different precipitation time test results

2.4 精密度和重复性

在优化条件下,即称样5 g,分别加入5 mL 亚铁氰化钾溶液和乙酸锌溶液,沉淀30 min,平行测定20 次,检测结果按从小到大顺序排列见表2。

表2 试验结果分析Table 2 Analysis of test results

根据格鲁布斯法,从小到大排列20 个检测数据,计算其平均值和标准偏差,假设第一个数据和最后一个数据为可疑值,由

查表 T0.05,20=2.56,T0.01,20=2.88,有此判定 20 个检测值中不存在需要剔除的可疑值。因此检测结果的平均值为28.06 mg/kg,标准偏差为0.85%,相对标准偏差为3.03 %,相对标准偏差小于7.5 %,符合GB/T 27417-2017《合格评定化学分析方法确认和验证指南》对实验室内变异系数的要求[16]。最大相对偏差为6.6%,符合国标方法GB 5009.42-2016 的精密度要求(10%),精密度和重复性良好。

2.5 与国标方法比对

相同的被测样品(氨基酸碘盐),采用GB 5009.42-2016 中的氧化还原滴定法,测定氨基酸碘盐中碘的含量,结果见表3。

表3 国标方法检测结果分析Table 3 Analysis of test results of national standard methods

由表3所示,采用GB 5009.42-2016 氧化还原滴定法检测结果为9.80 mg/kg,与本文讨论方法的检测值28.06 mg/kg 相差甚远,说明国标方法不适用于氨基酸碘盐中碘的测定。

2.6 加标回收试验

采用本文所述的方法,以氨基酸碘盐为研究对象,进行加标回收试验。加入0.154 7 mg/mL 的碘酸钾溶液2 mL,平行测定6 次,计算回收率为90.4%~98.8%,均满足GB/T 27404-2008《实验室质量控制规范食品理化检测》[17]对回收率范围的要求。

3 结论

按照国标方法GB 5009.42-2016 检测氨基酸碘盐中的碘,检测结果远低于实际水平。本文通过考察多种方法,找到影响测定碘的关键物质即氨基酸。为了消除氨基酸的影响,首先考察了不同沉淀剂:三氯乙酸、无水乙醇、甲醇、亚铁氰化钾和乙酸锌对检测结果的影响,确定最佳沉淀剂为亚铁氰化钾和乙酸锌。为了进一步优化检测方法,进而对称样量、沉淀剂用量、沉淀时间进行考察,得到最佳检测条件。在优化条件下,对本文所述方法进行确认,主要包括精密度和重复性、与国标方法比对、加标回收试验,最后得出结论本方法准确度较高,精密度和重复性优于GB 5009.42-2016 的标准要求,且设备要求简单、操作简单易行,便于在企业和基层检验机构推广应用。

猜你喜欢

沉淀剂碘盐食盐
不同沉淀剂对酚抽法提取植物蛋白质效果比较分析
“低钠盐”和“无碘盐”选吃有学问
磷矿石中P2O5测定试剂用量的探索
化学沉淀法去除飞灰浸取液中重金属的研究
巧称食盐
新修订的《食盐专营办法》相关表述之探讨
食盐PK风疹块
“碘”亮人生共享健康
四招识别真假碘盐
四招识别真假碘盐