离子色谱-电导法检测酱油中氯化钠的含量

董淑杰，陈生友，杨 丽，赵红波，吕印美

（1.黄河三角洲京博化工研究院有限公司，山东 滨州 256500；2.山东京博石油化工有限公司，山东 滨州 256500）

酱油是人们日常生活中必不可少的调味品，含有多种氨基酸等多种成分[1-4]。除此之外，氯化钠也是酱油的重要组成成分，若含量太少，达不到调味的要求，且易变质；含量太多则味苦，造成品质不佳，且会对人体健康造成危害。钠摄入过多，尿中钠、钾比值增高是高血压、食道癌、心力衰竭等的发病危险因素[5]。盐食用过多不仅会导致许多的健康问题，且摄入过量的盐也阻碍钙在体内的吸收，特别是对于生长期的青少年，将严重影响其各种器官的正常发育。因此酱油中氯化钠的含量与人类健康密切相关，其含量的测定也显得格外重要。目前国内外研究普遍采用莫尔法[6]、电位滴定法[7]、电导法[8]和原子吸收法[9]等，在GB 18186—2000《配制酱油》标准中，AgCl沉淀对Cl-的吸附以及酱油本身的色泽使终点不易判断，影响其测定结果的准确度[10]。而离子色谱法具有分析快速、简单、灵敏度高、选择性好、可同时分析多种离子化合物等优点。

由于酱油中含有多种氨基酸、糖类及其他有机大分子，若不经预处理直接进入色谱柱分析，由于有机大分子不能及时随淋洗液洗脱出来而会造成色谱柱堵塞，从而表现出柱压升高、柱效降低[11-12]，影响酱油中氯化物含量检测的准确度和精密度。因此，在使用离子色谱进行样品检测分析时，对样品进行预处理是非常有必要的[13-18]。一般情况下，离子色谱样品去除有机物及其他对检测有干扰成分的预处理方法主要有：前处理小柱过滤、溶剂萃取和沉淀分离等，而灰化预处理方法鲜有报道。该研究自行改进了样品前处理方法，采用灰化预处理+离子色谱-电导法进行酱油中氯化钠含量的测定，同时与已报道的电位滴定法、莫尔法等酱油中的食盐含量测定方法进行相互比较印证，考察离子色谱-电导法的准确度和精密度，验证此种检测方法在实际应用中的可行性，以期对酱油产品质量控制和市场监测提供指导意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

李锦记薄盐酱油（生抽）：市售，氯化钠含量＜12g/100mL；基准试剂氯化钠：天津市科密欧化学试剂有限公司；其他试剂均为分析纯，实验用水为一级水。

1.2 仪器与设备

DP5梅特勒-托利多自动电位滴定仪、204S型电子分析天平：梅特勒-托利多国际贸易（上海）有限公司；101-3AB型电热鼓风干燥箱、SX-5-12型箱式电阻炉：天津市泰斯特仪器有限公司；ICS-5000型离子色谱仪：美国Dionex公司。

1.3 实验方法

1.3.1 莫尔法（直接沉淀法）[19]

准确吸取5.0 mL样品于100 mL容量瓶中，加水定容，摇匀。取2.00 mL稀释液于250 mL锥形瓶中，加50 mL水及1 mL铬酸钾溶液，混匀。在白色瓷砖的背景下用0.1 mol/L硝酸银标准滴定溶液滴定至初显桔红色。同时做空白实验，计算公式如下：

式中：CNaCl表示试样中食盐（以氯化钠计）的含量，g/100 mL；V1表示滴定试样稀释液所消耗硝酸银标准溶液的体积，mL；V2表示试剂空白所消耗硝酸银标准溶液的体积，mL；c表示硝酸银标准滴定溶液的浓度，mol/L；0.058 5表示与1.00 mL硝酸银标准溶液[（AgNO3）=1.000 mol/L]相当的氯化钠的质量，g。

1.3.2 电位滴定法

自动电位滴定法是依据待测离子的活度与其电极电位之间能遵守能斯特方程，通过测量滴定过程中的电池电动势的变化来确定滴定终点的分析[20]。根据硝酸银标准溶液的消耗量计算出酱油中氯化物的含量。

准确移取酱油样品5.00 mL于100 mL容量瓶中，加水至刻度，取5.00 mL稀释后的溶液于滴定杯中，加30～40 mL水混匀，再加3～4 mL淀粉溶液。连接好DMi141-SC沉淀电极和滴定管线，初始化仪器后，启动测试，在搅拌器的作用下，用0.1 mol/L的硝酸银标准溶液滴定，记录消耗硝酸银标准溶液的体积。采用等当点（equivalence point，EQP）模式控制慢速滴定，在等当点时体系电动势有明显突跃，用以判定反应终点。计算过程同上，同时做空白实验。

1.3.3 灰化预处理+离子色谱-电导法

灰化预处理：准确吸取2.50 mL酱油样品于事先在550 ℃下质量恒定的25 mL坩埚内，同时做5个平行。为避免灰化过程中Cl-的损失及样品飞溅，分别加入适量的氢氧化钠溶液并加盖[21]，先于95 ℃干燥箱中烘干，再于电热套中小火碳化，最后转移至550 ℃马弗炉中完全灰化2 h，取出冷却。残渣用50 mL热水分数次浸渍溶解，过滤于100 mL容量瓶中，静置至室温，加水至刻度，摇匀备用[8]。

准确移取1.00 mL以上溶液，用纯水定容至100 mL，然后用0.22 μm滤膜过滤于离子色谱进样瓶中直接检测，建立离子色谱测定Cl-含量的方法，进而换算出酱油中氯化钠的含量。

色谱条件：IonPacTMAS19分析柱（4×250 mm）；IonPacTMAG19保护柱（4×50mm）；抑制器型号为AERS500，尺寸4mm，抑制器电流50mA，电导检测器，柱温30℃，流速为1.0mL/min，进样量25 μL，淋洗液浓度为20 mmol/L KOH溶液，由美国Dionex公司提供的免试剂发生装置在线产生，等度分析时间20 min。

氯化钠标准曲线的绘制：称取一定质量于550 ℃条件下质量恒定的NaCl基准物，定容至100 mL容量瓶中。通过稀释分别得到0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、5.0 mg/L、10.0 mg/L、20.0mg/L、40.0 mg/L的标准溶液，直接检测。

2 结果与分析

2.1 莫尔法

实验操作简便快捷，但容易受酱油本身颜色干扰，造成终点判断延迟。此外，生成的AgCl沉淀会吸附剩余的Cl-，使Ag2CrO4过早产生而误认为到达终点，因此滴定过程中应充分摇匀，将Cl-解吸出来。因此在滴定时需注意快速摇动液体，并做空白试验以矫正，样品平行试验结果见表1。从5组实验数据结果可以看出，莫尔法检测的NaCl含量虽然也在理论值范围内，但检测相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）达0.73%，受样品基底的影响较大。

表1 莫尔法测定结果Table 1 Results of determination with Mohr method

2.2 电位滴定法

为了避免生成的AgCl沉淀吸附未反应的Cl-，实验分析过程中添加了淀粉溶液以分散生成的沉淀。表2为实验分析检测结果，检测相对标准偏差为0.31%，由此可见自动电位滴定仪的使用降低了由于人为滴定操作手法及终点颜色判断带来的误差[20]，且滴定体积可精确至0.001 mL，所以准确度、精密度较莫尔法更好。但电位滴定法对设备的要求高，维护费用昂贵。

表2 电位滴定法测定结果Table 2 Results of determination with potentieomtric titration method

2.3 灰化法+离子色谱-电导法

2.3.1 优化离子色谱-电导法参数

考虑到离子间分离度、保留时间、峰型及峰面积响应等因素，主要对实验条件中淋洗液浓度、流速和进样量进行了优化。淋洗液浓度太低、流速太慢都会导致出峰时间延后，同时也会影响离子间的分离效果。最终，确定淋洗液KOH浓度为20 mmol/L、流速为1.0 mL/min，该种情况下既能缩短样品分析时间又能保证和其他离子完全分离。且由于氯离子在电导检测器上响应比较灵敏，最终确定进样量为25 μL。实验得到的Cl-色谱图如图1所示，优化实验条件后氯离子不到7 min就被洗脱出来，检测非常快速。

图1 氯离子色谱图Fig.1 Chromatogram of Cl-

离子色谱的定量是根据响应峰面积随离子浓度在一定范围内成线性关系，因此以氯离子标样的峰面积为纵坐标（y）、质量浓度为横坐标（x），建立氯离子的标准曲线，见图2。由图2可知，标准曲线线性方程为y=0.335x-0.012，相关系数为0.999，表示线性关系良好。

图2 氯离子标准曲线Fig.2 Standard curve of Cl-

将酱油样品检测的峰面积带入以上方程，计算出氯离子的含量，然后换算出氯化钠的含量，一组5个样品，结果见表3。从实验结果可以看出，灰化法+离子色谱-电导法可以有效的检测酱油样品中的氯离子含量，和莫尔法、电位滴定法一样都在理论值内且检测数值相近，说明该检测方法具有实际应用的价值。更为重要的是其检测标准偏差仅为0.17%，比莫尔法、电位滴定法具有更好的平行性。

表3 离子色谱法测定氯化钠含量结果Table 3 Determination results of sodium chloride content by ion chromatography

2.3.2 加标回收率实验

准备5个已质量恒定的坩埚，分别准确吸取2.50 mL酱油样品，分别加入一定量的NaCl基准，按照灰化预处理的步骤进行，测定NaCl含量并计算回收率，结果见表4。由表4可知，方法回收率在96.00%～102.10%，表明离子色谱-电导法准确度高、可靠性强。

表4 加标回收率实验结果Table 4 Results of standard recovery rate experiments

2.3.3 精密度实验

取以上任一处理好的酱油样品，于同一离子色谱条件下连续测定6次，结果见表5。

表5 精密度实验结果Table 5 Results of precision experiments

由表5可知，多次实验测定结果维持在11.56～11.59 g/100 mL之间，测定结果相对标准偏差为0.089%，说明此方法测量结果的再现性非常强，仪器状态稳定，为获得检测结果良好的精密度提供了优异的条件。

2.3.4 干扰实验

离子色谱-电导法可同时在线检测多种无机阴、阳离子，选择性强。向样品中加入SO42-、K+按照灰化预处理的步骤，然后用相同的离子色谱条件进行检测发现，所得结果与不加干扰离子相一致，没有明显的差异[8]。

2.3.5 讨论

通过对比试验发现，由于酱油本身带有较深的颜色，样品稀释后呈现浅褐色，对终点颜色的判断存在一定的干扰，人工滴定时不易控制，容易导致滴定过量，测得酱油中氯化钠含量偏高。而自动电位滴定法虽然具有较高的检测灵敏度，操作简便，减少了人工滴定法因指示剂量、变色终点的判断等带来的误差，但该方法对于设备的要求较高，维护费用高，否则检测误差会偏大，不适合条件基础差的地区使用。

3 结论

相比莫尔法和自动电位滴定法，灰化预处理+离子色谱-电导法具有不被其他离子干扰的特点，其检测标准偏差仅为0.17%，检验数据准确度高，且精密度实验相对标准偏差为0.089%，测量精密度高，设备状态稳定。再者样品灰化处理后再经离子色谱检测，避免了有机物及悬浮颗粒对仪器的损坏，尤其针对添加了焦糖色素、颜色深且质地粘稠的酱油；而且离子色谱-电导法还具有能同时测定多种离子的优势，实验过程除了去离子水无需其他试剂，绿色环保。样品处理后，离子色谱-电导法可自动分析，操作简单；同时样品自动检测分析时间仅需10 min，分析速度快，且受环境干扰小。因此，灰化预处理+离子色谱-电导法在分析酱油中无机离子含量方面具有比较大的应用推广价值。