味精,学名钠,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[1]。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[2]。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[3]。2008年12月12日,卫生部发布《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(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[4]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[5],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力。本研究 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:戴安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/AgCl复合参比电 极,Chromeleon 6.80色谱工作站; 色谱柱:IonPac AS7(4 mm×250 mm)分析柱, IonPac AG7(4 mm×50 mm)保护柱; 柱温:30 ℃; 流速:1.00 mL/min; 进样方式:手动进样;定量环:25 µL; 淋洗液:100 mmol/L 氢氧化钠/500 mmol/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/AgCl 参 比电极模式,脉冲安培三电位波形检测, 见下表1。

样品前处理
称取待测味精样品1 g,用2 g/L氢氧化钠溶解溶解到 100 mL塑料容量瓶中,定容后摇匀。样品溶液经0.22 µm 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 硫氢酸的步电离常数Ka1=1.3×10-7,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*的灵敏度,方法检 出限常可达到 µg/L级。实验中发现,当电极的施加电位 在-0.15V与-0.05V(v.s.Ag/AgCl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xuan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IonPacAS19、IonPacAS15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量较低的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IonPac 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,IonPac 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200 mmol/L时,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10 g/L钠和100 µg/L硫离子,而偶数号样 品则同为100 µg/L硫离子标准溶液。当样品中含有10/L 钠时,保留时间会前移0.5 min,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 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400 mmol/L时, 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。

样品钠浓度的影响
味精样品具有高浓度的钠基体,可能对硫离 子出峰产生较大的影响。以100 µg/L的S2-为研究对象,结 果发现,当钠浓度在0到12.5 g/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15 g/L后,硫离子峰面积随着基体浓度增 加而减小。因而选择钠浓度为10 g/L,即1 g味精样 品溶解于100 mL 2 g/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钠含量在80% 与99%之间,按此浓度处理后样品液中钠浓度落在 8-10 g/L浓度范围内,硫离子出峰比较稳定。
线性、检出限和定量限
硫离子在0.001-1 mg/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0.3 µg/L,低 检出浓度为1 µg/L,对应味精样品中的低检出浓度为 0.1 mg/kg,相比较于以往方法,灵敏度得到很大提高。
实际样品分析
分别对附近超市中购买到的味精(99% 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(10 µg/L和100 µg/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。

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。
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