林立，李仁勇，王琳琳，邱云

(1.國(guó)家食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)中心, 北京 100094；2.中科譜研(北京) 科技有限公司, 北京 100027)

味精生產(chǎn)中谷氨酸等電提取和母液離交回收過(guò)程使用大量鹽酸和硫酸[1]，從而導(dǎo)致成品中帶有氯離子和硫酸根。GB/T 8967-2007《谷氨酸鈉(味精)》中規(guī)定味精中氯化物(以Cl-計(jì))小于0.1%，硫酸鹽(以SO42-計(jì))小于0.05%[2]。該標(biāo)準(zhǔn)中使用目視比濁法進(jìn)行檢測(cè)，此法操作簡(jiǎn)單，但臨界點(diǎn)判斷困難，且無(wú)法給出準(zhǔn)確含量[3]。氯離子和硫酸根的經(jīng)典測(cè)定方法主要是容量法[4,5]，但同樣會(huì)因?yàn)榻K點(diǎn)難判斷而導(dǎo)致偏差。此外，硫酸根也常用重量法[6]，但分析時(shí)間長(zhǎng)，操作繁瑣，對(duì)操作者要求較高。離子色譜法近年來(lái)因其獨(dú)特的分離技術(shù)和高靈敏度、高選擇性的檢測(cè)技術(shù)而應(yīng)用越來(lái)越廣泛[7，8]，葉開(kāi)富等[9]采用離子色譜法檢測(cè)味精中硫酸根，但其為避免高含量谷氨酸鈉干擾測(cè)定，采用灰化法進(jìn)行樣品前處理，耗時(shí)數(shù)小時(shí)。本文中則研究了谷氨酸鈉在高容量色譜柱上對(duì)待測(cè)離子的影響，味精樣品經(jīng)超純水溶解后經(jīng)離子色譜柱分離，抑制型電導(dǎo)直接檢測(cè)，可同時(shí)對(duì)味精中氯和硫酸根的含量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

1.1.1 儀器

ICS-2500型離子色譜儀(美國(guó)Dionex公司)、Chromeleon 6.80色譜工作站、AS50自動(dòng)進(jìn)樣器；Nanopure超純水機(jī)(美國(guó)Thermo Scientific Barnstead公司)；0.22 μm微孔尼龍膜(天津富集科技有限公司)。

1.1.2 試劑

1000 mg/L水中氯，1000 mg/L水中硫酸根：購(gòu)自國(guó)家標(biāo)物中心；優(yōu)級(jí)純硫酸；優(yōu)級(jí)純碳酸氫鈉；優(yōu)級(jí)純無(wú)水碳酸鈉；所有用水均為電阻率≥18.2 MΩ·cm的超純水。

1.1.3 溶液的配制

1.1.3.1 流動(dòng)相的配制

稱取1.018 g無(wú)水碳酸鈉和0.168 g碳酸氫鈉固體，完全溶解于2 L高純水中，搖勻后過(guò)濾，備用。

1.1.3.2 再生試劑的配制

移取2.8 mL 濃硫酸到裝有2 L超純水的再生液瓶中，搖勻后過(guò)濾，備用。

1.1.3.3 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

準(zhǔn)確移取10 mL氯離子標(biāo)準(zhǔn)貯備液、5 mL硫酸根標(biāo)準(zhǔn)貯備液于50 mL容量瓶中，以超純水定容，得到200 mg/L氯離子和100 mg/L硫酸根的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別取混合標(biāo)準(zhǔn)中間液0.1，0.5，1.0，2.5，5.0 mL于50 mL的容量瓶中，用水定容至刻度，得系列標(biāo)準(zhǔn)混合工作溶液。

1.2 色譜條件

分析柱：IonPac AS22分離柱(4 mm×250 mm)和IonPac AG22保護(hù)柱(4 mm×50 mm)；淋洗液：4.8 mmol/L碳酸鈉+1.0 mmol/L碳酸氫鈉，等度淋洗；流速：1.2 mL/min；柱溫：30 ℃；進(jìn)樣體積：25 μL；抑制器：AMMS 300 4 mm，50 mmol/L硫酸溶液；檢測(cè)器溫度：35 ℃。

1.3 樣品前處理方法

準(zhǔn)確稱取待測(cè)味精樣品0.200 g到50 mL塑料容量瓶中，加入10 mL超純水使其完全溶解，后定容至刻度，搖勻。通過(guò)0.22 μm尼龍濾膜過(guò)濾后，備用。

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜柱的選擇

由于氯離子和硫酸根均屬于常見(jiàn)易測(cè)定組分，目前氫氧根和碳酸鹽兩種體系均可適用。其中，碳酸鹽體系的流動(dòng)相一般為碳酸氫鈉和碳酸鈉的混合溶液，與易吸收的二氧化碳的氫氧化物流動(dòng)相不同，碳酸鹽流動(dòng)相主要組分均非常穩(wěn)定，因此易于配制和保存。選擇碳酸鹽體系進(jìn)行測(cè)定可降低儀器配置需求和日常使用成本，而準(zhǔn)確性不會(huì)受到影響。碳酸鹽體系常用色譜柱IonPac AS14、IonPac AS22和IonPac AS23。AS14為快速分析柱，但因其柱容量?jī)H有65 μmol Cl-，基體耐受濃度較低，不適用于本方法的要求。而AS22和AS23色譜柱，柱容量則可達(dá)到AS14的3倍以上，AS23分離時(shí)間較長(zhǎng)，硫酸根洗脫往往需要20 min以上，而AS22分離速度則與AS14相近，仍可實(shí)現(xiàn)快速測(cè)定，提高檢測(cè)效率的同時(shí)可降低測(cè)試成本，因此選擇AS22進(jìn)行方法優(yōu)化。

2.2 樣品基體的影響

味精樣品中主成分為谷氨酸鈉，谷氨酸離子同時(shí)具有氨基和羧基而具有陰陽(yáng)離子兩性，在堿性流動(dòng)相中主要呈現(xiàn)陰離子特性，因而在色譜柱上會(huì)有保留而影響整體柱容量和氯離子、硫酸根的保留。本方法研究了不同谷氨酸含量對(duì)氯和硫酸根的影響，以加標(biāo)4 mg/L氯和2 mg/L硫酸根樣品進(jìn)行研究，分離色譜圖見(jiàn)圖1。

圖1 谷氨酸鈉濃度對(duì)氯和硫酸根的影響色譜圖Fig.1 Chromatographic charts of the effect of sodium glutamate concentration on chlorine and sulfate

由圖1可知，谷氨酸鈉對(duì)氯影響較大，伴隨基體濃度增大，氯離子峰發(fā)生變形，且其保留時(shí)間逐漸增大。而硫酸根保留時(shí)間略有減小，峰形變化不大。以峰面積計(jì)算的回收率數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，可觀察到，氯離子的回收率在谷氨酸鈉7 g/L之后逐步下降，而硫酸根的回收率在谷氨酸鈉10 g/L之后才有明顯下降。綜合考慮靈敏度和準(zhǔn)確性，選擇樣品基體濃度為4 g/L時(shí)進(jìn)行測(cè)定。

表1 谷氨酸鈉濃度對(duì)氯和硫酸根的加標(biāo)回收率影響Table 1 Effect of sodium glutamate concentration on recovery rate of chlorine and sulfate

續(xù) 表

2.3 線性范圍和方法檢出限

在表2濃度范圍內(nèi)，氯離子和硫酸根均可以獲得良好的線性，線性相關(guān)系數(shù)(R)分別為0.9993和0.9999。兩種待測(cè)組分的工作曲線結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 待測(cè)組分的線性范圍Table 2 Linearity ranges of components to be measured

由3倍信噪比(Signal/Noise=3)可估算出方法的檢出限分別為氯離子0.002 mg/L和硫酸根0.004 mg/L。對(duì)應(yīng)于實(shí)際樣品中的檢出限分別為氯離子0.5 mg/kg和硫酸根1 mg/kg，分別相當(dāng)于濃度限度的0.05%和0.2%，表明該方法具有良好的靈敏度。

2.4 樣品檢測(cè)結(jié)果

圖2 99%味精及加標(biāo)樣品的對(duì)比譜圖Fig.2 Comparathe graphs of 99% monosodium glutamate and spiked samples

分別對(duì)附近超市中出售的99%味精和增鮮味精進(jìn)行檢測(cè)，99%味精樣品及其加標(biāo)色譜圖見(jiàn)圖2。測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3，由結(jié)果可知這些樣品中的氯和硫酸根均未超過(guò)國(guó)標(biāo)規(guī)定的限量。由測(cè)定結(jié)果可知，99%味精樣品中的氯和硫酸含量最低，而增鮮味精則可能由于外源性添加增鮮劑而導(dǎo)致氯和硫酸根含量相比99%味精略高。分別對(duì)兩種樣品進(jìn)行加標(biāo)回收測(cè)試，加標(biāo)回收率為94.1%～102.3%之間，表明方法準(zhǔn)確性較好。

表3 樣品測(cè)定及加標(biāo)回收結(jié)果Table 3 Determination and recovery results of samples

3 結(jié)論

本文建立了一種味精中氯離子和硫酸根的離子色譜快速檢測(cè)方法，利用高容量陰離子交換色譜柱分離和電導(dǎo)檢測(cè)器檢測(cè)，味精中含有的高含量谷氨酸鈉基體不影響這兩種待測(cè)離子的分析。方法操作簡(jiǎn)便，無(wú)需復(fù)雜的前處理即可獲得良好的選擇性和更高的靈敏度，對(duì)味精生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)具有重要意義。