Các phương pháp xác định muối trong thực phẩm

Muối có trong hầu như tất cả các loại thực phẩm, mặc dù với số lượng tương đối nhỏ. Bảng muối, dưới hình thức của natri clorua (NaCl), là một phụ gia phổ biến trong các sản phẩm thực phẩm và được sử dụng như một chất bảo quản và tăng cường hương vị. Theo truyền thống, muối được thêm vào thực phẩm như một hình thức bảo quản. Kể từ sự ra đời của điện lạnh, muối thường được sử dụng để nâng cao hương vị nhưng khả năng làm giảm sự tăng trưởng của vi sinh vật, cải thiện kết cấu và tăng thời hạn sử dụng vẫn được sử dụng. Natri có thể được thêm vào trong các hình thức khác hơn so với muối ăn, chẳng hạn như natri nitrat, natri bicarbonate (baking soda), và bột ngọt. Muối cũng có thể được thêm vào trong các sản phẩm lương thực từ các nguồn phức tạp hơn, chẳng hạn như trong nước tương, muối, tỏi, hoặc gia vị khác.

Tác động lên sức khỏe

Natri là một chất dinh dưỡng thiết yếu trong cơ thể con người, nhưng là chỉ cần thiết với số lượng tương đối nhỏ. Nó đóng một vai trò quan trọng trong khả năng của cơ thể để kiểm soát huyết áp và lượng máu. Tuy nhiên, hàm lượng natri tiêu thụ tăng, nguy cơ sức khỏe như tăng huyết áp cao. Giám sát và duy trì mức huyết áp khỏe mạnh làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch, suy tim, sung huyết, và bệnh thận. Các nguồn chính của lượng natri hàng ngày của chúng ta là từ muối ăn (NaCl). Đối với độ tuổi 9-50, mức độ đầy đủ (AI) của natri là 2.300 mg mỗi ngày. Các cấp độ AI được khuyến cáo lượng tiêu thụ trung bình hàng ngày của một chất dinh dưỡng cụ thể. Đối với trẻ sơ sinh, có yêu cầu calo khác nhau rất nhiều từ người lớn, natri AI mức thấp hơn đáng kể. Cá nhân tăng huyết áp từ trước hoặc bệnh tim mạch khác cũng thường được khuyên nên hạn chế lượng natri thấp hơn.

Phương pháp phân tích Natri

Lựa chọn một phương pháp phân tích đối với hàm lượng muối trong thực phẩm là một quyết định quan trọng để thực hiện khi thiết kế một kế hoạch đảm bảo chất lượng. Có những công nghệ khác nhau và phương pháp có sẵn để xác định hàm lượng muối trong thực phẩm; mỗi phương pháp có ưu điểm và hạn chế riêng. Một số trong những lợi thế rõ ràng nhất và hạn chế bao gồm các chi phí đầu tư, chính xác, và thời gian quay vòng cho mỗi lần thử nghiệm. Tuy nhiên, dễ sử dụng, chi phí cho mỗi thử nghiệm, và số lượng chuyên môn kỹ thuật cần thiết để thực hiện mỗi khi phân tích thường là lo ngại đáng kể. Dựa trên các thông số, các bộ phận QC thường sử dụng công nghệ tiêu chuẩn công nghiệp để đánh giá hàm lượng muối: đo chiết xuất (dùng khúc xạ kế), điện cực chọn lọc ion, và chuẩn độ.

Đo chiết xuất: Phương pháp này xác định hàm lượng muối của một chất dựa trên chỉ số khúc xạ của nó. Chiết suất được xác định bằng cách thông qua một ánh sáng qua một lăng kính thành một mẫu và đo độ bẻ cong của ánh sáng và thiết lập các góc tới hạn.

Đo khúc xạ có thể được sử dụng để xác định một loạt các thông số bao gồm đường, propylene glycol, gelatin, và muối. Dựa trên các loại chất rắn hòa tan trong một mẫu, một chỉ số khúc xạ được tạo ra và chuyển đổi thành một đơn vị đo lường như %  Brix (sucrose) hoặc % muối.

Trong đo khúc xạ, mẫu được đặt trên một lăng kính, và người dùng sẽ thông qua một thị kính để xác định "đường bóng tối" để xác định góc quan trọng này. Vì nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến chỉ số khúc xạ, nhiệt độ bổ trợ thường được thực hiện bằng cách sử dụng dải lưỡng kim mà di chuyển ống kính hoặc quy mô khi chúng mở rộng do thay đổi nhiệt độ. đo khúc xạ bằng tay là một sự đầu tư chi phí thấp, nhưng độ chính xác hạn chế do chủ quan của việc xác định "đường bóng tối", biến thể trong các bước sóng ánh sáng xung quanh, và nhiệt độ bổ trợ giới hạn.

Đo khúc xạ kỹ thuật số sử dụng một nguồn ánh sáng nội tại một bước sóng cố định. Ánh sáng bên này đi qua một lăng kính và vào mẫu và một máy dò ánh sáng bên trong xác định các góc giới hạn Kết quả là, đo khúc xạ kỹ thuật số có thể thực hiện các phép đo trong phạm vi nhiệt độ rộng hơn và đầu tư vừa phải.

Khúc xạ kế có lợi do chi phí thấp và không cần hóa chất để thực hiện các bài kiểm tra. Tuy nhiên, phương pháp này là không cụ thể cho muối, và do đó dễ bị nhiễu từ các chất hiện diện trong mẫu làm thay đổi chỉ số khúc xạ. Những chất này bao gồm chất béo, đường và muối khác hơn là natri clorua.

Điện cực chọn lọc ion. Một phương pháp được sử dụng để xác định hàm lượng muối trong thực phẩm là thông qua việc sử dụng một điện cực chọn lọc ion, thường được gọi là một ISE. Một ISE là một cảm biến hóa học dùng để xác định nồng độ của một ion cụ thể trong một dung dịch. Trong ISES natri, đầu cảm biến là một bóng đèn thủy tinh natri có công thức đặc biệt. ISES tuân theo phương trình Nernst, cho phép chúng ta tương quan bằng cách đọc millivolt (mV) đến một giá trị nồng độ theo tỷ lệ. Tuy nhiên, giống như khúc xạ kế, thay đổi nhiệt độ có thể cũng ảnh hưởng đến độ chính xác đo. Điều này được giảm nhẹ một trong hai cách: bằng cách giám sát nhiệt độ và áp dụng điều chỉnh nhiệt độ sử dụng điểm đẳng thế của điện cực hoặc bằng cách duy trì một nhiệt độ không đổi giữa các tiêu chuẩn và các mẫu trong hiệu chuẩn và đo lường.

Chuẩn độ. Đây là phương pháp phổ biến nhất của phân tích trong phòng thí nghiệm để xác định muối trong thực phẩm. Phương pháp chuẩn độ đã được thông qua như là phương pháp tham khảo bởi các tổ chức như Hiệp hội các nhà hóa học (AOAC) cho một loạt các mẫu thực phẩm, trong đó bao gồm pho mát, thịt và rau. Một chuẩn độ là một thủ tục mà một dung dịch của một nồng độ nhất định (thuốc thử) được sử dụng để xác định nồng độ của một dung dịch chưa biết (chất phân tích). Kết quả được tính toán dựa trên lượng chất thử chuẩn sử dụng để đạt được các thiết bị đầu cuối. Điểm kết thúc có thể tương ứng với một sự thay đổi màu sắc của một chỉ số, hoặc phát hiện với một bộ cảm biến thế năng.

Phương pháp Mohr. Một cách để xác định hàm lượng muối sử dụng chuẩn độ là với các phương pháp Mohr. Phương pháp Mohr là một phương pháp chuẩn độ sử dụng nitrat bạc. Trong chuẩn độ này, một buret được sử dụng để tự thêm nitrat bạc cho một mẫu, cho phép phản ứng xảy ra giữa các ion bạc trong các thuốc thử và clorua trong mẫu. Độ pH của mẫu phải được đệm vào khoảng 7,0 để cho phản ứng xảy ra. Phản ứng này giữa bạc và clorua sản xuất một chất kết tủa không tan bạc clorua (AgCl). Bạc nitrat được thêm vào cho đến clorua không còn hiện diện trong dung dịch mẫu. Khi bạc nitrat được thêm vào mẫu vượt quá, nó liên kết với một chỉ số cromat ion để tạo ra màu đỏ trong dung dịch, để nhận biết điểm cuối. Nồng độ clorua được tính toán, mà sau đó có thể được sử dụng để suy ra natri hoặc natri clorua. Phương pháp này có lợi ích của độ chính xác cao khi thực hiện bởi các kỹ thuật viên có tay nghề cao, mặc dù xác định khi các chỉ số màu sắc đã thay đổi đủ làm cho phương pháp này dễ bị đánh giá quá cao về hàm lượng muối. Việc đầu tư cho chuẩn độ là rất thấp đối với chất thử chuẩn bạc nitrat, chỉ số màu sắc, một buret dẫn sử dụng, và thủy tinh thể tích cần thiết khác.

Phương pháp chuẩn độ với nitrat bạc có thể được thực hiện tự động với một hệ thống chuẩn độ thế năng. Hệ thống chuẩn độ có thể được trang bị với một ISE nhạy cảm với nồng độ của các ion clorua hay bạc. Tuy nhiên, điện cực này sẽ không được sử dụng để xác định trực tiếp nồng độ trong một chuẩn độ. Thay vào đó, các điện cực sẽ theo dõi các dung dịch cho một sự thay đổi điện thế như là kết quả của các ion bạc được vượt quá, hoặc sự suy giảm của các ion clorua trong dung dịch..

Những hệ thống chuẩn độ tự động kiểm soát thuốc thử và phát hiện điểm cuối. Tự động phát hiện thiết bị đầu cuối chuẩn độ tăng độ chính xác bằng cách loại bỏ tính chủ quan con người gắn liền với chuẩn độ bằng tay. Thay vì một chỉ số thay đổi màu sắc thị giác, chuẩn độ sẽ xác định các thiết bị đầu cuối bằng cách đo những thay đổi điện thế. Ngoài ra, hệ thống định lượng tự động pha chế với liều lượng nhỏ hơn, chính xác hơn là một kỹ thuật sử dụng một buret. Điều này tiết kiệm thời gian và giảm khả năng vượt quá xa những thiết bị đầu cuối nhưng yêu cầu đầu tư lớn.

Kết luận

Đo khúc xạ có thể là đơn giản nhất để sử dụng với chi phí thiết bị thấp và không cần có hóa chất, nhưng không phải là chọn lọc hoàn toàn đối với natri clorua và do đó, chỉ có thể được sử dụng cho các phép đo định lượng trong các dung dịch nhị phân.

Điện cực chọn lọc ion có độ chính xác cao. Các ISE là phương pháp duy nhất thực sự cụ thể đối với natri, làm cho nó lý tưởng cho thực phẩm với nhiều tạp chất phức tạp. Tuy nhiên, cần thời gian chuẩn bị hàng ngày để hiệu chuẩn và chi phí bảo dưỡng điện cực cao, và đòi hỏi kỹ thuật phòng thí nghiệm tuyệt vời để có được số đo chính xác.

Trong cả hai chuẩn độ bằng tay và thế năng, hàm lượng natri được suy ra từ hàm lượng clorua. Đây có thể là vấn đề đối với các mẫu phức tạp có chứa muối clorua khác hoặc các nguồn khác của clorua mà không phải là natri clorua. Ví dụ, clorua magiê và canxi clorua thường được thêm vào đậu phụ như chất keo tụ, do đó cung cấp một một chuẩn độ clorua không khả thi tại xác định hàm lượng natri.

Chuẩn độ bằng tay có thể là không đủ độ chính xác và độ lặp lại do sự chủ quan của việc xác định điểm cuối chuẩn độ từ một sự thay đổi màu sắc. Chuẩn độ điện thế tự động có thể dễ dàng nhất để sử dụng với các tiềm năng cho các phương pháp chính xác nhất, với % RSD điển hình của <1% đến 2%. chuẩn độđiện thế cũng được khuyến khích cho rất nhiều các phương pháp chuẩn độ chứa trong các phương pháp tiêu chuẩn AOAC phân tích. Tuy nhiên, việc đầu tư vốn có thể là cao nhất trong số các phương pháp nêu trên khác.

Các phương pháp lý tưởng có thể thay đổi tùy thuộc vào sản phẩm cụ thể, nhưng trong mọi trường hợp, tất cả các phương pháp có sẵn nên được xem xét lại để dễ sử dụng, độ chính xác, và chi phí phù hợp.