濃度直讀法快速測定飼料中的氯化物

高向陽， 付曼云

（鄭州科技學院食品科學與工程學院，河南鄭州 450064）

氯是人體的必需元素，攝入適當的氯能促進人體對B族維生素、蛋白質的吸收，保持肌肉靈活性和柔軟性；若體內氯量過低，影響鈣、鋅、鐵等微量元素的吸收，會出現腹脹、腹瀉、面黃肌瘦、乏力等現象（史賢明等，2012；Leonie 等，2012） 。如果飼料中氯化物缺失嚴重，使產蛋雞的采食量降低，導致蛋的重量及質量發生變化，仔豬出現發育遲緩、神經過敏、攻擊牧工等現象。因此，對飼料中氯化物含量的檢測極為重要（楊艷，2016；張珍珍等，2015、2014）。

目前，氯的測定方法有國家標準法、離子色譜法、流動注射法 、原子吸收法等（肖尊煌，2018；衛生部 GB 5009.44，2016；張珍珍等，2015；蔡芳等，2010；衛生部 GB/T6439，2007）。 這些方法大多儀器昂貴、操作繁瑣、需繪制工作曲線、耗時長，檢測成本高。

離子選擇性電極濃度直讀法具有儀器便攜、讀數直觀、成本低廉、快速簡便的優點（高向陽，2018；王珊等，2012），但濃度直讀法測定飼料中的氯化物鮮見文獻報道，本文將超聲輔助技術與濃度直讀法有效結合，測定飼料中的氯離子，具有檢測快、計算簡單明了的突出優點，為飼料中氯化物的測定提供了一種理想的新型分析技術，有良好的應用前景和較強的推廣價值。

1 材料與方法

1.1 材料 5%產蛋后備雞前期預混料 （編號1711690）、仔豬前期濃縮飼料 29 C （編號1713054），由河南安必諾檢測技術有限公司提供。

1.2 試劑 冰乙酸、檸檬酸三鈉、硝酸鉀、氯化鈉，來自鄭州派尼化學試劑廠；氫氧化鈉、硫酸鉀 ，來自上海阿拉丁生化科技有限公司；以上試劑為優級純。所用水為怡寶純凈水（電導率為2.76 μS/cm）。

0.1000 mol/L氯離子儲備液：準確稱取經105℃烘至恒重的氯化鈉2.9250 g，用水定容到500 mL容量瓶中，混勻。用前逐級稀釋到所需濃度。

1 mol/L氯離子儲備液：準確稱量經105℃烘至恒質量的氯化鈉14.6250 g，用水定容到250 mL容量瓶中，搖勻。用前逐級稀釋到所需濃度。

1 mmol/L氯離子A標定液：用移液槍吸取0.1000 mol/L氯離子儲備液0.50 mL至50 mL容量瓶中，加入20.00 mL TISAB溶液，用水定容，混勻備用。

100.0 mmol/L氯離子B標定液：用吸量管吸取1.000 mol/L氯離子儲備液5.00 mL至50 mL容量瓶中，加入20.00 mL TISAB溶液，用水定容，混勻備用。

5 mmol/L氯離子使用液：用吸量管吸取100.0 mmol/L氯離子儲備液2.50 mL至50 mL容量瓶中，加入20.00 mL TISAB溶液，用水定容，混勻備用。

氯離子空白溶液：準確量取TISAB溶液20.00 mL至50 mL燒杯中，加30.00 mL水，搖勻。

TISAB溶液：準確量取350 mL水至500 mL燒杯中，加70.770 g硝酸鉀、25.00 mL冰乙酸、0.100 g檸檬酸三鈉，攪拌后，用5.00 mol/L的氫氧化鈉溶液調pH至6.00，轉移到500 mL容量瓶中，用pH=6.00稀乙酸溶液定容，備用。

5.00 mol/L氫氧化鈉溶液、飽和硫酸鉀溶液。

1.3 儀器設備 PXSJ-216型離子分析儀 （上海儀電科學儀器股份有限公司）；KQ5200DE型超聲波清洗器 （江蘇省昆山市超聲儀器有限公司）；101-OABS電熱恒溫鼓風干燥箱 （上海科恒實業發展有限公司）。

1.4 方法 按說明書安裝好儀器，預熱15 min。選擇“模式 4”，按“濃度直讀”功能鍵，按“確認”，選擇“mmol/L”單位，按“確認”，再選擇“兩點校準”，輸入C1=1 mmol/L，將溫度傳感器和電極對放入標定液A中穩定2 min，按“確認”，處理好電極對，放入標定液B中，輸入C2=100 mmol/L，穩定2 min，按“確認”后，儀器顯示校準好的電極實際斜率，按“確認”，選擇“空白校準”，把處理好的電極對放入空白溶液，穩定2 min，按“確認”，存儲空白值，完成儀器標定。

將飼料樣品研磨后，全部過60目的尼龍篩，準確稱取5.0000 g至50 mL具塞比色管中，沿管壁加20.00 mL水，在額定功率200 W的超聲波清洗器中超聲5 min。加入20.00 mL的TISAB溶液，用水定容為50 mL，移入小燒杯中，插入處理好的電極對，輕搖，穩定2 min后，按“確認”鍵，儀器直接給出試液中氯離子的濃度c（mmol/L），按下式計算樣品中的氯離子質量分數W（mg/g）。

式中：c為氯離子的物質的量濃度，mmol/L；m為樣品質量，g；0.05為樣液體積，L；35.5為氯相對毫摩爾原子質量，mg/mmol。

2 結果與分析

2.1 超聲提取時間的影響 分別稱取5%產蛋后備雞前期預混料5.0000 g于7個50 mL具塞比色管中，沿管壁加20.00 mL水后，在額定功率200 W的超聲波清洗器中進行超聲，超聲時間設定為 3、5、7、9、11、13、15 min，按 1.4 方法測定，結果如圖1。

圖1 超聲時間對氯離子濃度的影響

由圖1可知，樣品超聲5 min時測定，提取比較完全，氯離子濃度達到最高值。

2.2 提取劑用量 準確稱取5%產蛋后備雞前期預混料5.0000 g于7個具塞比色管中，分別加入5.00、10.00、15.00、20.00、25.00、30.00、35.00 mL 水，在額定功率200 W的超聲波清洗器中超聲5 min，以下按1.4方法測定，結果如圖2。

圖2 提取劑的量對氯離子濃度的影響

由圖2可知，加入20.00 mL水時提取較為完全，結果較理想。

2.3 電極斜率的校準 實驗測得所用氯離子選擇性電極的實際斜率為56.436，與理論斜率59.159相比，計算出電極的轉換系數大于90%，表明電極的能斯特響應的性能良好。

2.4 檸檬酸鈉用量的確定 分別稱取8.088 g硝酸鉀于7個燒杯，依次加檸檬酸鈉0.000、0.010、0.020、0.030、0.040、0.050、0.060 g， 各加 5.00 mL 冰乙酸，水溶解后，用5.00 mol/L氫氧化鈉調pH至6.00，轉移到100 mL容量瓶中，用pH=6.00稀乙酸定容，搖勻。按實驗方法配制5 mmol/L氯離子使用液，按1.4步驟進行5次平行測定。以檸檬酸鈉用量為橫坐標，氯離子濃度的平均值為縱坐標作圖，結果如圖3。

圖3 檸檬酸鈉用量對氯離子濃度的影響

由圖3可知，檸檬酸鈉用量為0.20 g/L時，測得氯離子的誤差較小。

2.5 硝酸鉀濃度的影響 分別稱取0.020 g檸檬酸鈉于9個燒杯中，依次加硝酸鉀0.000、2.022、4.044、6.066、8.088、10.110、12.130、14.154、16.176 g， 各加5.00 mL冰乙酸，加水溶解后，用5.00 mol/L氫氧化鈉調pH至6.00，用稀乙酸定容為100 mL，搖勻。 硝酸鉀濃度為 0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.20、1.40、1.60 mol/L， 用 5 mmol/L 氯離子使用液，按1.4進行測定，以硝酸鉀濃度為橫坐標，氯離子濃度為縱坐標作圖，結果如圖4。

圖4 硝酸鉀濃度對氯離子濃度的影響

由圖4可知，硝酸鉀濃度為1.40 mol/L時，氯離子測定的誤差最小。

2.6 試液pH的確定 分別稱取0.020 g檸檬酸鈉于8個燒杯中，各加硝酸鉀8.088 g、5.00 mL冰乙酸，用水溶解后，用5.00 mol/L氫氧化鈉溶液分別調 pH 為 3.00、3.50、4.00、4.50、5.00、5.50、6.00和6.50，轉移到100 mL容量瓶中，用相應pH的稀乙酸溶液定容，搖勻。用5 mmol/L氯離子使用液，按1.4方法進行5次平行測定，以pH為橫坐標，氯離子濃度的平均值為縱坐標作圖，結果如圖5。

圖5 pH對氯離子濃度的影響

由圖5可知，試液 pH 6.00時，氯離子測定的誤差最小。

2.7 總離子強度調節緩沖劑的優化 通過單因素實驗，選擇試液pH、檸檬酸鈉用量、硝酸鉀溶液濃度為考察因素，采用L9（33）表設計正交實驗，對5 mmol/L氯離子使用液進行5次平行測定，取平均值。總離子強度調節緩沖劑的正交實驗水平與因素表的結果如表1、表2。

表1 正交實驗水平與因素

表2 正交實驗設計結果

由表1、表2可知，影響氯離子濃度測定的因素順序為pH＞檸檬酸鈉用量＞硝酸鉀溶液濃度。由實驗可知，總離子強度調節緩沖劑的最佳條件是A2B2C3，即檸檬酸鈉用量為0.20 g/L、試液pH 6.00、硝酸鉀濃度為1.40 mol/L。

2.8 測定結果及精密度 在總離子強度的最佳條件下，按1.4步驟對5%產蛋后備雞前期預混料、仔豬前期濃縮飼料29C，做5次平行測定，結果如表3。

表3 測定結果和精密度（n=5）

由表3可知，平行測定的相對標準偏差小于3.4%。

2.9 檢出限、定量限與加標回收率 在完全相同條件下，對0.01 mmol/L氯化鈉溶液平行測定11次，按3倍標準偏差計算的檢出限為0.0131 mmol/L，按10倍標準偏差計算的定量限為0.0437 mmol/L。

稱取樣品5.0000 g，加入100 mg氯離子進行回收率實驗。按1.4方法進行5次平行測定，結果如表4。

表4 加標回收率實驗結果

由表4可知，樣品的加標回收率為98.39%和100.54%。

2.10 干擾實驗 用固定干擾法 （黃超倫等，1997）， 研究 Cu2+、Zn2+、Ag+、Fe2+、Fe3+、Al3+、I-、Br-、CO32-、NO3-等離子的干擾情況，主離子的濃度值發生變化，干擾離子的濃度值不變，記錄平衡電位值的變化數據，通過計算得出選擇性系數。結果表明：Cu2+、Zn2+、Fe2+對氯離子測定無干擾，Ag+、 Fe3+、Al3+干擾較大，可用檸檬酸鈉掩蔽Fe3+和Al3+離子，飼料中 Ag+含量忽略不計；I-、Br-、CO32-、NO3-干擾很小，不影響測定結果。

2.11 對照實驗結果 對5%產蛋后備雞前期預混料，用濃度直讀法與離子色譜分析法各進行5次平行測定，結果如表5。

由表5中的測定數據，經F檢驗、t檢驗表明，兩種方法之間不存在顯著性差異，結論的置信度為95%。

表5 對照實驗結果

3 結論

離子選擇性電極具有穩定性高、靈敏度好、選擇性強的優點，用濃度直讀法測定樣品中的氯化物成本低廉、讀數直觀、可以現場快速測定。總離子強度調節緩沖劑的最佳條件為檸檬酸鈉的添加量0.20 g/L、試液pH 6.00、硝酸鉀濃度1.40 mol/L，平行測定的相對標準偏差小于3.4%（n=5），檢出限為0.0131 mmol/L，加標回收率大于98.3%。與色譜分析法對照測定，經顯著性檢驗表明，兩種方法之間不存在顯著性差異。為飼料中氯化物的測定提供了一種新型理想分析技術，有較好的推廣價值和應用前景。