浓度直读法快速测定饲料中的氯化物

高向阳， 付曼云

（郑州科技学院食品科学与工程学院，河南郑州 450064）

氯是人体的必需元素，摄入适当的氯能促进人体对B族维生素、蛋白质的吸收，保持肌肉灵活性和柔软性；若体内氯量过低，影响钙、锌、铁等微量元素的吸收，会出现腹胀、腹泻、面黄肌瘦、乏力等现象（史贤明等，2012；Leonie 等，2012） 。如果饲料中氯化物缺失严重，使产蛋鸡的采食量降低，导致蛋的重量及质量发生变化，仔猪出现发育迟缓、神经过敏、攻击牧工等现象。因此，对饲料中氯化物含量的检测极为重要（杨艳，2016；张珍珍等，2015、2014）。

目前，氯的测定方法有国家标准法、离子色谱法、流动注射法 、原子吸收法等（肖尊煌，2018；卫生部 GB 5009.44，2016；张珍珍等，2015；蔡芳等，2010；卫生部 GB/T6439，2007）。 这些方法大多仪器昂贵、操作繁琐、需绘制工作曲线、耗时长，检测成本高。

离子选择性电极浓度直读法具有仪器便携、读数直观、成本低廉、快速简便的优点（高向阳，2018；王珊等，2012），但浓度直读法测定饲料中的氯化物鲜见文献报道，本文将超声辅助技术与浓度直读法有效结合，测定饲料中的氯离子，具有检测快、计算简单明了的突出优点，为饲料中氯化物的测定提供了一种理想的新型分析技术，有良好的应用前景和较强的推广价值。

1 材料与方法

1.1 材料 5%产蛋后备鸡前期预混料 （编号1711690）、仔猪前期浓缩饲料 29 C （编号1713054），由河南安必诺检测技术有限公司提供。

1.2 试剂 冰乙酸、柠檬酸三钠、硝酸钾、氯化钠，来自郑州派尼化学试剂厂；氢氧化钠、硫酸钾 ，来自上海阿拉丁生化科技有限公司；以上试剂为优级纯。所用水为怡宝纯净水（电导率为2.76 μS/cm）。

0.1000 mol/L氯离子储备液：准确称取经105℃烘至恒重的氯化钠2.9250 g，用水定容到500 mL容量瓶中，混匀。用前逐级稀释到所需浓度。

1 mol/L氯离子储备液：准确称量经105℃烘至恒质量的氯化钠14.6250 g，用水定容到250 mL容量瓶中，摇匀。用前逐级稀释到所需浓度。

1 mmol/L氯离子A标定液：用移液枪吸取0.1000 mol/L氯离子储备液0.50 mL至50 mL容量瓶中，加入20.00 mL TISAB溶液，用水定容，混匀备用。

100.0 mmol/L氯离子B标定液：用吸量管吸取1.000 mol/L氯离子储备液5.00 mL至50 mL容量瓶中，加入20.00 mL TISAB溶液，用水定容，混匀备用。

5 mmol/L氯离子使用液：用吸量管吸取100.0 mmol/L氯离子储备液2.50 mL至50 mL容量瓶中，加入20.00 mL TISAB溶液，用水定容，混匀备用。

氯离子空白溶液：准确量取TISAB溶液20.00 mL至50 mL烧杯中，加30.00 mL水，摇匀。

TISAB溶液：准确量取350 mL水至500 mL烧杯中，加70.770 g硝酸钾、25.00 mL冰乙酸、0.100 g柠檬酸三钠，搅拌后，用5.00 mol/L的氢氧化钠溶液调pH至6.00，转移到500 mL容量瓶中，用pH=6.00稀乙酸溶液定容，备用。

5.00 mol/L氢氧化钠溶液、饱和硫酸钾溶液。

1.3 仪器设备 PXSJ-216型离子分析仪 （上海仪电科学仪器股份有限公司）；KQ5200DE型超声波清洗器 （江苏省昆山市超声仪器有限公司）；101-OABS电热恒温鼓风干燥箱 （上海科恒实业发展有限公司）。

1.4 方法 按说明书安装好仪器，预热15 min。选择“模式 4”，按“浓度直读”功能键，按“确认”，选择“mmol/L”单位，按“确认”，再选择“两点校准”，输入C1=1 mmol/L，将温度传感器和电极对放入标定液A中稳定2 min，按“确认”，处理好电极对，放入标定液B中，输入C2=100 mmol/L，稳定2 min，按“确认”后，仪器显示校准好的电极实际斜率，按“确认”，选择“空白校准”，把处理好的电极对放入空白溶液，稳定2 min，按“确认”，存储空白值，完成仪器标定。

将饲料样品研磨后，全部过60目的尼龙筛，准确称取5.0000 g至50 mL具塞比色管中，沿管壁加20.00 mL水，在额定功率200 W的超声波清洗器中超声5 min。加入20.00 mL的TISAB溶液，用水定容为50 mL，移入小烧杯中，插入处理好的电极对，轻摇，稳定2 min后，按“确认”键，仪器直接给出试液中氯离子的浓度c（mmol/L），按下式计算样品中的氯离子质量分数W（mg/g）。

式中：c为氯离子的物质的量浓度，mmol/L；m为样品质量，g；0.05为样液体积，L；35.5为氯相对毫摩尔原子质量，mg/mmol。

2 结果与分析

2.1 超声提取时间的影响 分别称取5%产蛋后备鸡前期预混料5.0000 g于7个50 mL具塞比色管中，沿管壁加20.00 mL水后，在额定功率200 W的超声波清洗器中进行超声，超声时间设定为 3、5、7、9、11、13、15 min，按 1.4 方法测定，结果如图1。

图1 超声时间对氯离子浓度的影响

由图1可知，样品超声5 min时测定，提取比较完全，氯离子浓度达到最高值。

2.2 提取剂用量 准确称取5%产蛋后备鸡前期预混料5.0000 g于7个具塞比色管中，分别加入5.00、10.00、15.00、20.00、25.00、30.00、35.00 mL 水，在额定功率200 W的超声波清洗器中超声5 min，以下按1.4方法测定，结果如图2。

图2 提取剂的量对氯离子浓度的影响

由图2可知，加入20.00 mL水时提取较为完全，结果较理想。

2.3 电极斜率的校准 实验测得所用氯离子选择性电极的实际斜率为56.436，与理论斜率59.159相比，计算出电极的转换系数大于90%，表明电极的能斯特响应的性能良好。

2.4 柠檬酸钠用量的确定 分别称取8.088 g硝酸钾于7个烧杯，依次加柠檬酸钠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氢氧化钠调pH至6.00，转移到100 mL容量瓶中，用pH=6.00稀乙酸定容，摇匀。按实验方法配制5 mmol/L氯离子使用液，按1.4步骤进行5次平行测定。以柠檬酸钠用量为横坐标，氯离子浓度的平均值为纵坐标作图，结果如图3。

图3 柠檬酸钠用量对氯离子浓度的影响

由图3可知，柠檬酸钠用量为0.20 g/L时，测得氯离子的误差较小。

2.5 硝酸钾浓度的影响 分别称取0.020 g柠檬酸钠于9个烧杯中，依次加硝酸钾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氢氧化钠调pH至6.00，用稀乙酸定容为100 mL，摇匀。 硝酸钾浓度为 0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.20、1.40、1.60 mol/L， 用 5 mmol/L 氯离子使用液，按1.4进行测定，以硝酸钾浓度为横坐标，氯离子浓度为纵坐标作图，结果如图4。

图4 硝酸钾浓度对氯离子浓度的影响

由图4可知，硝酸钾浓度为1.40 mol/L时，氯离子测定的误差最小。

2.6 试液pH的确定 分别称取0.020 g柠檬酸钠于8个烧杯中，各加硝酸钾8.088 g、5.00 mL冰乙酸，用水溶解后，用5.00 mol/L氢氧化钠溶液分别调 pH 为 3.00、3.50、4.00、4.50、5.00、5.50、6.00和6.50，转移到100 mL容量瓶中，用相应pH的稀乙酸溶液定容，摇匀。用5 mmol/L氯离子使用液，按1.4方法进行5次平行测定，以pH为横坐标，氯离子浓度的平均值为纵坐标作图，结果如图5。

图5 pH对氯离子浓度的影响

由图5可知，试液 pH 6.00时，氯离子测定的误差最小。

2.7 总离子强度调节缓冲剂的优化 通过单因素实验，选择试液pH、柠檬酸钠用量、硝酸钾溶液浓度为考察因素，采用L9（33）表设计正交实验，对5 mmol/L氯离子使用液进行5次平行测定，取平均值。总离子强度调节缓冲剂的正交实验水平与因素表的结果如表1、表2。

表1 正交实验水平与因素

表2 正交实验设计结果

由表1、表2可知，影响氯离子浓度测定的因素顺序为pH＞柠檬酸钠用量＞硝酸钾溶液浓度。由实验可知，总离子强度调节缓冲剂的最佳条件是A2B2C3，即柠檬酸钠用量为0.20 g/L、试液pH 6.00、硝酸钾浓度为1.40 mol/L。

2.8 测定结果及精密度 在总离子强度的最佳条件下，按1.4步骤对5%产蛋后备鸡前期预混料、仔猪前期浓缩饲料29C，做5次平行测定，结果如表3。

表3 测定结果和精密度（n=5）

由表3可知，平行测定的相对标准偏差小于3.4%。

2.9 检出限、定量限与加标回收率 在完全相同条件下，对0.01 mmol/L氯化钠溶液平行测定11次，按3倍标准偏差计算的检出限为0.0131 mmol/L，按10倍标准偏差计算的定量限为0.0437 mmol/L。

称取样品5.0000 g，加入100 mg氯离子进行回收率实验。按1.4方法进行5次平行测定，结果如表4。

表4 加标回收率实验结果

由表4可知，样品的加标回收率为98.39%和100.54%。

2.10 干扰实验 用固定干扰法 （黄超伦等，1997）， 研究 Cu2+、Zn2+、Ag+、Fe2+、Fe3+、Al3+、I-、Br-、CO32-、NO3-等离子的干扰情况，主离子的浓度值发生变化，干扰离子的浓度值不变，记录平衡电位值的变化数据，通过计算得出选择性系数。结果表明：Cu2+、Zn2+、Fe2+对氯离子测定无干扰，Ag+、 Fe3+、Al3+干扰较大，可用柠檬酸钠掩蔽Fe3+和Al3+离子，饲料中 Ag+含量忽略不计；I-、Br-、CO32-、NO3-干扰很小，不影响测定结果。

2.11 对照实验结果 对5%产蛋后备鸡前期预混料，用浓度直读法与离子色谱分析法各进行5次平行测定，结果如表5。

由表5中的测定数据，经F检验、t检验表明，两种方法之间不存在显著性差异，结论的置信度为95%。

表5 对照实验结果

3 结论

离子选择性电极具有稳定性高、灵敏度好、选择性强的优点，用浓度直读法测定样品中的氯化物成本低廉、读数直观、可以现场快速测定。总离子强度调节缓冲剂的最佳条件为柠檬酸钠的添加量0.20 g/L、试液pH 6.00、硝酸钾浓度1.40 mol/L，平行测定的相对标准偏差小于3.4%（n=5），检出限为0.0131 mmol/L，加标回收率大于98.3%。与色谱分析法对照测定，经显著性检验表明，两种方法之间不存在显著性差异。为饲料中氯化物的测定提供了一种新型理想分析技术，有较好的推广价值和应用前景。