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Chlorure de sodium - Mesure de la teneur en sel des aliments

Comment effectuer des déterminations de la teneur en sel, en sodium, en chlorure et en minéraux ?

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Mesure de la teneur en sel des aliments
Mesure de la teneur en sel des aliments

Utilisé depuis des millénaires comme arôme et agent de conservation, le sel de table (chlorure de sodium, NaCl) est consommé dans le monde entier. Bien que les ions sodium et chlorure jouent des rôles essentiels dans les processus physiologiques, les apports individuels en sodium, tant chez les adultes que chez les enfants, dépasse généralement les besoins alimentaires dans la plupart des pays.

Il a été démontré qu'un taux élevé de sodium alimentaire est un facteur de risque d'hypertension artérielle. Pour contribuer à la réduction de l'apparition des maladies cardiovasculaires, l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) s'est fixé pour objectif de réduire de 30 % la consommation par personne de sel de table avant 2025, avec pour but ultime de limiter l'apport en sodium à 2 000 mg par jour.

La mise en œuvre à grande échelle d'un étiquetage nutritionnel clair et facile à interpréter est un aspect important de cette initiative. Pour répondre à ces exigences d'étiquetage, et en raison des multiples sources de sodium dans les aliments cuits, transformés et préparés, le choix d'une méthode précise de détermination de la teneur en sodium est devenu important pour les producteurs d'aliments et de boissons.

    

Guide de la détermination de la teneur en sel

Le guide de la détermination de la teneur en sel de METTLER TOLEDO

Téléchargez le document « An Introduction to Salt Analysis: Techniques for Salt and Ion Determination » (Présentation de l'analyse de teneur en sel : techniques de détermination de la teneur en sel et en ions) pour obtenir plus d'informations sur les techniques efficaces de détermination de la teneur en chlorure, en sodium et en sel.

Le sel et son effet sur le goût, la texture et la formulation

Le sel de table est utilisé pour rehausser la saveur des aliments, ajuster leur couleur et leur texture, et prolonger leur durée de conservation. La détermination de la teneur totale en sel d'un produit alimentaire permet également aux fabricants d'aliments transformés de contrôler ces attributs dans tous les lots, que les aliments soient produits sous forme solide, liquide, pâteuse, en poudre ou autre.

Si le sel lui-même est le principal responsable de l'apport excessif en sodium, ce dernier est également présent dans les agents levants chimiques tels que le bicarbonate de soude (bicarbonate de sodium) et dans les conservateurs tels que le nitrate de sodium, le nitrite de sodium et le benzoate de sodium. La teneur en ions chlorure peut également être augmentée par l'ajout de chlorure de potassium (une alternative au sel de table à faible teneur en sodium).

L'analyse précise du sodium ou du sel, que ce soit à l'entrée des marchandises, sur la chaîne de production ou lors du contrôle de qualité final, contribue à garantir que les processus de transformation des aliments fabriquent des produits qui présentent aux consommateurs les caractéristiques attendues. Elle peut également contribuer à garantir l'exactitude de l'étiquetage du sodium, ce qui aidera alors les consommateurs à faire des choix éclairés sur les produits alimentaires qu'ils ingèrent.

Méthodes de mesure du sodium et du sel

Méthodes de mesure du sodium et du sel

Il existe différentes méthodes d'analyse du sel et de détermination de la teneur en sodium. Dans cette page d'application et le guide qui l'accompagne, nous examinons plusieurs stratégies différentes pour la mesure du sel, la détermination de la teneur en sodium, la détermination de la teneur en chlorure et l'évaluation des minéraux en vrac dans les aliments.

L'accent est mis sur :

  • la détermination argentimétrique de la teneur en chlorure ;
  • la mesure de la teneur en ions sodium par des électrodes sélectives d'ions.

Cette dernière peut être réalisée soit par la technique d'ajout d'étalons multiples, soit directement. Dans l'ensemble, les méthodes de détermination de la teneur en sel par titrage ou l'utilisation d'électrodes sélectives d'ions sont simples à mettre en œuvre, fiables et directes, et ne nécessitent qu'un équipement de laboratoire standard.

Plusieurs autres méthodes de détermination de la teneur en sel, en sodium ou en minéraux sont également mentionnées : titrage thermométrique, mesure de la densité, incinération et analyse élémentaire. Les instruments METTLER TOLEDO qui prennent en charge diverses méthodes d'analyse du sel, du chlorure et du sodium sont également abordés.
 

Titrage argentimétrique de l'ion chlorure

  • Méthode : titrage Cl argentimétrique
  • Type d'analyte : ion Cl
  • Plage de concentration de l'analyte : ppm à 100 %

La méthode titrimétrique la plus établie pour déterminer la teneur en sel est basée sur la mesure du chlorure. Connu sous le nom de titrage argentimétrique en raison de l'utilisation de nitrate d'argent (AgNO3) comme titrant, il reste d'usage courant dans les laboratoires alimentaires.

L'ion argent (Ag+) forme un précipité dans la solution par réaction avec l'ionCl, et lorsque tout le chlorure disponible a été consommé par réaction avec Ag+, le potentiel électrique dans le récipient de titrage augmente en raison de l'accumulation d'ions Ag+ dissous dans la solution d'échantillon. Cela indique le point final du titrage et permet de calculer la teneur en sel (en partant du principe que le chlorure contenu dans l'échantillon provient intégralement du NaCl).

Bien que la détermination de la teneur en chlorure soit rapide et ne nécessite généralement pas d'équipement spécialisé, la méthode ne tient pas compte des ions sodium apportés par des sources autres que le NaCl, comme indiqué. Cela signifie que, bien qu'elle soit efficace dans de nombreux cas, elle peut ne pas convenir à tous les types d'analyse de sel.

Les titrateurs METTLER TOLEDO sont un exemple d'instrumentation.

Détermination de la teneur en sodium par ajout d'étalons multiples (MSA)

  • Méthode : analyse du sodium dans les aliments à l'aide de l'ajout d'étalons multiples
  • Type d'analyte : ion Na+
  • Plage de concentration de l'analyte : ppm à 100 %

L'ajout d'étalons multiples permet de détecter le sodium dans la matrice échantillon à partir de 0,1 mg/L (4,7•10−6 M). Une faible quantité de solution étalon de sodium est dosée plusieurs fois successives dans l'échantillon, ce qui augmente sa concentration en sodium. La différence de potentiel résultant des volumes connus de l'étalon ajouté permet de déterminer la concentration en sodium intrinsèque de l'échantillon à l'aide d'un algorithme d'évaluation itérative basé sur l'équation de Nernst.

Il est important de noter que les mesures par ajout d'étalons multiples peuvent être effectuées à proximité de la limite de détection et que les effets de la température peuvent être compensés par l'instrument pour une plus grande précision. Il est nécessaire de connaître la concentration approximative de l'échantillon avant l'analyse pour optimiser la préparation de l'échantillon et la quantification.

Un exemple d'instrumentation est l'analyseur de sodium Easy Na Sodium Analyzer ou les titrateurs Excellence (avec automatisation) de METTLER TOLEDO.

Titrage thermométrique d'ion sodium

  • Méthode : Titrage thermométrique Na+ Na+
  • Type d'analyte : ion Na+
  • Plage de concentration de l'analyte : 100 ppm à 100 %

Le titrage thermométrique de la teneur en ions sodium est une méthode alternative pour quantifier le sodium dans les produits alimentaires. Le titrage thermométrique dépend de la formation d'elpasolite, NaK2AlF6, qui est fortement exothermique. La chaleur dégagée peut être enregistrée par une thermosonde à haute résolution et utilisée pour déduire la quantité d'ions Na+ présents dans l'échantillon original.

La réaction se déroule en présence de fluorure d'ammonium ou de difluorure d'hydrogène d'ammonium (NH4F, NH4HF2), et nécessite un excès de potassium et d'aluminium. La toxicité des premiers composés, qui sont également très corrosifs, implique que des mesures de sécurité appropriées soient prises.

Les instruments appropriés pour cette analyse sont les titrateurs Excellence et l'électrode thermométrique de METTLER TOLEDO.

Mesure directe de la teneur en sodium

  • Méthode : mesure directe de la teneur en Na+ avec ISE
  • Type d'analyte : ion Na+
  • Plage de concentration de l'analyte : ppm à 100 %

La teneur en sodium des aliments, généralement en solution aqueuse, peut être déterminée directement à l'aide d'ISE associées à un titrateur ou à un ionomètre. La précision dépend de l'utilisation d'une courbe d'étalonnage visant à déduire la concentration d'échantillon, en se fondant sur l'hypothèse que la réponse de l'électrode est la même pour les solutions échantillons et étalons. Une série de dilutions de l'étalon sodium est utilisée à cette fin.

Avec l'ajout d'étalons multiples, le potentiel détecté est proportionnel à l'activité d'un ion en solution et donc à sa concentration. Après les mesures, l'instrument associé peut calculer automatiquement la concentration en ions de l'échantillon et afficher les résultats.

Les instruments appropriés pour cette analyse sont les ionomètres METTLER TOLEDO équipés d'électrodes sélectives d'ions.

Autres méthodes de détermination de la teneur en sel

Il est également possible de mesurer la teneur en sel, sodium, ions et minéraux en utilisant d'autres techniques avec différents niveaux de spécificité. Pour des applications telles que la détermination de la teneur totale en NaCl ou en sels minéraux, un équipement spécial n'est pas toujours nécessaire.  

Les autres méthodes qui peuvent être utiles pour déterminer la teneur en chlorure, en sodium ou en minéraux comprennent :

  • La mesure de la densité à l'aide d'un densimètre tel que le modèle portable Density2Go™ portable de METTLER TOLEDO ou les instruments de paillasse EasyPlus™ et Excellence ;
  • La calcination, qui nécessite une balance fiable, telle que le modèle XSR ou MS Analytical ;
  • L'analyse élémentaire, qui peut bénéficier d'un dispositif fiable de manipulation des liquides, d'un titrateur (Titration Excellence) et/ou d'un passeur d'échantillons automatique (METTLER TOLEDO InMotion par exemple) pour la préparation d'échantillon.

Choisir la bonne méthode de détermination de la teneur en sel pour votre application

Comme nous l'avons vu, la détermination de la teneur en sel ou en sodium peut être effectuée par des mesures directes et indirectes. La méthode que vous choisirez dépendra à la fois de la plage attendue de l'ion mesuré et de facteurs tels que les exigences de précision et la composition des aliments.

Principe de mesure

LOQ

Écart-type relatif

Titrage argentimétrique de l'ion chlorure

35 ppm

1%

Ajout d'étalons multiples (MSA)

< 1 ppm

1%

Titrage thermométrique d'ion sodium

100 ppm

2 %

Mesure directe de la teneur en sodium

< 1 ppm

4%

 

Teneur en sodium ou en chlorure attendue

Lors de la sélection d'une stratégie pour mesurer la teneur en sodium ou en sel, il est crucial de s'assurer que cette méthode offre des mesures fiables dans la plage de concentration ionique attendue. L'annexe 2 du guide Présentation de l'analyse de teneur en sel (gratuit) contient une présentation et des tableaux de référence faciles à consulter sur ces plages en relation avec les méthodes abordées ici.

Autres considérations pour la détermination de la teneur en sodium ou en sel dans les aliments

Les producteurs de denrées alimentaires doivent utiliser la technique qui convient le mieux à leurs processus et à leur rendement tout en permettant la conformité aux réglementations locales. Du point de vue de l'application, divers aspects doivent être pris en compte pour déterminer quelle méthode sera idéale pour l'analyse de la teneur en sel ou en sodium :

  • Précision : quel doit être le niveau de précision de la détermination ?
  • Teneur attendue : quelle est la quantité d'ion sodium attendue ?
  • Spécificité : le test est-il effectué pour le sel, le sodium ou la teneur totale en minéraux ?

Une présentation des caractéristiques des aliments et de l'impact de ces caractéristiques sur la préparation des échantillons (mélange, dissolution, homogénéisation, etc.) est disponible dans l'annexe 2 du guide gratuit Présentation de l'analyse de teneur en sel.
Applications de laboratoire spécifiques à la production alimentaire
Applications de laboratoire spécifiques à la production alimentaire

Applications spécifiques à la production alimentaire

METTLER TOLEDO offre une grande variété de notes d'application couvrant différentes méthodes pour la détermination de la teneur en sodium dans les aliments, l'évaluation de la teneur en chlorure, et plus encore. Il s'agit notamment d'applications permettant de mesurer la teneur en sel et en sodium d'aliments tels que :

  • Levure chimique
  • Pain
  • Fromage
  • Biscuits
  • Vinaigrettes/sauces
  • Ketchup
  • Assaisonnement liquide
  • Viande/lait
  • Nouilles/pâtes
  • Chips
  • Plats préparés
  • Snacks
  • Yaourts

Pour obtenir une liste complète des notes d'application qui seront utiles à votre laboratoire de mesure de la teneur en sel et un guide pratique pour y accéder, veuillez télécharger le guide gratuit Présentation de l'analyse de teneur en sel.

Applications

Publications

FAQ

Quelle est la différence entre la teneur en sel et la teneur en sodium ?

Le sel de table, ou NaCl, est généralement la principale source de sodium dans les aliments ; toutefois, des ions sodium (Na+) peuvent être apportés par d'autres ingrédients alimentaires, ce qui augmente la teneur totale en sodium. Des techniques spécifiques d'analyse de la teneur en sel ou en sodium peuvent être mieux adaptées à certains types d'aliments, en fonction des sources de sodium et de chlorure à mesurer.

Comment déterminer la teneur en sel de produits alimentaires ?

La mesure du sodium dans les aliments peut être effectuée à l'aide d'électrodes sélectives d'ions, de titrage, de détermination de la densité, etc. Pour obtenir plus de détails, téléchargez le guide gratuit Présentation de l'analyse de teneur en sel.

Quelle est la formule du chlorure de sodium ?

Le chlorure de sodium, communément appelé sel ou sel de table, est un composé ionique. Sa formule chimique est NaCl, ce qui représente un rapport de 1:1 entre les ions sodium et chlorure. En tenant compte de leurs masses molaires respectives (22,99 et 35,45 g/mol), un échantillon de 100 g de NaCl contient 39,34 g de Na et 60,66 g de Cl. La mesure précise du NaCl ou du sel dans les aliments est essentielle pour le goût, la durée de conservation et les problèmes de santé.

Comment calculer la concentration de sel ?

La méthode que vous utiliserez pour calculer la teneur en sel ou en sodium dépendra de la technique de détermination la plus appropriée pour mesurer l'ion sodium ou chlorure dans votre laboratoire de mesure du sel. Reportez-vous à la rubrique « Choisir la bonne méthode de détermination de la teneur en sel pour votre application » ci-dessus et téléchargez le guide gratuit Présentation de l'analyse de teneur en sel.

L'analyse gravimétrique d'un sel de chlorure en tant que technique de laboratoire est-elle viable ?

La teneur en chlorure d'un sel soluble ou d'une solution aqueuse peut être déterminée par précipitation de l'ion chlorure sous forme de chlorure d'argent :

AgNO3 + NaCl → NaNO3 + AgCl↓

Bien qu'un précipité se forme pendant la réaction et puisse être recueilli et mesuré dans un creuset filtrant préalablement pesé, un résultat plus facile, moins long et plus précis sera probablement obtenu en utilisant le titrage argentimétrique.

Quelle est l'équation de réaction pour le titrage argentimétrique de la teneur en chlorure ?

La détermination de la teneur en sel par titrage est encore effectuée dans de nombreux laboratoires. Le titrage argentimétrique repose sur le nitrate d'argent (AgNO3) comme titrant et tire parti de la faible solubilité du chlorure d'argent (AgCl), qui se précipite dans la solution de la manière suivante :

AgNO3 + NaCl → NaNO3 + AgCl↓

Il est possible d'utiliser une électrode à anneau d'argent pour détecter le potentiel électrique des ions argent restant dans la solution après la réaction. Une hausse de potentiel due à la consommation de la totalité du chlorure indique le point final du titrage et permet de calculer la teneur en sel (en partant du principe que le chlorure contenu dans l'échantillon provient intégralement du NaCl).

Quelle est l'équation de réaction pour le titrage thermométrique d'ion sodium ?

Lors du titrage thermométrique de l'ion sodium, l'elpasolite (NaK2AlF6) se forme dans une réaction hautement exothermique. La chaleur évaporée peut être utilisée pour déduire la quantité d'ions Na+ présents dans un échantillon.

En utilisant un titrant composé de nitrate d'aluminium nonahydraté et de nitrate de potassium (Al(NO3)3 • 9H2O et KNO3, respectivement), la réaction se déroule en présence de fluorure d'ammonium ou de difluorure d'hydrogène d'ammonium (NH4F, NH4HF2) comme suit :

Na+ + 2K+ + Al3+ + 6F- → NaK2AlF6↓

Comme une formation d'elpasolite libère de l'énergie, la différence de température résultante peut être corrélée à la quantité de sodium présent dans l'échantillon initial à l'aide d'un capteur thermométrique.

Quelle est la limite de détection pour la mesure directe de l'ion sodium ?

La limite de détection pour la mesure directe du sodium est de 0,1 mg/L (4,7 • 10−6 M) et la limite de quantification est de 0,3 mg/L (1,4 • 10−5 M). La gamme de mesure linéaire de l'électrode sensible au sodium utilisée se situe entre 0,3 et 70 000 mg/L (1,4 • 10−5 M et 3 M). Si la teneur en sodium d'un échantillon spécifique est supérieure à cette valeur, l'échantillon doit être dilué.