МЕТТЛЕР ТОЛЕДО рекомендует
  • кондуктометр
  • кабель
  • титратор
  • весы
  • электрод
Все категории
  • Все категории
  • Оборудование
  • Поддержка
  • Библиотека
  • Мероприятия и вебинары
  • Другое
Filter

Определение содержания соли в продуктах питания

Как определить содержание солей, натрия, хлоридов и минералов

Позвонить специалисту
Определение содержания соли в продуктах питания
Определение содержания соли в продуктах питания

Поваренная соль (хлорид натрия, NaCl), тысячелетиями используемая в качестве пищевой добавки и консерванта, широко потребляется во всем мире. Хотя ионы натрия и хлора играют важную роль в физиологических процессах, индивидуальное потребление натрия как взрослыми, так и детьми в большинстве стран обычно превышает диетические потребности.

Известно, что повышенное содержание натрия в пище может привести к росту артериального давления. Для снижения частоты сердечно-сосудистых заболеваний Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) поставила задачу сократить потребление поваренной соли на душу населения на 30 % до 2025 года. Конечная цель — ограничить потребление натрия до уровня, не превышающего 2000 мг в день.

Важная часть этой инициативы — широкое использование четких и понятных этикеток на упаковках пищевых продуктов с указанием их питательной ценности. Для выполнения этих требований, а также из-за наличия множества источников натрия в выпечке, полуфабрикатах и готовых продуктах, необходимо найти точный метод определения содержания натрия.

    

Руководство по определению содержания соли

Руководство МЕТТЛЕР ТОЛЕДО по определению содержания соли

Скачайте руководство «Введение в анализ содержания соли: методы определения содержания соли и ионов», где представлены эффективные методы измерения концентрации хлоридов и натрия.

Соль и ее влияние на вкус, консистенцию и состав

Поваренная соль используется для улучшения вкуса продуктов, корректировки их цвета и структуры, увеличения срока хранения. Определение общего содержания соли позволяет технологам отслеживать эти характеристики по партиям независимо от консистенции продукта — твердой, жидкой, пастообразной, порошкообразной и т. п.

Натрий в первую очередь содержится в самой пищевой соли, однако он также присутствует в химических разрыхлителях, таких как пищевая сода (бикарбонат натрия), и в консервантах, таких как нитрат, нитрит и бензоат натрия. Содержание ионов хлора может возрастать и за счет добавления хлорида калия (заменитель поваренной соли, низкое содержание натрия).

Точный анализ содержания натрия или соли, будь то при поступлении товара, во время переработки или окончательного контроля качества, гарантирует, что продукция поступает к потребителям с ожидаемыми характеристиками. Этому способствует и точность указания концентрации натрия на этикетке, что, в свою очередь, помогает потребителям делать осознанный выбор в отношении пищевых продуктов.

Методы измерения концентрации натрия и солей

Методы измерения концентрации натрия и солей

Существует много различных методов определения содержания солей и ионов натрия. На этой тематической странице и в соответствующем руководстве рассмотрено несколько подходов к измерению содержания соли, определению содержания натрия и хлоридов, а также к оценке концентрации минеральных веществ в пищевой продукции.

Особое внимание уделено следующим методам:

  • Аргентометрическое определение содержания хлоридов
  • Измерение концентрации ионов натрия с помощью ионселективных электродов (ИСЭ)

Исследования методом ИСЭ можно проводить либо методом многократного добавления стандартного раствора, либо прямым методом. В целом методы определения концентрации солей титрованием или с помощью ИСЭ просты, надежны и понятны. Для их реализации требуется только стандартное лабораторное оборудование.

Упоминаются также некоторые другие методы определения содержания соли, натрия или минералов: термометрическое титрование, измерение плотности, озоление и элементный анализ. Также рассмотрены приборы МЕТТЛЕР ТОЛЕДО, предназначенные для анализа содержания солей, хлоридов и натрия.
 

Аргентометрическое титрование ионов хлора

  • Метод: аргентометрическое титрование Cl–
  • Анализируемое вещество: ион Cl–
  • Диапазон концентрации анализируемого вещества: от ppm до 100 %  

Наиболее распространенный титриметрический метод определения содержания соли основан на измерении концентрации хлоридов. Его называют аргентометрическим, так как в качестве титранта используется нитрат серебра (AgNO3). Этот метод по-прежнему широко применяется в лабораториях, проверяющих качество пищевых продуктов.

Ион серебра (Ag+) осаждается из раствора в результате реакции с ионом Cl-, и когда весь хлорид расходуется в результате реакции с Ag+, электрический потенциал в сосуде для титрования повышается из-за накопления ионов Ag+ в анализируемом растворе. Рост потенциала указывает на конечную точку титрования, что позволяет рассчитать содержание соли (исходя из предположения, что весь хлор содержится в образце в виде NaCl).

Этот быстрый метод обычно не требует специального оборудования, но, как уже отмечено выше, он не учитывает ионы натрия, вносимые в других формах, помимо NaCl. Это означает, что аргентометрический метод, эффективный во многих случаях, пригоден для анализа не всех видов солей.

Пример используемого оборудования — титраторы МЕТТЛЕР ТОЛЕДО.

Определение содержания ионов натрия методом многократного добавления стандартного раствора (MSA)

  • Метод: анализ содержания ионов натрия многократным добавлением стандартного раствора
  • Анализируемое вещество: ион Na+
  • Диапазон концентрации анализируемого вещества: от ppm до 100 %

С помощью этого метода можно определить содержание натрия в матрице образца в количестве от 0,1 мг/л (4,7•10−6 M). Небольшие дозы натриевого стандарта добавляют в образец несколько раз подряд, в результате чего увеличивается концентрация ионов натрия. Разность потенциалов, возникающая в результате добавления известных объемов стандартного раствора, используется для определения исходной концентрации целевых ионов в самом образце с помощью итерационного алгоритма, основанного на уравнении Нернста.

Важно отметить, что метод MSA работает вблизи предела обнаружения, а влияние температуры можно компенсировать аппаратными средствами, чтобы повысить точность. Для оптимальной подготовки образца и количественного определения необходимо заранее знать приблизительную концентрацию.

Пример используемого оборудования — анализатор Easy Na и титраторы Excellence МЕТТЛЕР ТОЛЕДО (в том числе автоматические).

Термометрическое титрование ионов натрия

  • Метод: термометрическое титрование Na+
  • Анализируемое вещество: ион Na+
  • Диапазон концентрации анализируемого вещества: от 100 ppm до 100 %

Термометрическое титрование ионов натрия — альтернативный метод количественного определения натрия в пищевых продуктах. Термометрическое титрование основано на реакции образования эльпазолита NaK2AlF6, которая сопровождается сильным экзотермическим эффектом. Количество выделяющегося тепла можно зарегистрировать с помощью термозонда с высоким разрешением и использовать для определения содержания ионов Na+ в исходном образце.

Реакция протекает в присутствии фторида аммония или кислого бифторида аммония (NH4F, NH4HF2) при избытке ионов калия и алюминия. Токсичность и высокая коррозионная активность фторидов требуют соответствующих мер безопасности.

Термометрическое титрование можно выполнять с помощью титраторов Excellence и термометрических электродов МЕТТЛЕР ТОЛЕДО.

Прямое определение содержания натрия

  • Метод: прямое измерение содержания Na+ с помощью ИСЭ
  • Анализируемое вещество: ион Na+
  • Диапазон концентрации анализируемого вещества: от ppm до 100 %

Содержание ионов натрия в пищевых продуктах, обычно в водном растворе, можно определить непосредственно с помощью ионселективного электрода в сочетании с титратором или иономером. Точность измерения зависит от используемой калибровочной кривой в предположении, что отклик электрода одинаков для анализируемых образцов и стандартных растворов. Для калибровки используют ряд разбавленных растворов, получаемых на основе стандарта натрия.

Как и в методе MSA, измеряемый потенциал пропорционален активности ионов в растворе и, следовательно, их концентрации. По результатам измерения сопряженный прибор автоматически рассчитывает и отображает концентрацию ионов.

Прямое измерение содержания Na можно выполнять с помощью иономеров и ионселективных электродов МЕТТЛЕР ТОЛЕДО.

Другие методы определения содержания солей

Содержание солей, ионов натрия и минеральных веществ также можно измерить с помощью других методов с разной степенью избирательности. Для определения общего содержания NaCl или минеральных солей не всегда требуется специальное оборудование.  

Определить содержание ионов хлора, натрия или общую минерализацию можно с помощью дополнительных методов, таких как:

Выбор подходящего метода определения содержания соли

Как сказано выше, методы измерения содержания солей или ионов натрия могут быть прямыми и косвенными. Выбор метода зависит как от предполагаемого диапазона измерения, так и от требуемой точности, а также от состава анализируемого продукта.

Принцип измерения

Предел количественного определения (LOQ)

ОСО

Аргентометрическое титрование ионов хлора

35 ppm

1 %

Метод многократного добавления стандартного раствора (MSA)

< 1 ppm

1 %

Термометрическое титрование ионов натрия

100 ppm

2 %

Прямое определение содержания натрия

< 1 ppm

4 %

 

Ожидаемое содержание натрия или хлора

Выбирая метод измерения содержания солей или ионов натрия, важно убедиться, что метод будет обеспечивать необходимую точность в ожидаемом диапазоне концентраций ионов. Описание и удобные справочные таблицы для диапазонов, которые относятся к обсуждаемым здесь методам, содержатся в приложении 2 к руководству МЕТТЛЕР ТОЛЕДО «Введение в анализ содержания соли».

Другие факторы, влияющие на определение содержания солей и ионов натрия в продуктах питания

Производители пищевых продуктов должны использовать методы, которые соответствуют их технологическим процессам и местным нормативным требованиям. С практической точки зрения для выбора лучшего метода необходимо учитывать следующие факторы:

  • Точность: какая точность измерения требуется?
  • Ожидаемое содержание: какова ожидаемая концентрация ионов натрия?
  • Избирательность: требуется определить содержание солей, ионов натрия или общую минерализацию?

Обсуждение характеристик пищевых продуктов и их влияния на подготовку образца (смешивание, растворение, гомогенизацию и т. д.), можно найти в приложении 2 руководства МЕТТЛЕР ТОЛЕДО «Введение в анализ содержания соли».
Специализированные лабораторные исследования для пищевого производства
Специализированные лабораторные исследования для пищевого производства

Специализированные исследования для пищевого производства

Эксперты МЕТТЛЕР ТОЛЕДО разработали множество практических рекомендаций, которые охватывают различные методы анализа продуктов питания для определения содержания натрия, хлоридов и др. Мы предлагаем методики определения содержания солей и ионов натрия в следующих продуктах:

  • Мука
  • Хлеб
  • Сыр
  • Печенье
  • Заправки и соусы
  • Кетчуп
  • Жидкие приправы
  • Мясные и молочные продукты
  • Лапша и макароны
  • Картофельные чипсы
  • Производство готовых блюд
  • Закуски
  • Йогурт

Чтобы ознакомиться с полным списком практических рекомендаций по методам измерения и получить удобное руководство для доступа к ним, скачайте руководство «Введение в анализ содержания соли».

Области применения

Публикации

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между содержанием солей и содержанием ионов натрия?

Поваренная соль, или NaCl, обычно является основным источником натрия в пищевых продуктах, однако ионы натрия (Na+) могут содержаться и в других ингредиентах, что увеличивает общее содержание натрия. В зависимости от конкретных источников натрия и хлоридов и типа пищевых продуктов могут потребоваться специализированные методы анализа.

Как измерять содержание соли в пищевых продуктах?

Определить содержание натрия можно с помощью ионселективных электродов, методом титрования, измерения плотности и т. д. Подробнее об этом рассказано в руководстве МЕТТЛЕР ТОЛЕДО «Введение в анализ содержания соли».

Что такое хлорид натрия?

Хлорид натрия, который обычно называют поваренной солью, — это гетерополярное (ионное) соединение. Его химическая формула — NaCl — отражает количественное соотношение ионов натрия и хлора (1:1). С учетом их молярных масс (22,99 и 35,45 г/моль соответственно) в 100 г NaCl содержится 39,34 г натрия и 60,66 г хлора. Точное измерение содержания NaCl или солей в пищевых продуктах имеет большое значение с точки зрения вкусовых качеств, срока хранения продукта и здоровья потребителей.

Как рассчитать концентрацию соли?

Метод расчета содержания солей или натрия зависит от того, какой вид анализа применяется в конкретной лаборатории для измерения концентрации иона натрия или хлорида. См. раздел «Выбор подходящего метода определения содержания соли» выше. Вы также можете скачать руководство МЕТТЛЕР ТОЛЕДО «Введение в анализ содержания соли».

Целесообразно ли определять содержание хлоридов гравиметрическим методом?

Содержание хлоридов в растворимой соли или водном растворе можно определить методом осаждения ионов хлора в виде хлорида серебра:

AgNO3 + NaCl → NaNO3 + AgCl↓

В ходе реакции образуется осадок, который можно собрать и взвесить на фильтре, но, вероятно, проще и точнее выполнить это измерение методом аргентометрического титрования.

На какой реакции основано аргентометрическое титрование хлоридов?

Во многих лабораториях по-прежнему определяют концентрацию солей титрованием. Аргентометрическое титрование основано на использовании нитрата серебра (AgNO3) в качестве титрующего вещества с целью осаждения труднорастворимого хлорида серебра (AgCl):

AgNO3 + NaCl → NaNO3 + AgCl↓

Для измерения электрического потенциала ионов серебра, остающихся в растворе после реакции, можно использовать кольцевой серебряный электрод. Рост потенциала, вызванный осаждением хлорида, указывает на конечную точку титрования, что позволяет рассчитать содержание соли (исходя из предположения, что весь хлор содержится в образце в виде NaCl).

На какой реакции основано термометрическое титрование ионов натрия?

В ходе термометрического титрования ионов натрия образуется эльпазолит (NaK2AlF6) и наблюдается сильный экзотермический эффект. Выделенное тепло можно использовать для определения концентрации ионов Na+ в образце.

В качестве титрующего вещества используют девятиводный нитрат алюминия и нитрат калия (Al(NO3)3 • 9H2O и KNO3 соответственно). Реакция протекает в присутствии фторида аммония и кислого бифторида аммония (NH4F, NH4HF2) следующим образом:

Na+ + 2K+ + Al3+ + 6F- → NaK2AlF6↓

Образование эльпазолита сопровождается выделением тепла. С помощью термометрического датчика по увеличению температуры можно определить количество натрия в образце.

Каковы пределы обнаружения для прямого метода определения содержания ионов натрия?

Предел прямого метода определения содержания ионов натрия: 0,1 мг/л (4,7 • 10−6 M), предел количественного определения — 0,3 мг/л (1,4 • 10-5 M). Характеристика натрий-чувствительного электрода линейна в диапазоне от 0,3 до 70 000 мг/л (от 1,4 • 10−5 M до 3 M). Если содержание натрия в конкретном образце выше, его необходимо разбавить.