饲料中水溶性氯化物检测方法的研究进展
2014-04-28张珍珍杨卫军
张珍珍,杨卫军
(秦皇岛市农产品质量安全监督检验中心,河北 秦皇岛 066000)
食盐,化学名氯化钠(NaCl),是动物体必需的营养物质之一,并能改善日粮的适口性,促进食欲,提高饲料利用率。饲料中食盐不足,会对畜禽的生长发育造成不良影响,食盐过量则导致动物食盐中毒。因此,分析检测饲料中食盐含量尤为重要。由于饲料成分分析中测定钠含量较困难,而测定氯含量较容易,所以饲料中食盐的测定是通过测定饲料中的水溶性氯化物含量而求得的。本文就目前饲料中水溶性氯化物的测定方法作一综述。
1 沉淀滴定法
沉淀滴定法又称硫氰酸盐反滴定法,是将样品中的氯离子(Cl-)溶解于水溶液中,如果样品含有有机物质,需用活性炭、亚铁氰化钾配合乙酸锌将溶液澄清,然后用硝酸稍加酸化,并加入AgNO3标准溶液使氯化物生成AgCl沉淀,过量的AgNO3溶液用硫氰酸铵或硫氰酸钾标准溶液滴定(GB/T 6439-2007)。该方法测定结果较准确,不需大型仪器,操作易于实现。但由于根据生成红棕色沉淀来指示终点,饲料样品液大多浑浊有色,准确判别终点有一定困难,易产生较大滴定误差,而且实验中所用到的硝酸银标准滴定溶液标定时较繁琐(GB/T601-2002;GB/T 9725-2007), 大批量样品检测费时、费力。黎浩劲(2010)在饲料中水溶性氯化物测定方法的讨论中对该方法的结果表述有异议,因此对公式进行讨论并进行实验,修改了结果公式的表述。原公式为:
该公式中分子的单位是mg,分母的单位是g,所以数值如果以%表示,则应再除以1000。然而经过同一样品多次实验和不同样品的对比实验,发现(VS1-VS0)是很小的数值,(Vt1-Vt0)是负值,按公式中表示较难理解,公式中分子部分应表述为:M×[(VS1-VS0)×Cs+(Vt0-Vt1)×Ct]。
2 快速测定法
快速测定法又称银量法,是将饲料样品用水溶解,搅拌静置后移取一定量上清液,以铬酸钾为指示剂,用硝酸银标准溶液滴定(GB/T 6439-92)。该方法操作简便、节省试剂、成本低。但对于浸提液为棕色或深棕色的鱼粉类样品,由于棕色或深棕色对滴定终点的影响造成结果偏高。同时,由于铬酸钾指示剂在等当点的突变点不明显,导致经常滴定过量而影响测定结果的准确性。目前该标准已废止。王文正和黎秀卿(1999)对此方法做了改进,即用活性炭对鱼粉样品浸提液脱色,消除或减小了棕色或深棕色对滴定终点的干扰,从而提高滴定的准确性。李有坚(1997)采用远红外辐射加热灰化(炭化)处理样品,减少其干扰物质,使滴定终点易于判断,该方法回收率为95%~101%。
3 氯离子选择性电极法
氯离子选择性电极法是将样品用水溶解,搅拌静置后过滤,取滤液加入硝酸溶液及硝酸钾溶液,用水定容。以Cl-选择性电极为指示电极,以双盐桥饱和甘汞电极为参比电极,在酸度计上读取电极电位值,同时,配制不同浓度的Cl-标准溶液,制作标准曲线,从回归方程求得Cl-浓度值(唐煜,2004;欧阳真等,2004)。该方法不需要溶液的标定、滴定等步骤,但外界环境变化对电极电位有一定的影响。钟国清(2002a)认为将饲料样品用pH为4的乙酸-乙酸钠缓冲溶液处理,一方面可控制溶液的pH值,使电极在此pH范围内灵敏度高、稳定性好;另一方面可调节溶液的离子强度。该方法的回收率为96.9%~103.5%。高海军等(2010)认为饲料成分复杂,对Cl-测定产生干扰的物质多,因此在检测中首先用亚铁氰化钾配合乙酸锌作为沉淀剂把大量的有机物沉淀并过滤,减少有机物的干扰;其次加入浓硝酸,利用浓硝酸的氧化性将对 Cl-电极产生干扰的 Br-、I-、S2-等离子进行氧化,再用强碱调节至所需的pH值,同时生成的NaNO3可以作为测定液的离子强度调节剂;最后用格氏作图法进行结果计算。
4 电位滴定法
电位滴定法是根据滴定过程中电极电位的突跃代替指示剂来指示终点,只需求一次终点电位,即可对批量样品实现自动滴定。但溶液的pH对终点影响很大,如果pH值不适宜,终点电位误差就大;而且终点电位的确定如通过二级微商法确定步骤较繁琐。李永波和陈敏芳(2000)建立了电位滴定法测定饲料中氯化物,即样品用pH为5的乙酸-乙酸钠缓冲溶液及丙酮处理,样品中的Cl-以硝酸银为滴定剂,以氯电极为指示电极,随着滴定剂的加入,电极电位也随着变化,以二级微商法记录其突变点即为滴定终点。李家胜和陈忠明(1993)认为滴定过程中生成的难沉淀物会吸附溶液中过量的阴、阳离子,导致电位突跃的倾斜及电位值不稳定,从而影响测量精度。这种现象可将试液用硝酸酸化及加入适量硝酸钾来消除。陈如登等(2006)建立了自动电位滴定仪法测定饲料中可溶性氯化物,以复合银电极指示,用硝酸银标准滴定液进行自动滴定。该方法回收率为(97.6±0.6)%。
5 比色法
胡冬生(1996)研究发现,硫氰酸汞不易溶于水,溶解后的物质很难电离,所以即使加入Fe3+也几乎不显色。 这时如果有 Cl-存在,Cl-与 Hg(SCN)2反应生成HgCl2和 SCN-,当加入 Fe3+时,即与SCN-反应,呈现红色。由于呈现的红色深度随Cl-浓度的增加而增加,故对其颜色进行比色,即可定量测出饲料中Cl-的含量。该方法通过扣除样品空白,消除由于提取溶液颜色深带来的干扰。但是,I-、Br-、CN-、S2-、S2O32-以及能与 Cl-发生激烈反应的阳离子对实验有干扰。石来凤和阿曼古丽·牙森(2000)建立了比色法测定饲料中氯化物,即在不同浓度的氯化钠标准溶液及样品液中分别加入硝酸溶液、硝酸银溶液,充分摇匀后置光线明亮处将样品与标准氯化钠溶液的浊度作对比,即可得出样品中氯化物的含量,但该方法准确度不高。
6 紫外分光光度法
紫外分光光度法是根据物质分子对波长在200~760 nm的电磁波的吸收特性所建立的一种定性、定量和结构分析方法 (王海军和宁新霞,2012)。本法是在样品中加入硫酸铁和氨水,过滤,滤液用稀硝酸中和后用水定容。取试液和标准系列工作液,加入显色剂(0.3%硫氰酸汞甲醇溶液∶5%硝酸铁=1∶1)混匀放置20 min,于460 nm波长处测吸光度,绘制标准曲线,或用回归方程求得样品中Cl-的含量 (马丹和涂世英,2002)。钟国清(2002b)认为氯化银沉淀不稳定,直接应用分光光度法测定结果不理想。通过研究氯化银沉淀在明胶-乙醇水溶液中的稳定性,建立了一种测定微量氯离子的分光光度法,即样品用硫酸铁溶液及氨水溶液溶解后加入明胶-乙醇水溶液,混匀后再加入硝酸银溶液,于300 nm处测定其吸光度,其方法回收率为98%~103%。此类方法简便、快速、选择性好,但要考虑前处理所用试剂的量对溶液吸光度稳定性的影响。
7 微型滴定法
李琼芳和莫海洪(2004)认为采用微型滴定法代替常规滴定法测定饲料中水溶性氯化物,由于微型滴定管滴头细小,消耗试剂量少,滴定误差小,准确度高,符合饲料分析的要求,消耗试剂量仅为常量滴定的1/10~1/8,经济效益显著。朱兵和吴倩(1997)将样品用水溶解,以铬酸钾作指示剂,用硝酸银标准溶液按照微型滴定装置进行滴定。结果表明,与常规滴定法的测量值绝对误差最大为0.04%,在饲料分析允许误差范围以内,其回收率均在95%以上。
8 离子色谱法
离子色谱法(IC)是美国 Small等(1975)于 20世纪70年代发明的一项新的液相色谱技术,具有灵敏度高、选择性好、前处理简单、试样用量少、检测限低,减少或免除样品的提纯,可同时测定多组分和分析不同化合价态,易实现自动化等优点,弥补了经典化学方法和其他仪器分析手段的不足(Licata等,2013)。目前已成为分析化学领域中发展最快的分析方法之一,并被广泛地用于无机阴、阳离子和有机离子的测定。陈桂鸾等(2009)将饲料样品中的Cl-溶解于水溶液中,微孔滤膜过滤,采用阴离子交换分离柱,以25 mmol/L KOH淋洗液分离Cl-,用电导检测器进行检测,将饲料样品的色谱峰与标准溶液中Cl-的色谱图相比较,根据保留时间定性,峰面积定量。方法回收率为92.6%~103.0%,检出限为 0.05 μg/mL,线性相关系数 r=0.9996,与国标法测定结果比较无显著性差异。该方法简便快捷、准确度高、重现性好、适宜大批量样品检测。
9 小结
综上所述,饲料中水溶性氯化物的检测方法较多,实际工作中可以根据实验室条件选择不同的检测方法。随着检测技术水平的快速发展,离子色谱法因其具有样品前处理简单,所用试剂少,测定准确度和精密度高,检测限低,自动化程度高,适用于批量样品检测等优点,且在节省人力、提高工作效率等方面也占有一定优势。
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