通过温度控制提高酱油氨基酸态氮检测结果 准确度的方法
2022-03-23冼永炜
赖 锦,冼永炜
(广东美味鲜调味食品有限公司,广东中山 528437)
酱油是烹饪活动中常用的调味料,对食物制品的风味起重要作用。酱油的鲜味和营养价值取决于氨基酸态氮含量的高低,按照我国酿造酱油的标准,氨基酸态氮≥0.8 g/100 mL 为特级;≥0.7 g/ 100 mL 为一级;≥0.55 g/100 mL 为二级;≥0.4 g/ 100 mL 为三级[1]。按目前的检测水平,已明确影响结果准确性的原因主要有:①空白;②仪器校正;③0.05 mol/L 氢氧化钠标准滴定溶液;④滴定管的操作及读数;⑤试剂有效期;⑥不确定度评价[2-3]。如今普遍采用比色法以及甲醛值法对酱油中氨基酸态氮进行检测,对比发现甲醛值法操作快捷简便,适用于小批次检验,比色法测得数据更准确、精密,更适合严要求、大批量的检验[4]。广东美味鲜调味食品有限公司在此基础上,开发了中红外光谱法,该方法能实现零化学试剂引入、零前处理等批量样品的检测。
1 材料与方法
1.1 原料和试剂
酱油,选取氨基酸态氮含量为特级的酱油产品;0.05 mol·L-1氢氧化钠饱和溶液;三级水,符合 GB/T 6682 规定的三级水规格;甲醛37%~40%,应不含有聚合物,广州化学试剂厂。
1.2 主要仪器设备
自动电位滴定仪;调味品分析仪。
1.3 实验原理和方法
1.3.1 实验原理
(1)电位滴定原理。利用氨基酸的两性作用,加入甲醛以固定氨基的碱性,使羧基显示出酸性,用氢氧化钠标准滴定溶液滴定后,用pH 值的变化测定终点。
(2)中红外光谱法原理。液体样品通过热交换器恒温至40 ℃,后经过高压泵高压均质、在线过滤,后进入观察室测量样品对中红外的吸收情况,得到样品中红外光谱,设备估算样品结果。
1.3.2 实验方法
样品混匀后置于密闭容器中,吸取10 mL 样品于100 mL 容量瓶,用三级水定容至刻度,摇匀、备用。
吸取10 mL 样品待测液,置于150 mL 烧杯,停靠15 s,加适量的三级水,使总体积为80 mL,将其放在滴定台上,调节电极高度(确保样液淹没电极),选择合适的检测程序,按“开始”开始检测,用 0.05 mol·L-1氢氧化钠标准滴定溶液滴至pH 值8.20。
加入10.00 mL 甲醛溶液,混匀,用0.05 mol·L-1氢氧化钠标准溶液继续滴定至pH 值9.20,记录消耗氢氧化钠标准滴定溶液的消耗数和检测结果。同时做空白试验。
2 结果与分析
2.1 电位滴定仪法检测结果分析
针对同一酱油样品,用电位滴定仪法开展12 d连续检测,记录样品中的氨基酸态氮含量及环境温度,具体见图1。
由图1 可知,样品中的氨基酸态氮含量会随着实验室环境温度变化而变化。为进一步确认环境温度对样品氨基酸态氮结果的影响程度,设计实验量化温度对结果的影响。以同一酱油样品为实验样品,准确移取6 份1.00 mL 的样品,加入三级水 80 mL,每2 份为1 组,分别在不同环境温度下检测,结果见表1。由此可得,温度对氨基酸结果的影响为 (0.007 g/100 mL)/5 ℃。
表1 实验室环境温度和氨基酸态氮含量分析
图1 电位滴定仪法氨基酸态氮含量与环境温度关系图
2.2 中红外光谱法检测结果分析
采用中红外光谱法对样品开展连续检测,收集结果数据,评估其影响情况,具体见图2。中红外光谱法对同一样品的氨基酸态氮结果预测值无显著变化,结果较为稳定(符合结果绝对差值≤0.02 g/ 100 mL)。
图2 中红外光谱法氨基酸态氮含量与环境温度的关系
2.3 消除环境温度对电位滴定法测定氨基酸态氮的影响
环境温度对电位滴定仪法的影响主要是运用复合pH 玻璃电极依据酸碱中和的原理进行定量分析,但酱油中含有多种有机酸,均为弱酸,同时温度的变化也会对电极的参考电位有影响,故出现样品中的氨基酸态氮含量与环境温度呈负相关[5]。
通过引入滴定仪方法的温度修正功能,修正pH值,减少温度对结果的影响。①打开设备空白滴定程序的公共变量模块,在“溶液温度”变量栏,手动录入实时温度值。②打开测定程序滴定参数,将默认温度值“25 ℃”更改为步骤1 中的温度设定值,并保存。
开展同一酱油样品氨基酸态氮含量的测定,对比温度值修正前后其结果差异情况,如图3,修正后检测结果稳定,检测结果重现性≤0.01 g/100 mL。
图3 仪器温度修正前后氨基酸态氮结果对比图
2.4 提高中红外光谱法测定氨基酸态氮结果准确性
通过解决定位滴定仪法测定氨基酸态氮含量不受环境温度变化后,建立两个方法的结果比对监控系统,以便能实时监控结果偏差的“趋向”,做到提前反向修正中红外光谱法检测氨基酸态氮的模型,确保结果的准确性、稳定性。
3 结论
本实验选用一种高氨基酸态氮含量的酱油作为研究对象,发现环境温度对电位滴定法检测结果影响较大;通过对设备的滴定程序参数的引用、修正,消除温度对检测结果的影响。此外,通过结果比对,可提前修正中红外光谱法检测模型,提升结果准确性,降低生产成本。