IC法同時(shí)測(cè)定碳酸飲料中無(wú)機(jī)陰離子和有機(jī)酸

婁斌，李陽(yáng)，呂金鳳，聶璐璐，唐清，,*

（1.中國(guó)石化天津石油分公司，天津 300131；2.天津師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，天津 300387）

IC法同時(shí)測(cè)定碳酸飲料中無(wú)機(jī)陰離子和有機(jī)酸

婁斌1，李陽(yáng)2，呂金鳳2，聶璐璐2，唐清1，2,*

（1.中國(guó)石化天津石油分公司，天津 300131；2.天津師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，天津 300387）

建立一種全新的離子色譜法同時(shí)測(cè)定碳酸飲料中的無(wú)機(jī)陰離子和有機(jī)酸的方法。系統(tǒng)研究超聲脫氣處理樣品，C18和RP柱去除樣品中共存組分對(duì)測(cè)定干擾的區(qū)別，淋洗液濃度、流速的最佳實(shí)驗(yàn)條件。該方法的檢出限為2.92μg/L～408.7μg/L，相關(guān)系數(shù)為0.9934～0.9998，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.66%～3.94%，加標(biāo)回收率為92.2%～101.5%，符合測(cè)定要求。試驗(yàn)表明該方法具有分析時(shí)間短，線性范圍寬，靈敏度高，試劑用量少等優(yōu)點(diǎn)。

離子色譜（IC）；碳酸飲料；超聲脫氣；無(wú)機(jī)陰離子；有機(jī)酸

碳酸飲料主要成分為糖、色素、甜味劑、酸味劑、香料及碳酸水等，還含有少量的F-、Cl-、NO3-、SO42-等無(wú)機(jī)陰離子。F-是人體必需的元素，但攝入量過(guò)多會(huì)表現(xiàn)急性或慢性氟中毒。硝酸鹽是人體必需的無(wú)機(jī)鹽類，但人體攝入的NO3-過(guò)多就可能會(huì)引起癌癥[1]。雪碧中的防腐劑之一苯甲酸鈉，過(guò)量攝入將會(huì)影響肝臟酶對(duì)脂肪酸的作用。所以了解碳酸飲料中的無(wú)機(jī)鹽類和防腐劑的含量是人們廣泛關(guān)注的問(wèn)題。

但對(duì)碳酸飲料中無(wú)機(jī)陰離子和有機(jī)酸的同時(shí)測(cè)定目前鮮見報(bào)道，本文為測(cè)定碳酸飲料中無(wú)機(jī)陰離子和有機(jī)酸的含量提供一種新的簡(jiǎn)便快速的檢測(cè)方法。

1 材料與方法

1.1 主要試驗(yàn)儀器、試劑

1.1.1 儀器

ICS一1000型離子色譜儀：美國(guó)DIONEX公司；KH-400DB型數(shù)控超聲波清洗器：昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司；SYZ-A型石英亞沸高純水蒸餾器：江蘇宜興勤華玻璃儀器廠；水系0.20μm過(guò)濾膜，C18柱,RP柱：天津市富集科技有限公司。

1.1.2 試劑

碳酸鈉、碳酸氫鈉、氟化鈉、氯化鈉、硝酸鈉、硫酸鈉、苯甲酸鈉、甲醇（以上都為優(yōu)級(jí)純）；高純水（電阻率≥17ΜΩ）。

1.1.3 試樣

碳酸飲料：天津可口可樂(lè)有限公司。

1.2 色譜條件

離子色譜儀：美國(guó)DIONEX ICS-1000；淋洗液濃度：過(guò)水系0.22μm微膜的3.5 mmol/L Na2CO3-1.0 mmol/L NaHCO3溶液；淋洗液流速：1.20 mL/min；檢測(cè)器類型：電導(dǎo)檢測(cè)器；色譜工作站：變色龍軟件；分析柱：AS14；保護(hù)柱：AG14；進(jìn)樣量：25 μL。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

1.3.1 單一陰離子標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制

稱取如表1所示的各物質(zhì)，用高純水配成1000 mg/L標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（計(jì)算公式：1×鹽的分子量/離子的分子量=化合物稱重量）。

表 1 單一陰離子標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液的配制Table 1 The preparation of standard single-anion stock solution

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

準(zhǔn)確移取上述標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用高純水逐級(jí)稀釋為10 mg/L的F－標(biāo)準(zhǔn)溶液，100 mg/L的Cl-和NO3-混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，100 mg/L的SO42-標(biāo)準(zhǔn)溶液，100 mg/L的苯甲酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制

按照表2配制標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

表 2 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液配制Table 2 The preparation of standard series solution

1.4 樣品預(yù)處理

用量筒量取10份15 mL的碳酸飲料樣品放在10個(gè)干燥潔凈的100mL容量瓶中，在室溫下超聲脫氣10min。從10份脫氣后的碳酸飲料樣品中分別準(zhǔn)確移取10 mL于另10個(gè)100 mL干燥容量瓶中并稱其質(zhì)量。其中5份用淋洗液定容，另外5份中加入適量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，加標(biāo)量見表4，再用淋洗液定容。經(jīng)0.22μm膜真空過(guò)濾。濾液分別放在高密度聚丙烯瓶中。過(guò)C18柱，去除樣品中糖類、色素等有機(jī)大分子疏水性干擾物。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品的色譜圖

用注射器分別注入標(biāo)準(zhǔn)系列溶液（表2）和樣品溶液，得到圖1和圖2。

2 結(jié)果與討論

2.1 檢出限、回歸方程和相關(guān)系數(shù)

測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液（表2），按公式[2]計(jì)算檢出限。以峰面積對(duì)組分質(zhì)量濃度（mg/L）求線性回歸方程，結(jié)果見表3。

表 3 檢出限及線性關(guān)系Table 3 Detect limit and linear relationship

式中：Smin為檢出限，（mg/L）；cs為陰離子濃度，（mg/L）；N為色譜噪音，μs；H為陰離子峰高，μs。

2.2 樣品中陰離子精密度及準(zhǔn)確度試驗(yàn)

取10份碳酸飲料樣品，其中5份用作測(cè)定平均含量，另外5份用于測(cè)定加標(biāo)平均含量，儀器自動(dòng)給出相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.66%～3.94%，根據(jù)各離子的測(cè)定值和加入量計(jì)算其回收率為92.2%～101.5%，見表4符合分析測(cè)試要求。

表 4 精密度及準(zhǔn)確度Table 4 Precision and accuracy

2.3 苯甲酸鈉的含量

本試驗(yàn)測(cè)定碳酸飲料中的苯甲酸根含量為16.72 mg/L，10 mL碳酸飲料的質(zhì)量為10.4762 g，所以碳酸飲料中苯甲酸鈉的含量為0.1954 mg/g，低于國(guó)家最大允許使用量0.2 mg/g，達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.4 C18柱和RP柱選擇

通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用RP柱處理樣品時(shí)，碳酸飲料中的苯甲酸鈉和檸檬酸留在了RP柱上（見圖3），所以在測(cè)定苯甲酸鈉含量時(shí)不適合用RP柱，用C18型柱處理樣品比較合適。

3 結(jié)語(yǔ)

本文建立了一種全新的離子色譜法同時(shí)測(cè)定碳酸飲料中的無(wú)機(jī)陰離子和有機(jī)酸的方法，該方法的檢出限為2.92μg/L～408.7μg/L，相關(guān)系數(shù)為0.9934～0.9998，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.66%～3.94%，加標(biāo)回收率為92.2%～101.5%，符合分析測(cè)定要求。試驗(yàn)表明該方法具有分析時(shí)間短，線性范圍寬，靈敏度高和準(zhǔn)確，簡(jiǎn)單和快速，試劑用量少等優(yōu)點(diǎn)。本課題對(duì)于碳酸飲料的研究是一個(gè)新的突破、創(chuàng)新，測(cè)定方法和分析結(jié)果為這方面的研究提供了可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

[1]史亞利,劉京生,蔡亞岐,等.離子色譜法快速分析可口可樂(lè)中陰離子[J].理化檢驗(yàn)—化學(xué)分冊(cè)，2007，43(5)：374-376

[2]吳玉萍，王東丹，楊金輝.離子色譜法檢驗(yàn)煙草中的Cl－，NO3－，NO2－[J].化學(xué)分析計(jì)量，2002，11(2)：32-33

Ion Chromatography Method for Determination of Organic Acid and Inorganic Anions in Carbonated Drinks

LOU Bin1，LI Yang2，Lü Jin－feng2，NIE Lu－lu2，TANG Qing1，2，*
（1.SINOPEC Tianjin Oil Products Company，Tianjin 300131，China；2.School of Chemistry，Tianjin Normal University，Tianjin 300387，China）

With new method that the ion chromatography for simultaneous determination of inorganic anions and organic acids in the Carbonated drinks.Ultrasonic degassing system to deal with samples，RP column and C18column remove the coexistence components of the sample for the determination interference of the distinction，Eluent flow rate of the best experimental conditions.The detection limit of 2.92μg/L－408.7μg/L，Correlation coefficientof0.9934－0.9998，Relativestandarddeviation （RSD）forthe0.66% －3.94%，Recoveriesof92.2%－101.5%fulfill the test requirements.These experiments show that the short time analysis，wide linear range，high sensitivity，less reagent use，etc.

ion chromatography；Carbonated drinks；ultrasonic degassing；inorganic anion；organic acids

天津師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究基金資助（A200902）

婁斌（1984—），男（漢），助理工程師，碩士，研究方向：化工分析。

*通信作者

2011-06-25