راهنمای کامل اندازه گیری نمک در غذا


 
روش های متعددی برای اندازه گیری میزان نمک در غذا وجود دارد.چرایی نیاز به اندازه گیری نمک در غذا بر میگردد به تاثیر آن بر سلامتی و متد های مختلفی برای اندازه گیری آن وجود دارد.
سرفصل های زیل را مطالعه نمایید:
  1. در باره نمک در غذا
  2. تاثیرات سدیم بر سلامتی
  3. روش اول (رفرکتومتری)
  4. روش دوم (هدایت الکتریکی EC)
  5. روش سوم ( یون سنجی ISE)
  6. روش چهارم (تیتراسیون)
 

درباره نمک در غذا

سدیم هم به صورت طبیعی و به عنوان یک افزودنی در محصولات غذایی موجود است.
سدیم به طور عادی در محصولات غذایی به شکل سدیم کلراید(NaCl) اضافه شده ولی به شکل های دیگر همچون سدیم نیترات ، سدیم بیکربنات ،سدیم بنزات و... نیز می تواند اضافه شود.
این ترکیبات اضافه شده به غذا تاثیربرافزایش مزه ، تاثیر بر الیاف وسبب توقف در رشد میکروب و در نتیجه باعث افزایش زمان نگهداری محصولات می گردد.
به طور حدودی تا 75% از سدیم جذب شده در رژیم غذایی از غذا های بسته بندی یا رستورانی می باشد.
از دیگر منابع اصلی سدیم میتوان از نمک طعام، چاشنی ها و دیگر ادویه ها نام برد.
نمک های دیگری همچون پتاسیم کلراید، کلسیم کلراید نیز وجود دارند ولی به طور عمومی وقتی صحبت از نمک می شود منظور سدیم کلراید می باشد.

تاثیر نمک بر سلامتی

سدیم یک نیاز معدنی برای همه ماست و جهت عملکرددرست اعصاب و سیستم عضلانی نیاز می باشد و  اصولا در خون و مایع های خارج سلولی یافت می شود. میزان سدیم در خون تاثیر مستقیم بر فشار خون دارد. برای مثال افزایش سطح سدیم در خون باعث افزایش حجم خون خواهد شد . افزایش حجم خون دلیل افزایش فشار خون است.
 اثرات مخربی در فشار خون بالا وجود دارد شامل افزایش ریسک انسداد عروق ،افزایش ناتوانی قلب و بیماری کلیه.
مهمترین منبع جذب سدیم ،نمک سدیم کلراید  می باشد. مرکز تحقیقات پزشکی اظهار دارد که جذب مناسب سدیم برای افراد 5 الی 50 سال ،1.5 گرم در روز می باشد.
مثال های زیادی برای نیاز بیشتر به جذب سدیم وجود دارد.به طور مثال یک روزشکار که عرق میکند مقدار زیادی سدیم از دست می دهدبنابراین نیاز به سدیم این فرد را نمی توان با یک شخص کم تحرک مقایسه کرد.
همچنین برد غذا وتغذیه مرکز تحقیقات پزشکی اظهار میدارد که مقدار بالاتر قابل تحمل از جذب سدیم برای افراد 14 سال و بیشتر که باعث افزایش فشار خون نمیشود 2.3 گرم در روز است که تقریبا معادل یک قاشق چایخوری از نمک طعام است.
مقدار سدیم پروسس و تولید شده غذاها باید اندازه گیری بر روی بر چسب محصول نمایش داده شود.
سدیم به تنهایی بر اساس   DV%  (درصد مصرف سدیم از میزان مجاز مصرف سدیم در روز در یک وعده غذایی) لیست شده است . 100% DV کمتر از 2.4 گرم در روز است. برای نمایش سریع مقدار سدیم در مواد غذایی می توانند مقدار سدیم بر روی مواد غذایی برچسب زده شود.
جدول زیر یک راهنما است که شرکت ها باید براساس آن برچسب بزنند:

متد ها مختلف برای اندازه گیری سدیم

روش های متعددی برای تعیین میزان سدیم در غذا وجود دارد و هر کدام مزایا و محدودیت هایی دارند. زمانیکه هدف اطمینان از کیفیت است انتخاب روش اندازه گیری ، یک تصمیم مهم به شمار می آید.
ملاحظات در تعیین متد مناسب شامل قیمت تجهیز، دقت مورد نیاز و میزان تخصص شخص تست کننده می باشد.
متد های اندازه گیری اصلی نمک سدیم به شرح زیل می باشد:

·رفرکتو متری

  • هدایت سنجی
  • یون سنجی (ISEs)
  • تیتراسیون

روش 1: رفرکتومتری
در این روش ضریب شکست نقش اصلی در تعیین میزان نمک را دارد.ضریب شکست بوسیله عبور نور از منشور به داخل نمونه و اندازه کیری میزان انحراف نور تعیین شده است.رفرکتومتر ها زاویه بحرانی مواد را تعیین می کنند. زاویه بحرانی زاویه ای است که درآن هیچ نوری به خارج شکسته نشده است و همه نورها به طور داخلی شکسته شده است .

رفرکتومتری جهت تعیین متغیر های مختلفی شامل شکر ،پروپیلن، گلایکل، ژلاتین و نمک میتواند استفاده شود.
 
دو نوع رفرکتومتر دیجیتال و مکانیکال(چشمی) وجود دارد.
 
رفرکتومتر مکانیکی
با رفرکتومتر مکانیکی، نمونه بر روی منشور قرار میگیرد و اسفاده کننده میان یک چشمی نگاه می کند و خط سایه را مشاهده میکند که تعیین کننده زاویه بحرانی است. با توجه به اینکه دما بر روی ظریب شکست تاثیر می گذارد، تصحیح دمایی با حرکت لنز یا درجه بندی انجام می شود.
رفرکتومتر های دستی قیمت مناسی دارند ولی دقت محدودی با توجه به تعیین لبه سایه با توجه به نور محیط دارند و در تصحیح دما هم محدود می باشند.
رفرکتومتر های دیجیتالی
دررفرکتومتر دیجیتالی یک چشمه نور داخلی با طول مشخص بکار گرفته می شود.این نور داخلی از میان منشور به داخل نمونه عبور میکند و یک آشکار ساز، زاویه بحرانی را اندازه گیری میکند.
رفرکتومتر دیجیتالی محدودیت تعیین خط سایه در رفرکتومتر دستی را حل کرده و قابلیت تصحیح دمایی را با یک الگوریتم برنامه ریزی شده ارتقا میدهد.
رفرکتومترها در کسب و کارهای کم هزینه فعال هستندو از کیت های شیمیایی استفاده نمی شود و حجم نمونه کمی نیاز دارد.
به هرحال این روش فقط مخصوص نمک نیست و مواد دیگری هم بر ظریب شکست تاثیر می گذارند، این مواد عبارتند از چربی ها ، شکر و مواد معدنی.


روش 2: هدایت الکتریکی
نمک طعام از دو یون سدیم و کلراید تشکیل شده است و با توجه به اینکه یون ها باردار هستند ،الکتریسیته به آسانی هدایت می شود.در نتیجه یک جریان الکتریکی (EC) میتواند برای تخمین میزان نمک حل شده در محلول استفاده شود. ازجریان الکتریکی بدست آمده با یک ضریب مخصوص  میتوان مقدار نمک را به دست آورد.تعداد زیادی از دستگاهها این محاسبه داخلی را دارند.
دو نوع پروب برای اندازه گیری استفاده می شود: پروب دو الکترودی و پروب چهارحلقه ای
 
پراب دو الکترودی
پراب دو الکترودی از دو الکترود که در فاصله مشخص از هم قرار گرفته اند ساخته میشود.این فاصله ثابت سل نامیده می شود.یک ولتاژ بین دو الکترود برقرار میشود و جریان بین آنها اندازه گیری می شود.در نهایت مقاومت بین دو الکترود تعیین کننده است که میتواند برای محاسبه هدایت استفاده شود.
پراب هدایت دو الکترودی مزیت نیاز به حجم کم نمونه را دارا می باشد و به صورت عمومی ارزانتر از دیگر تکنولوژی های هدایت سنجی هستند.به هرحال برای اندازه گیری رنج های مختلف نمک به سنسورهای چند منظوره نیاز هست.

 

پراب های Four-Ring
در سنسور های هدایت Four-Ring از چهار الکترود حلقه ای استفاده می شود.دو تا از اکترود ها حسگر و دو تای دیگر محرک هستند.دو الکترود محرک دارای ولتاژ متناوب است که در محلول جریان ایجاد می کند و الکترود های حسگر افت ولتاژ را اندازه گیری میکنند و این مقدار تبدیل به هدایت الکتریکی می شود.
سنسور های هدایت Four-Ring رنج وسیعی از هدایت را اندازه گیری  میکنند و همه نوع نمونه های غذایی را پوشش می دهند.
به هرحال در این نوع پراب ها به دلیل اینکه همه چهار حلقه پراب باید کاملا در نمونه غوطه ور شوند نیاز به حجم نمونه بیشتری می باشد.و همچنین با توجه به جنس پلتینیوم پراب ، این پراب گران قیمت تر می باشد.
 
 
 

روش 3: الکترود یون سنجی
روش سوم برای تعیین نمک در غذا استفاده از الکترود یون سنجی(یون انتخابی) می باشد که اغلب ISE  نمایش داده می شود.

یک الکترود ISE یک سنسور شیمیایی است که غلظت یک یون خاص را تعیین می کند. در ISE سدیم ، حباب شیشه ای نوک الکترود حساس به یون سدیم است شبیه الکترود pH . الکترود ISE اجازه میدهد که بین میلی ولت (mV) خوانده شده توسط الکترود و مقدار غلظت یون مورد نظر یک رابطه بر قرار کنیم.
حباب شیشه ای ISE  سدیم باید همیشه در یک محلول الکترولیت  هیدراته بشود و در اضافه حباب الکترود باید به صورت دوره ای در تیزاب قرار بگیرد تا اطمینان حاصل شود که لایه تازه از شیشه حساس جهت اندازه گیری در معرض نمونه قرار دارد.
برای اطمینان از دقت اندازه گیری الکترود ISE باید هرروز کالیبره شود. محلول استاندارد باید محدوده غلظت سدیم در غذا را پوشش دهد. مثلا یک محلول استاندارد باید از مقدار فرض شده نمک در غذا غلظت بالاتری داشته باشد.
برای اندازه گیری دقیق ISA (تنظیم کننده قدرت یون) با یک ریتم ثابت باید به محلول استاندار و نمونه اضافه شود.همیشه پاسخ الکترود از غلظت و فعالیت یون تاثیر می پذیرد و ISA فعالیت یون را در محلول استاندارد و نمونه استاندارد سازی میکند تا اطمینان حاصل شود که پاسخ الکترود ماحصل تغییر غلظت یون است نه فعالیت آن. پس از اینکه کالیبراسیون کامل شد اندازه گیری روی نمونه مایع یا جامد میتواند انجام شود. نمونه های جامد نیاز به آماده سازی نمونه دارند و باید یک نمونه مایع از آن ساخته شود که بتوانیم اندازه گیری با پراب را انجام دهیم.
ISE سدیم به طور خاص برای اندازه گیری یون سدیم است و مستعد تداخل گرهای بسیار ناچیزیست.هزینه شروع برای اندازه گیری سدیم با یک ISE مناسب است. یک pH متر که قابلیت اندازه گیری ISE را داشته باشد یا سدیم متر با الکترود ISE  و محلول ISA  و استاندارد کالیبراسیون نیاز است
روش 4: تیتراسیون

تیتراسیون یک روش عمومی برای اندازه گیری نمک در آزمایشگاه کارخانجات غذایی می باشد.
یک روش تیتراسیون بوسیله یک سازمان شامل AOAC برای محصولات مختلف غذایی از جمله پنیر، گوشت و سبزیجات مرجع شده است. تیتراسیون یک پروسه است که با استفاده از یک محلول با غلظت مشخص(Titrant) میزان غلظت را در یک محلول ناشناخته (Analyte) را تعیین می کند.
نتیجه با مقدار Titrant استفاده شده تا رسیدن به نقطه شکست (endpoint) محاسبه می شود. نقطه شکست میتواند با تغییر رنگ یک شناساگر شیمیایی یا با یک سنسور پتاسیومتریک مانند ISE  سدیم یا نقره مشخص گردد.

 

 
 
 
تیتراسون دستی( روش Mohr)
یکی از روشهای تعیین مقدار نمک با تیتراسیون ،روش Mohr است.روش Mohr یک روش تیتراسیون دستی با استفاده از نیترات نقره به عنوان Titrant و پتاسیوم کرومات به عنوان شناساگر رنگی می باشد. در این روش از یک بورت حجمی استفاده می شود و نیترات نقره بصورت دستی به نمونه اضافه می شود تا تغییر رنگ در شناساگر ایجاد گردد.
بین نقره و یون کلر واکنش رخ میدهد و کلرید نقره(AgCl) تشکیل می گردد. نیترات نقره تا زمانی که کل یون کلر واکنش دهد به نمونه اضافه می گردد. در این نقطه هر مقدار اضافی از نیترات نقره به صورت یون نقره حضور دارد.

یون نقره موجود باشناساگر  پتاسیوم کرومات ترکیب شده و تشکیل رنگ قرمز در محلول میکند و این نشان دهنده نقطه شکست و پایان تیتراسیون است.غلظت کلراید از میزان حجم تیتر شده نیترات نقره محاسبه می گردد.
در تیتراسون دستی تغییر رنگ شناساگر بر برداشت شخصی آزمایش کننده تکیه دارد.
به همین دلیل در این روش امکان گزارش مقدار نمک بیشتر از مقدار واقعی وجود دارد و چالش دیگر تیتراسیون دستی برای یک اندازه گیری دقیق تیترانتی است که استفاده می شود.
هزینه پرداختی در تیتراسیون دستی با نیترات نقره ،شناساگر رنگی، بورت حجمی و دیگر شیشه الات مورد نیاز بسیار پایین است.

تیتراسیون اتوماتیک ( روش پتانسیومتری)
 
تیتراسیون با نیترات نقره میتواند با یک سیستم تیتراسیون پتانسیومتری به صورت اتوماتیک انجام شود.
سیستم تیتراسیون برای آنالیز نمک به الکترود ISE  یا Silver billet نیاز دارد.ISE ها به غلظت یون کلراید یا نقره حساس هستند و الکترود Silver billet به یون نقره حساس بوده و تعمیر و نگهداری کمتری نیاز دارد.در هر دوی الکترود ها با تغییر مقدار یون مورد نظر، پتانسیل(mV) اندازه گیری ، و تغییرات آن  نمایش داده می شود.
HI5148B Silver Billet Electrode
سیستم های تیتراسیون پتانسیومتری به صورت اتوماتیک مقدار تیترانت و نقطه شکست را کنترل میکنند.
تشخیص اتوماتیک نقطه شکست (endpoint) با استفاده از حذف برداشت شخصی تغییر رنگ شناساگر، دقت و صحت تیتراسیون را افزایش می دهد.به جای تشخیص تغییر رنگ ،تیتراتور نقطه شکست را با تغییرات پتانسیل (mV) تعیین می کند.
همچنین سیستم اتوماتیک تزریق در تیتراتور پتانسیومتری دقت اندازه گیری و توزیع مقدار تیترانت را افزایش میدهد.
تعدادی ازسیستم های  تیتراسیون قابلیت تزریق دینامیک تیترانت را دارا می باشند.تزریق دینامیک اجازه میدهد به دستگاه تا کنترل کند چه مقدار تیترانت در طول پروسه تیتراسیون تزریق شود. در ابتدای تیتراسیون مقدار زیاد تزریق میشود و هرچه به نقطه شکست نزدیک تر میشویم مقدار کمتری از تیترانت تزریق گردد.این روش باعث سرعت در تست می شود و ازعدم تشخیص نقطه پایانی جلوگیری میکند.
همچنین تیتراتورهای اتوماتیک همه محاسبات مورد نیاز و نمایش نتیجه برحسب واحد غلظت خواسته شده را مهیا می کنند.
از دیگر مزایای تیتراتورهای اتوماتیک می توان از قابلیت ثبت گزارش برای گزارش گیری بعدی و انجام انواع دیگر تیتراسیون ها مانند اسیدیته و ... نام برد.

شرکت ستاره عرش آریا نماینده انحصاری و نماینده رسمی هانا (Hanna) در ایران
منبع : وب سایت شرکت هانا  www.hannainst.com
مترجم : لیلا صفری
hanna-iran.blog.ir
hanna-iran.blogfa.com
hanna-instruments.blog.ir