マトリックスの影響によるナトリウム定量性の検討

Size: px

Start display at page:

Download "マトリックスの影響によるナトリウム定量性の検討"

しおりたけくま
7 years ago
Views:

1 群馬県立産業技術センター研究報告 (2013) マトリックスの影響によるナトリウム定量性の検討高橋仁恵木村紀久河合貴士 * Study on accuracy for quantitative analysis of sodium under the influence of matrixes Hitoe TAKAHASHI, Norihisa KIMURA, and Takahito KAWAI 食品のナトリウム分析法として推奨されている原子吸光光度計による絶対検量線法 ( 現行法 ) の妥当性を検討した濃度既知の疑似サンプルについて現行法で分析した結果測定試料中にカリウムがナトリウムの 50 倍存在しても疑似サンプルのナトリウム調製濃度と概ね合致しており正確な分析値が得られやすいことを確認したまた繰り返し試験添加回収試験の結果から精度良く分析できることさらに検量線用の標準溶液の調製が比較的簡易であることなどの点から現行法は食品中のナトリウム分析法として妥当性があると判断したキーワード : ナトリウム原子吸光光度計絶対検量線法 The absolute calibration curve method by atomic absorption spectrometer(aas) that is used for analysis of sodium in foods was investigated. It was confirmed that the concentrations of sodium in the prepared samples having the concentrations of potassium which are 50 times as high as that of sodium were quantified with sufficient accuracy. In repeating tests and recovery tests, food samples were analyzed by the method with good accuracy. In addition, preparation of standard solutions in the method is easier than the other methods. Therefore, it was suggested that the method was appropriate for analysis of sodium in foods. Keywords : Sodium in foods, Atomic absorption spectrometer, Absolute calibration curve 1. はじめに食品の栄養成分表示をする際は栄養表示基準によりナトリウムの表示が義務づけられており当センターへも栄養成分分析と同時にナトリウム分析の依頼が多いまた消費者庁では全ての加工食品についてナトリウムを含む栄養成分表示を義務づける改正案が検討されており施行が決定するとナトリウムの分析依頼が増加すると予想されている当センターで行っている食品中のナトリウム分析は日本食品標準成分表分析マニュアル 1) で推奨されている原子吸光光度計 (AAS) を用いた外部標準法絶対検量線法で行ってきた AAS を用いたナトリウムの分析では測定試料中に多量のカリウム又はカルシウムが存在する場合に干渉効果によってナトリウム分析値が真値から離れる可能性がある 2) 対策として共存する元素をサンプル測定試料と同程度の濃度となるよう標準溶液に添加する外部標準法マトリクスマッチング法サンプル測定試料中に測定対象元素の標準試料を添加する内部標準法標準添加法干渉抑制剤 (CsCl など ) を添加する方法が用いられる 2) 食品は一般に重量比においてナトリウムの 1~100 倍量のカリウムを含むものが多いため現行法で得られたナトリウム分析値はカリウムの干渉効果により信頼性の低いことが懸念されるそこで本研究は外部標準法マトリックスバイオ食品係 * 材料技術係

2 マッチング法および内部標準法標準添加法を用いて AAS によるカリウム存在下におけるナトリウム分析結果を比較することで現行法である AAS による外部標準法絶対検量線法の妥当性を検討することを目的とするさらに 1 回の分析で多くの成分が同時に分析できる誘導結合発光プラズマ分析装置 (ICP-A ES) およびイオンクロマトグラフによるナトリウム分析も行い簡易でかつ信頼性の高いナトリウム分析法についても検討する 2. 試験方法 2.1 試料 AAS による食品中のナトリウム分析では測定試料中のナトリウム濃度を 1~10mg/L の範囲になるように調製し測定を行っている前述のように食品中のカリウムはナトリウムの 1~100 倍含まれるケースが多いことを考慮し原子吸光分析用標準試薬 ( 関東化学株式会社製 ) を用いて疑似サンプルA( ナトリウム 5mg/L カリウム 25mg/ L) 疑似サンプルB( ナトリウム 5mg/L カリウム 250mg/L) を調製し分析に供したまた食品サンプルはタマゴカキナ ( アブラナ科の野菜 ) タマネギレタス豆腐生鮭トマトソース味付け蒟蒻を凍結乾燥し日本食品標準成分表分析マニュアル 1) に従って希酸抽出法で抽出した溶液を分析に供したなお AAS ICP-AES による分析は 1% 塩酸酸性でイオンクロマトグラフによる分析は 0.1% 塩酸酸性で試料の調製を行った ICP-AES およびイオンクロマトグラフによる分析試料はいずれも 0.45μm のメンブランフィルターでろ過したものを分析に供した 2.2 装置 AAS は島津製作所製 AA-6300 を用い光源には浜松ホトニクス製ホロ-カソ-ドランプを使用した測定条件は燃料ガス流量 1.8L /min の空気アセチレンフレームを長さ 10 cmとしバーナー角度 45 ランプ電流 12mA スリット幅 0.2nm として 589.0nm の吸光度を測定した ICP-AES は AMETEK 社製 CIROS-120 を用いた測定条件はプラズマ出力 1400W キャリーガス流量 13.0L/min 補助ガス量 1.0L/min 冷却ガス量 1.0L/min 原子発光観測方向 Axial としたイオンクロマトグラフは日本ダイオネクス社製イオンクロマトグラフ DX-120 を用いたカラムは IonPacCS14(4mm I.D. 250mm, 日本ダイオネクス社製 ) を用い溶離液は 10mM メタンスルホン酸流速 1.0ml/min としてサプレッサーを使用して電気伝導度検出器により検出を行った 2.3 検量線方の検討外部標準法絶対検量線法外部標準法マトリックスマッチング法内部標準法標準添加法について比較検討するため次に示す標準溶液を調製し各試料のナトリウム分析を行った外部標準法絶対検量線法 ( 以下絶対検量線法 ) ナトリウムのみの標準溶液を 1~10mg/L の範囲で調製し検量線を作成後試料のナトリウム分析を行った外部標準法マトリックスマッチング法 ( 以下 MM 法 ) 表 1に示す 2 種類の標準溶液即ち 25mg/L カリウム溶液にナトリウムが mg/L 含まれる標準溶液 ( カリウム 25mg/L 標準溶液 ) および 250mg/L カリウム溶液にナトリウムが mg/L 含まれる標準溶液 ( カリウム 250mg/L 標準溶液 ) を調製し検量線を作表 1 外部標準法マトリックスマッチング法に用いる標準溶液カリウム25mg/L 標準溶液カリウム250mg/L 標準溶液ナトリウム (mg/l) カリウム (mg/l) 成後試料のナトリウム分析を行った内部標準法標準添加法 ( 以下標準添加法 ) 試料にナトリウム標準液をそれぞれ 1,2,5,10mg/L になるよう添加して調製した溶液により検量線を作成し各サンプルのナトリウム含有量を算出した 2.4 AAS による絶対検量線法を用いた食品サンプルの繰り返し試験

3 タマネギレタス豆腐生鮭トマトソース味付け蒟蒻について AAS による絶対検量線法を用いてそれぞれ6 回ずつナトリウム分析を行いそれぞれの試料について標準偏差変動係数を算出した 2.5 AAS による絶対検量線法を用いた食品サンプルの添加回収試験凍結乾燥後のタマネギトマトソースにナトリウムの原子吸光分析用標準試薬を添加した試料を調製したそれらについて AAS による絶対検量線法を用いたナトリウム分析を行って添加回収試験を実施しその差し引き回収率を算出した 3. 結果および考察 3.1 疑似サンプル分析結果 AAS ICP-AES イオンクロマトグラフにより疑似サンプルA Bについて分析した結果を表 2に示す疑似サンプルA Bともに AAS によるナトリウム分析値はいずれの検量線を用いても概ね疑似サンプルのナトリウム濃度 5mg/L と合致したまた疑似サンプルA Bともにイオンクロマトグラフによるナトリウム分析値はいずれの検量線を用いても概ね疑似サンプルのナトリウム濃度 5mg/L と合致した ICP-AES による分析結果は疑似サンプル Aの場合は MM 法 ( カリウム 250mg/L 標準溶液 ) によるナトリウム分析値が疑似サンプルのナトリウム濃度 5mg/L よりも低く疑似サンプルBの場合は絶対検量線法 MM 法 ( カリウム 25mg/L 標準溶液 ) によるナトリウム分析値が疑似サンプルのナトリウム濃度 5mg/L よりも高かったこれはサンプルのカリウム濃度と標準溶液のカリウム濃度が大きく異なりその影響があったと考えられるしかし疑似サンプルAの場合は絶対検量線法 MM 法 ( カリウム 25mg/L 標準溶液 ) 標準添加法によるナトリウム分析値が疑似サンプルBの場合は MM 法 ( カリウム 250mg/L 標準溶液 ) 標準添加法によるナトリウム分析値が疑似サンプルのナトリウム濃度 5mg/L と概ね合致したこれらはいずれもサンプルのカリウム濃度と標準溶液のカリウム濃度が合致していた場合であることから ICP-AES によるナトリウム分析は標準溶液のカリウム濃度とサンプルのカリウム濃度を合致すよう調製する必要があると推測された以上の結果から現行法である AAS を用いた絶対検量線法による分析値は重量比においてカリウムがナトリウムの 50 倍存在しても概ね疑似サンプルのナトリウム濃度 5mg/L と合致しており正確な分析値が得られる方法と考えられたまた検量線用の標準溶液調製も比較的簡易であることから有効な分析法であると推察された ICP-AES によるナトリウム分析は測定試料のカリウム濃度に影響されやすいため標準溶液のカリウム濃度とサンプルのカリウム濃度を合致するよう調製することが必要だと推察されたイオンクロマトグラフによるナトリウム分析値は概ね疑似サンプルのナトリウム濃度 5mg/L と合致することがわかった 3.2 AAS による外部標準法絶対検量線法を用いた食品サンプルの繰り返し試験タマネギレタス豆腐生鮭トマトソース味付け蒟蒻について AAS による絶対検量線法を用いてそれぞれ6 回の繰り返し分析を行いそれぞれの試料について標準偏差変動係数を算出して表 3に示すいずれの試料も変動係数が 1% 以下と良好な結果であった 3.3 AAS による外部標準法絶対検量線法を用いた食品サンプルの添加回収試験タマネギとトマトソースについて添加回収試験を実施し差し引き回収率を算出して表 4に示すいずれの食品も差し引き回収率 85.5~108.8% であり概ね良好な結果であった以上の結果から AAS による絶対検量線法 ( 現行法 ) は重量比においてカリウムがナトリウムの 50 倍存在していても正確な分析値が得られまた繰り返し試験や添加回収試験の結果から精度良く分析可能であることから食品中のナトリウム分析方法として妥当性が高いと判断した

4 表 2 疑似サンプルのナトリウム分析結果疑似サンプルA(Na5mg/L K25mg/L) (mg/l) 外部標準法絶対検量線法 ( 現行法 ) 外部標準法マトリックスマッチンク法 (K 25ppm 標準溶液 ) 外部標準法マトリックスマッチンク法 (K 250ppm 標準溶液 ) 内部標準法標準添加法疑似サンプルB(Na5mg/L K250mg/L) (mg/l) 外部標準法絶対検量線法 ( 現行法 ) 外部標準法マトリックスマッチンク法 (K 25ppm 標準溶液 ) 外部標準法マトリックスマッチンク法 (K 250ppm 標準溶液 ) 内部標準法標準添加法タマネギレタス豆腐生鮭トマトソース味付け蒟蒻カリウム (mg/100g) ナ 1 回目ト 2 回目リ 3 回目ウ 4 回目ム 5 回目 (mg/100g) 6 回目標準偏差変動係数表 3 食品サンプルの繰り返し試験結果表 4 ナトリウムの添加回収試験添加量 (mg/100g) 差し引き回収率 (%) 1 回目 2 回目平均タマネギトマトソース表 5 食品サンプルのナトリウム分析結果タマゴ (K 110mg/100g) (mg/100g) 外部標準法絶対検量線法 ( 現行法 ) 外部標準法マトリックスマッチンク法 (K 25ppm 標準溶液 ) 外部標準法マトリックスマッチンク法 (K 250ppm 標準溶液 ) 内部標準法標準添加法カキナ (K 400mg/100g) (mg/100g) 外部標準法絶対検量線法 ( 現行法 ) 外部標準法マトリックスマッチンク法 (K 25ppm 標準溶液 ) 外部標準法マトリックスマッチンク法 (K 250ppm 標準溶液 ) 内部標準法標準添加法 6 5 6

5 3.4 AAS ICP-AES イオンクロマトグラフにより食品サンプルの分析 AAS ICP-AES イオンクロマトグラフにより食品サンプルとしてタマゴカキナについて分析した結果を表 5 に示すタマゴのカリウム含有量は AAS で分析した結果 110mg/100g でナトリウム含有量と大きく異ならないことから測定試料中のナトリウム濃度とカリウム濃度はほぼ同じである AAS イオンクロマトグラフによるナトリウム分析値は大きな差異はなかった ICP-AES による MM 法 ( カリウム 250ppm 標準溶液 ) を用いたナトリウム分析値はやや低めであったこれはサンプル測定試料中のカリウム濃度と標準溶液のカリウム濃度が大きく異なったためナトリウム分析値に影響があったと考えられるカキナのカリウム含有量は AAS で分析した結果 400mg/100g で測定試料中のカリウム濃度はナトリウム濃度の約 60 倍存在していたが AAS ICP-AES イオンクロマトグラフによるナトリウム分析値はいずれも大きな差異はなかったイオンクロマトグラフによる分析はカキナのようにアンモニア含有量の多い試料の場合ナトリウムイオンのピークに隣接するアンモニウムイオンのピークが大きいためナトリウムイオンのピークと重なり正確な分析は難しいと推察された以上の結果から ICP-AES による食品のナトリウム分析値も疑似サンプルのナトリウム分析値と同様に試料に含まれるカリウム濃度から影響を受ける場合もあることがわかった 4. まとめ 1. 食品のナトリウム分析法として当センターで用いている AAS による絶対検量線法 ( 現行法 ) の妥当性を検討するために濃度既知の疑似サンプルと食品サンプルについて AAS により外部標準法マトリックスマッチング法内部標準法標準添加法を用いてナトリウム分析を行ったまた I CP-AES イオンクロマトグラフでも同様の分析を行って簡便かつ信頼性高い分析方法を検討した 2.AAS による外部標準法絶対検量線法 ( 現行法 ) で得られた疑似サンプルのナトリウム分析値は測定試料中に重量比においてカリウムがナトリウムの 50 倍存在しても疑似サンプルの調製濃度 5mg/L と概ね合致しており正確な分析値が得られやすいことまた繰り返し試験添加回収試験の結果から精度良く分析できることさらに検量線用の標準溶液の調製が比較的簡易であることなどの点から食品中のナトリウム分析法として妥当性が高いと判断した 3.ICP-AES により得られたナトリウム分析値は測定試料中のカリウム濃度がナトリウム分析値に影響されやすいので測定試料のカリウム濃度と標準溶液のカリウム濃度を合致するよう調製することが必要であると推察された 4. イオンクロマトグラフによる疑似サンプルのナトリウム分析値は疑似サンプルのナトリウム濃度 5mg/L と概ね合致したがカキナのようにアンモニア含有量の多いサンプルを分析する場合ナトリウムイオンのピークに隣接するアンモニウムイオンのピークが大きいためナトリウムイオンのピークと重なり正確な分析は難しいと推察された文 1) 文部科学省科学技術学術審議会資源調査分科会食品成分委員会編五訂増補日本食品標準成分表分析マニュアル,p (2005) 2)JIS K0102 工場排水試験方法,p (2013) 献

2009年度業績発表会（南陽）

2009年度業績発表会（南陽）高速イオンクロマトグラフィーによるボイラ水中のイオン成分分析のご紹介東ソー株式会社バイオサイエンス事業部 JASIS 217 新技術説明会 (217.9.8) rev.1 1. ボイラ水分析についてボイラ水の水質管理ボイラ : 高圧蒸気の発生装置であり工場, ビル, 病院など幅広い産業分野でユーティリティ源として利用されている安全かつ効率的な運転には日常の水質管理, ブロー管理が必須