🍎 Azotany(V) i azotany(III) w mleku w proszku, serach i kazeinach — redukcja kadmem, spektrometria 538 nm
Krótko: o co chodzi
Próbkę dysperguje się w ciepłej wodzie, strąca tłuszcz i białka (siarczan cynku, heksacyjanożelazian) i sączy; w części przesączu azotany redukuje się do azotynów w kolumnie z miedziowanym kadmem, a azotyny w obu roztworach oznacza z sulfanilamidem i dichlorowodorkiem N-(1-naftylo)etylenodiaminy przy 538 nm wobec wzorców azotynu sodu. Badanie wykonuje się według normy PN-EN ISO 14673-1:2004; Pomiar: 538 nm, kuwety o drodze optycznej 1–2 cm. Procedura obejmuje 8 kroków; stosuje się je m.in. do: Kontrola zawartości azotanów i azotynów w serach dojrzewających (dodatek saletry do mleka serowarskiego lub solanki), Badanie mleka w proszku, serwatki w proszku, kazein i kazeinianów, także dla żywności dla niemowląt, Nadzór urzędowy nad limitami azotanów i azotynów w przetworach mlecznych.
W skrócie
- Norma: PN-EN ISO 14673-1:2004
- Kategoria: Chemia żywności
- Kroków procedury: 8
- Pomiar: 538 nm, kuwety o drodze optycznej 1–2 cm
- Reduktor: Granulki kadmu 0,3–0,8 mm, miedziowane roztworem CuSO4 20 g/l; kontrola zdolności redukcyjnej i regeneracja kolumny
- Wzorce: Azotyn sodu: roztwór podstawowy 0,150 g/l (suszony w 110–120 °C), roboczy 1 µg NO2−/ml; azotan potasu: 1,468 g/l, roboczy 4,50 µg NO3−/ml, przygotowywane w dniu użycia
Przegląd
Norma określa metodę oznaczania zawartości azotanów(V) i azotanów(III) w mleku i przetworach mlecznych przez redukcję kadmem i spektrometrię. Dotyczy mleka w proszku pełnego, częściowo odtłuszczonego i odtłuszczonego, serów twardych, półtwardych i miękkich, serów topionych, serów serwatkowych, kazein i kazeinianów oraz serwatki w proszku. Metodę można też wykonywać aparaturą automatyczną — analizą przepływową segmentowaną (SFA, ISO 14673-2) lub wstrzykową (FIA, ISO 14673-3) — co ogranicza zanieczyszczenie kadmem stanowisk i ścieków. Wydanie ISO 14673-1:2004 (wspólne ISO/IDF 189-1, we współpracy z AOAC) jest drobną rewizją wydania z 2001 r.
Zawartość azotanów wyraża się w mg jonów NO3− na kg produktu, azotynów — w mg NO2− na kg. Azotan potasu (saletra) jest w krajowym serowarstwie dodawany do mleka serowarskiego (0,01–0,02 %) w celu hamowania bakterii z grupy coli i fermentacji masłowej; w serach do konsumpcji poziom azotanów nie może przekraczać 50 mg NaNO3/kg (36,5 mg NO3−/kg), a azotynów 2 mg NaNO2/kg. W badaniach sera tykocińskiego (Akademia Morska w Gdyni) oznaczenia wykonywano wg PN-EN ISO 14673-1:2004: azotany(III) z sulfanilamidem i dichlorowodorkiem N-1-naftyloetylenodiaminy przy 538 nm, azotany(V) po redukcji w kolumnie kadmowej.
Podgląd normy obejmuje zasadę, odczynniki, aparaturę i przygotowanie próbek; szczegóły przygotowania kolumny, ekstrakcji, redukcji i pomiaru (rozdziały 9–10) opisano tu na poziomie struktury normy i danych z literatury — przed wdrożeniem należy je sprawdzić w pełnym tekście.
Zasada metody
Odważkę dysperguje się w ciepłej wodzie, strąca tłuszcz i białka roztworami siarczanu cynku (535 g/l) i heksacyjanożelazianu(II) potasu (172 g/l) i sączy przez sączek wolny od azotanów i azotynów. W porcji przesączu jony azotanowe redukuje się do azotynowych w szklanej kolumnie wypełnionej granulkami kadmu (0,3–0,8 mm) pokrytymi miedzią (z roztworu siarczanu miedzi 20 g/l), której zdolność redukcyjną sprawdza się i regeneruje. W porcjach przesączu niezredukowanego i roztworu po redukcji wywołuje się czerwone zabarwienie dodatkiem sulfanilamidu (roztwór II: 0,5 g w 100 ml z 5 ml HCl) i dichlorowodorku N-(1-naftylo)etylenodiaminy (roztwór III: 0,1 g/100 ml) w środowisku kwasu solnego i mierzy absorbancję przy 538 nm w kuwetach 1–2 cm. Zawartość azotynów i całkowitą zawartość azotynów po redukcji odczytuje się z krzywej wzorcowej roztworów azotynu sodu (roztwór roboczy 1 µg NO2−/ml); zawartość azotanów oblicza się z różnicy. Do sprawdzania kolumny służy roztwór roboczy azotanu potasu 4,50 µg NO3−/ml.
Zastosowania
- Kontrola zawartości azotanów i azotynów w serach dojrzewających (dodatek saletry do mleka serowarskiego lub solanki)
- Badanie mleka w proszku, serwatki w proszku, kazein i kazeinianów, także dla żywności dla niemowląt
- Nadzór urzędowy nad limitami azotanów i azotynów w przetworach mlecznych
- Badania technologiczne przemian azotanów podczas dojrzewania serów
- Metoda odniesienia dla automatycznych metod SFA i FIA (ISO 14673-2 i -3)
Kluczowe parametry
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Pomiar | 538 nm, kuwety o drodze optycznej 1–2 cm |
| Reduktor | Granulki kadmu 0,3–0,8 mm, miedziowane roztworem CuSO4 20 g/l; kontrola zdolności redukcyjnej i regeneracja kolumny |
| Wzorce | Azotyn sodu: roztwór podstawowy 0,150 g/l (suszony w 110–120 °C), roboczy 1 µg NO2−/ml; azotan potasu: 1,468 g/l, roboczy 4,50 µg NO3−/ml, przygotowywane w dniu użycia |
| Jednostki | mg NO3−/kg i mg NO2−/kg produktu |
| Limity krajowe dla serów | Azotany ≤ 50 mg NaNO3/kg (36,5 mg NO3−/kg), azotyny ≤ 2 mg NaNO2/kg |
| Bufor | pH 9,6–9,7 (kwas solny + amoniak) |
Norma
- Numer normy
- PN-EN ISO 14673-1:2004
- Tytuł (PL)
- Mleko i przetwory mleczne — Oznaczanie zawartości azotanów(V) i azotanów(III) — Część 1: Metoda z wykorzystaniem redukcji kadmem i spektrometrii
- Title (EN)
- Milk and milk products — Determination of nitrate and nitrite contents — Part 1: Method using cadmium reduction and spectrometry
Procedura krok po kroku
-
Przygotowanie kolumny kadmowej
Przygotować (lub użyć handlowych) granulki kadmu 0,3–0,8 mm, pokryć miedzią z roztworu CuSO4 20 g/l i napełnić kolumnę, używając świeżo przegotowanej i ostudzonej wody, aby uniknąć pęcherzyków gazu. Sprawdzić zdolność redukcyjną roztworem roboczym azotanu potasu (4,50 µg NO3−/ml); w razie potrzeby zregenerować.
-
Przygotowanie próbki
Mleko w proszku i serwatkę wymieszać w zamkniętym pojemniku o objętości ok. dwukrotnie większej niż próbka. Kazeiny i kazeiniany przesiać przez sito 500 µm (50 g), w razie potrzeby rozdrobnić bez nagrzewania. Sery i sery serwatkowe zawiesić w mikserze w naczyniu 250–400 ml.
-
Ekstrakcja i odbiałczanie
Odważkę zdyspergować w ciepłej wodzie, strącić tłuszcz i białka roztworami siarczanu cynku i heksacyjanożelazianu(II) potasu, uzupełnić do objętości i przesączyć przez sączek wolny od azotanów i azotynów.
-
Redukcja azotanów
Porcję przesączu zbuforowaną (pH 9,6–9,7) przepuścić przez kolumnę z miedziowanym kadmem; zebrać roztwór po redukcji.
-
Reakcja barwna
Do porcji przesączu niezredukowanego i roztworu po redukcji dodać roztwór I (kwas solny), roztwór II (sulfanilamid) i roztwór III (NEDD); powstaje czerwone zabarwienie.
-
Pomiar i krzywa wzorcowa
Zmierzyć absorbancję przy 538 nm w kuwecie 1–2 cm wobec próby ślepej; równolegle wykonać serię roztworów kalibracyjnych z roztworu roboczego azotynu sodu (1 µg NO2−/ml) i sporządzić krzywą wzorcową.
-
Obliczenia
Z krzywej odczytać zawartość azotynów w próbce (mg NO2−/kg) i całkowitą zawartość azotynów po redukcji; zawartość azotanów (mg NO3−/kg) obliczyć z różnicy, uwzględniając odważkę i rozcieńczenia.
-
Sprawozdanie
Podać identyfikację próbki, metodę z odwołaniem do ISO 14673-1 | IDF 189-1, wynik dla azotanów i azotynów oraz wszelkie odstępstwa; przy porównaniu z limitami przeliczyć na NaNO3 i NaNO2.
Wymagany sprzęt i aparatura
| Sprzęt | Przykład | Orientacyjna cena |
|---|---|---|
| Kolumna redukcyjna szklana | Wg rysunku 1 normy, wypełniona miedziowanym kadmem | — |
| Spektrometr | Do pomiaru absorbancji przy 538 nm, kuwety 1–2 cm | — |
| Waga analityczna | Dokładność 1 mg, odczyt 0,1 mg | — |
| Mikser lub homogenizator laboratoryjny | Naczynia szklane 250 lub 400 ml do zawieszania serów; urządzenie rozdrabniające bez nadmiernego nagrzewania | — |
| Sito 500 µm, lejki, sączki, kolby miarowe klasy B, pipety klasy A | Sito o średnicy 200 mm wg ISO 565; sączki średnie, ok. 15 cm, wolne od azotanów i azotynów | — |
| Łaźnia wodna, suszarka 110–120 °C, mieszadło magnetyczne | Suszarka do suszenia wzorców do stałej masy | — |
Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne
| Odczynnik | CAS | Szczegóły |
|---|---|---|
| Kadm, granulki 0,3–0,8 mm | 7440-43-9 | Handlowe lub przygotowane z gąbki kadmowej osadzonej na cynku z roztworu siarczanu kadmu 40 g/l; zużyty kadm oddawać jako odpad chemiczny |
| Siarczan miedzi(II) pięciowodny | 7758-99-8 | Roztwór 20 g/l do miedziowania kadmu |
| Kwas solny | — | Stężony (1,19 g/ml); roztwór rozcieńczony ok. 2 mol/l (160 ml/l), roboczy ok. 0,1 mol/l; roztwór I: 450 ml/l; składnik buforu pH 9,6–9,7 z amoniakiem 0,91 g/ml |
| Siarczan cynku siedmiowodny i heksacyjanożelazian(II) potasu trójwodny | 14459-95-1 | Roztwory 535 g/l ZnSO4·7H2O (53,5 g/100 ml) i 172 g/l K4[Fe(CN)6]·3H2O (17,2 g/100 ml) do strącania tłuszczu i białek; EDTA 33,5 g/l |
| Sulfanilamid | 63-74-1 | Roztwór II: 0,5 g rozpuścić na łaźni w 75 ml wody z 5 ml stężonego HCl, uzupełnić do 100 ml |
| Dichlorowodorek N-(1-naftylo)etylenodiaminy | 1465-25-4 | Roztwór III: 0,1 g/100 ml; trwały do 1 tygodnia w ciemnej butelce w lodówce |
Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)
- Kadm i jego związki są toksyczne i rakotwórcze — praca w rękawicach, pod wyciągiem; zużyty kadm i roztwory oddawać jako odpad chemiczny, rozważyć metody automatyczne (SFA, FIA) ograniczające kontakt
- Stężony kwas solny i amoniak — wyciąg, okulary, rękawice; przygotowywanie roztworów przez ostrożne dodawanie kwasu do wody
- Dichlorowodorek N-(1-naftylo)etylenodiaminy i sulfanilamid — unikać pylenia i kontaktu ze skórą
Najczęstsze pytania
Jaka norma opisuje to badanie?
Badanie wykonuje się według normy PN-EN ISO 14673-1:2004 — „Mleko i przetwory mleczne — Oznaczanie zawartości azotanów(V) i azotanów(III) — Część 1: Metoda z wykorzystaniem redukcji kadmem i spektrometrii”. Tytuł angielski: „Milk and milk products — Determination of nitrate and nitrite contents — Part 1: Method using cadmium reduction and spectrometry”.
Na czym polega ta metoda?
Odważkę dysperguje się w ciepłej wodzie, strąca tłuszcz i białka roztworami siarczanu cynku (535 g/l) i heksacyjanożelazianu(II) potasu (172 g/l) i sączy przez sączek wolny od azotanów i azotynów. W porcji przesączu jony azotanowe redukuje się do azotynowych w szklanej kolumnie wypełnionej granulkami kadmu (0,3–0,8 mm) pokrytymi miedzią (z roztworu siarczanu miedzi 20 g/l), której zdolność redukcyjną sprawdza się i regeneruje.
Jaki jest zakres pomiarowy i dokładność?
Pomiar: 538 nm, kuwety o drodze optycznej 1–2 cm; Reduktor: Granulki kadmu 0,3–0,8 mm, miedziowane roztworem CuSO4 20 g/l; kontrola zdolności redukcyjnej i regeneracja kolumny; Wzorce: Azotyn sodu: roztwór podstawowy 0,150 g/l (suszony w 110–120 °C), roboczy 1 µg NO2−/ml; azotan potasu: 1,468 g/l, roboczy 4,50 µg NO3−/ml, przygotowywane w dniu użycia; Jednostki: mg NO3−/kg i mg NO2−/kg produktu.
Ile trwa wykonanie badania?
Procedura obejmuje 8 kroków. Norma nie podaje czasu trwania dla wszystkich etapów — decyduje procedura laboratorium.
Jaki sprzęt jest potrzebny?
Kolumna redukcyjna szklana, Spektrometr, Waga analityczna, Mikser lub homogenizator laboratoryjny, Sito 500 µm, lejki, sączki, kolby miarowe klasy B, pipety klasy A, Łaźnia wodna, suszarka 110–120 °C, mieszadło magnetyczne.
Gdzie stosuje się to badanie?
Kontrola zawartości azotanów i azotynów w serach dojrzewających (dodatek saletry do mleka serowarskiego lub solanki); Badanie mleka w proszku, serwatki w proszku, kazein i kazeinianów, także dla żywności dla niemowląt; Nadzór urzędowy nad limitami azotanów i azotynów w przetworach mlecznych; Badania technologiczne przemian azotanów podczas dojrzewania serów; Metoda odniesienia dla automatycznych metod SFA i FIA (ISO 14673-2 i -3).
Jakie środki ostrożności obowiązują?
Kadm i jego związki są toksyczne i rakotwórcze — praca w rękawicach, pod wyciągiem; zużyty kadm i roztwory oddawać jako odpad chemiczny, rozważyć metody automatyczne (SFA, FIA) ograniczające kontakt; Stężony kwas solny i amoniak — wyciąg, okulary, rękawice; przygotowywanie roztworów przez ostrożne dodawanie kwasu do wody; Dichlorowodorek N-(1-naftylo)etylenodiaminy i sulfanilamid — unikać pylenia i kontaktu ze skórą.
Które laboratorium wykona to badanie?
Badanie wykonują laboratoria akredytowane według ISO/IEC 17025. Na LabCoda wyszukasz je po numerze normy PN-EN ISO 14673-1.