【コラム】食品・飲料中の総亜硫酸塩の決定―これまでになく迅速かつ容易に
2020/02/17
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本記事をお読みの方は、おそらく分析化学者か、食品科学分野に何らかの形で関わっている方でしょう。もしかすると、実験室で以前に亜硫酸塩(SO32-)を測定した経験がおありかもしれません。私自身も確かに経験がありますが、こうした扱いにくい分析種の面倒なサンプル前処理や適切な測定にまつわる冒険は、何年経った今でも私の記憶に残っています。
なぜ亜硫酸塩が問題なのですか?
亜硫酸塩は、褐変や酸化を防ぐため、実に幅広い食品や飲料に添加される保存料です。一部の人は亜硫酸塩添加物に敏感であり、さまざまなアレルギー反応を経験する可能性があります。したがって、米国食品医薬品局(FDA)およびEU法の両方において、濃度が10 mg/Lを超える場合、亜硫酸塩の存在を食品表示に明記することが義務付けられています。
これをイメージしやすくすると、オリンピック規格のプールには約250万リットルの水が入りますが、これはつまり、25キログラム(幼児1人分の平均体重に相当します!)を超えるいかなる量も報告が必要になるということです。
では、どのような食品に亜硫酸塩が含まれているのでしょうか?
多くの食品や飲料には、鮮度を延ばすために添加されている場合であれ、発酵などのプロセスから副産物として自然に生じる場合であれ、亜硫酸塩が含まれています。通常、真っ先に思い浮かぶのはワイン、ビール、あるいはドライフルーツのおやつでしょう。しかしながら、ザワークラウトや缶詰の果物・野菜、さらには冷凍食品といった、多くの漬物やその他の保存食品にも、相当量の亜硫酸塩が含まれています。加工肉、いくつかの調味料、そして一部の調理済み生地製品も、この要注意リストの上位に位置しているため、次のピクニックの際にはご注意ください!
もしご自身が亜硫酸塩に敏感かもしれないとお考えでしたら、栄養成分表示を確認することを忘れず、そうした食品を避けるよう心がけてください。
亜硫酸塩は通常どのように測定されますか?
食品・飲料中の亜硫酸塩を測定するためにはいくつかの分析方法が存在しますが、これらは再現性の問題を抱えており、実施もかなり煩雑になる場合があります。
従来、ほとんどの食品における亜硫酸塩の定量には、最適化Monier-Williams法(OMW)であるAOAC公定法990.28が使用されてきましたが、現在ではこの方法の検出限界は規制上の表示閾値と同水準にあります。自動離散分析法による亜硫酸塩分析も報告されていますが、これらはサンプルマトリックスの種類への強い依存性により限界があります。したがって、これらの方法は、多種多様な食品・飲料製品について亜硫酸塩分析が必要となる実験室にとっては、あまり理想的とは言えません。
電気伝導度検出を伴うイオンクロマトグラフィー(IC)に基づく方法は、選択性の欠如に加え、分離上の課題による分析時間の延長という問題を抱えています。AOACによって開発された比較的新しい方法(方法990.31)は、イオン排除クロマトグラフィーとそれに続く電気化学的(アンペロメトリック)検出の使用に焦点を当てています。
検出器の感度に関して、もう一つの問題が生じます。数回の注入後、汚染物質による汚損が急速に電極感度を低下させます。バックグラウンドとベースラインノイズの上昇により、作用電極の頻繁な再調整が必要となり、これはいくつかの方法で実施することができます。手動研磨とパルスドアンペロメトリック検出(PAD)パルスシーケンスの活用が、作用電極表面を再調整するための最も一般的な選択肢である一方、他の方法ではこの手順を完全に回避するため使い捨て電極を選ぶこともあります。
何が改善されたのですか?
メトロームは、直流(DC)モード電気化学的検出に基づく、革新的で迅速かつ正確なイオンクロマトグラフィー(IC)法を開発しました。これは、メトロームが提供する最新版クロマトグラフィーソフトウェア(MagIC Net 4.0)に搭載された独自の作用電極コンディショニング機能の導入によって機能します。多様な食品・飲料製品が分析され、すべてのケースで亜硫酸塩回収率はほぼ100%を示しました。単一で堅牢なクロマトグラフィー法を用いることで、あらゆるサンプルを同一に処理することができ、時間の節約と実験室業務の大幅な簡易化につながります。
サンプルの種類(固体、液体)にかかわらず、前処理段階はほぼ同一であり、これまでよりもはるかに簡便に実施できます。さらに、この方法における亜硫酸塩の保持時間は変動しません。これにより、分析者はデータの再処理を行う必要がなくなり、さらなる時間の節約につながります。電極は各分析後に自動的に再調整されるため、結果は信頼性が高く再現性のあるものになります。使い捨て電極による廃棄物や、通常他の手動作業に費やされていた材料費・余分な作業時間も削減されます。これはまさに、食品分析にとってウィンウィンの状況と言えるでしょう!
詳しくは、下記のホワイトペーパーをご覧ください。
QC実験室、そしてそれ以外にとっての利点
実際の数値で言えば、この改良された方法により、従来の方法と比較して最大10倍のサンプルスループットが可能になります。以前、本研究に携わった受託分析実験室では、2人の分析者が8時間シフトで5サンプルを測定できていました(お好みであれば、24時間あたり15サンプルということになります)。当社の技術を用いれば、電極表面の完全自動再生を含め、1サンプルあたり10分となるため、1日あたり最大144サンプルを分析することが可能になります。
食品・飲料産業、廃水分析、あるいは日常的な実験室業務のいずれに従事されている方であっても、この方法がもたらす数々の利点をご理解いただけることでしょう。堅牢性、再現性、時間の節約、コストの節約、そして全体を通じてより簡便なサンプル前処理手順―ご興味がありますか?イオンクロマトグラフィーや電気化学をはじめとする専門知識により、メトロームは、最も困難な用途に向けて、こうした最先端の方法を提供することができます。
