Le guide complet de la mesure du sel dans les aliments

Il existe plusieurs façons de mesurer et d'analyser le sel dans les aliments. Voici un aperçu de l'importance du sel dans les aliments, de ses effets sur la santé et des différentes méthodes de mesure.

1. À propos du sel dans les aliments
2. L'effet du sodium sur la santé
3. Méthode 1 : Réfractométrie
4. Méthode 2 : Conductivité
5. Méthode 3 : Titrage
6. Conclusions

Lire aussi : « 5 bonnes raisons pour adopter le titrage automatique »

À propos du sel dans les aliments

Le sodium est présent à la fois comme additif et naturellement présent dans les aliments. Il est souvent ajouté aux aliments sous forme de chlorure de sodium (NaCl), mais peut également être ajouté sous d'autres formes, notamment le nitrite de sodium, le bicarbonate de sodium (bicarbonate de soude), le benzoate de sodium et le glutamate monosodique (MSG). Ces composés sont ajoutés aux aliments pour rehausser la saveur, agir comme liant et/ou inhiber la croissance microbienne afin de prolonger la durée de conservation d'un produit.

On estime que jusqu'à 75 % de notre apport en sodium alimentaire provient des aliments emballés ou des restaurants.

Les autres principales sources de sodium sont le sel de table, les épices et autres assaisonnements comme le sel assaisonné. Il est important de noter que tous les sels ne contiennent pas de chlorure de sodium. Il existe d'autres sels, comme le chlorure de potassium (KCl) et le chlorure de calcium (CaCl2). Mais globalement, le chlorure de sodium est l'un des sels les plus couramment ajoutés aux aliments.

L'effet du sodium sur la santé

Le sodium est un minéral essentiel pour nous tous. Il est indispensable au fonctionnement des systèmes nerveux et musculaire. On le trouve principalement dans le sang et les liquides extracellulaires. La quantité de sodium dans le sang affecte la tension artérielle. Par exemple, une augmentation du sodium sanguin entraîne une augmentation du volume sanguin. Une augmentation du volume sanguin entraîne une augmentation de la tension artérielle.

L'hypertension artérielle a de nombreux effets néfastes, notamment un risque accru de maladies cardiovasculaires, d'insuffisance cardiaque congestive et de maladies rénales.

La principale source de notre apport en sodium est le chlorure de sodium. Le Conseil de l'alimentation et de la nutrition de l'Institut de médecine indique que pour les personnes âgées de 9 à 50 ans, l'apport adéquat en sodium est de 1,5 gramme par jour. À ne pas confondre avec l'apport journalier recommandé (AJR). Il existe de nombreux exemples où un apport plus élevé est nécessaire. Par exemple, un athlète qui transpire abondamment perd plus de sodium qu'une personne ayant un mode de vie moins actif. Le Conseil de l'alimentation et de la nutrition de l'Institut de médecine indique également que l'apport maximal en sodium acceptable pour prévenir les variations de tension artérielle chez les personnes de 14 ans et plus est de 2,3 grammes par jour, ce qui équivaut à environ 1 cuillère à café de sel de table (NaCl).

La quantité de sodium dans les aliments transformés et manufacturés doit être mesurée et indiquée sur l'étiquette. Le sodium est indiqué avec le pourcentage de la valeur quotidienne (% VQ) correspondant dans une portion individuelle d'aliment. Un apport de 100 % VQ correspond à moins de 2,4 grammes par jour. Les aliments peuvent également être étiquetés en fonction de la quantité de sodium par portion pour une identification rapide.

Méthodes d'analyse du sodium

Il existe de nombreuses méthodes pour déterminer la teneur en sodium (sel) des aliments, chacune présentant ses propres avantages et limites. Le choix de la méthode est une décision importante lors de l'élaboration d'un plan d'assurance qualité.

Le coût de l'équipement, la précision souhaitée et l'expérience de la personne effectuant le test sont des facteurs à prendre en compte pour choisir la méthode la plus appropriée. Les méthodes de mesure les plus courantes pour déterminer la teneur en sodium sont la réfractométrie, la mesure de la conductivité, les électrodes sélectives d'ions et le titrage.

Méthode 1 : Réfractométrie

Cette méthode permet de déterminer la teneur en sel d'une substance en fonction de son indice de réfraction. L'indice de réfraction est déterminé en faisant passer la lumière à travers un prisme dans un échantillon et en mesurant la courbure de la lumière. Les réfractomètres déterminent l'angle critique d'un échantillon. L'angle critique est l'angle auquel aucune lumière n'est réfractée et toute la lumière est réfléchie à l'intérieur.

La réfractométrie permet de déterminer un large éventail de paramètres, notamment le sucre, le propylène glycol, la gélatine et le sel. Chaque réfractomètre est basé sur l'effet de la densité et de la température sur l'indice de réfraction d'un paramètre mesuré spécifique. L'indice de réfraction est converti en une unité de mesure telle que le % Brix (solides solubles comme le saccharose) ou le % de sel. Il existe deux types de réfractomètres : numériques et mécaniques.

Réfractomètres mécaniques

Avec les réfractomètres mécaniques, l'échantillon est placé sur un prisme et l'utilisateur observe la ligne d'ombre à travers un oculaire afin de déterminer cet angle critique. La température ayant un impact significatif sur l'indice de réfraction, la compensation thermique est réalisée à l'aide de lames bimétalliques qui déplacent la lentille ou l'échelle selon sa dilatation ou sa contraction sous l'effet des variations de température.

Les réfractomètres manuels représentent un investissement économique, mais leur précision est limitée en raison de la subjectivité de la détermination de la ligne d'ombre, des variations de la lumière ambiante et d'une compensation thermique limitée.

Réfractomètres numériques

Les réfractomètres numériques utilisent une source lumineuse interne à longueur d'onde fixe. Cette lumière traverse un prisme et pénètre dans l'échantillon. Un détecteur de lumière interne identifie l'angle critique.

Les réfractomètres numériques éliminent la subjectivité de la détermination manuelle de la ligne d'ombre et offrent une meilleure compensation thermique grâce à des algorithmes préprogrammés. Ils permettent également d'effectuer des mesures sur une plage de températures plus large pour un investissement modéré.

Les réfractomètres sont intéressants en raison de leur faible coût initial et de l'absence de réactifs chimiques. Un petit échantillon suffit. Ils sont donc idéaux pour une utilisation quantitative dans des solutions simples, comme une saumure. Cependant, cette méthode n'est pas spécifique au sel. D'autres substances présentes dans l'échantillon, notamment les graisses, les sucres et les minéraux, modifient l'indice de réfraction.

Voir le réfractomètre HI96821 pour la teneur en sel des aliments

Méthode 2: Conductivité

Le sel de table se dissocie en deux ions : sodium et chlorure. Les ions étant des particules chargées, l'électricité est plus facilement conductrice. Par conséquent, un conductimètre électrique (EC) peut être utilisé pour estimer la quantité de sel dans une solution. Une fois la conductivité obtenue, un facteur de conversion spécifique au sel doit être appliqué pour obtenir la quantité de sel dans une solution. De nombreux appareils de mesure intègrent ce calcul.

Il existe deux principaux types de sonde utilisées pour mesurer la conductivité dans les aliments : les sondes à deux électrodes et les sondes à quatre anneaux.

Conseil Hanna Instruments : n'oubliez pas que l'EC peut indiquer la concentration d'ions dans une solution, mais pas leur nature. Si votre échantillon est plus complexe, une autre méthode de mesure, comme le titrage, peut être plus adaptée à votre application.

Sondes à deux anneaux

Les sondes à deux anneaux sont constituées de deux électrodes placées à une distance connue l'une de l'autre. Cette distance est appelée constante de cellule. Une tension est ensuite appliquée aux deux électrodes et le courant entre elles est mesuré. Enfin, la résistance peut être déterminée, ce qui permet de calculer la conductivité.

Les sondes à deux anneaux présentent l'avantage de nécessiter un échantillon de petite taille et sont généralement moins coûteuses que les autres technologies de conductivité. Cependant, les sondes à deux électrodes nécessitent des constantes de cellule différentes selon la plage de salinité. Cela signifie que plusieurs capteurs sont nécessaires pour différentes plages.

Sondes à quatre anneaux

Ces sondes utilisent quatre anneaux : deux capteurs, les deux autres électrodes de commande. Les électrodes de commande appliquent une tension alternative qui induit un courant dans la solution. Les électrodes du capteur mesurent la chute de tension, et la valeur mesurée est convertie en conductivité électrique.

Les capteurs de conductivité à quatre anneaux offrent une large plage de mesure et peuvent traiter pratiquement tous les échantillons alimentaires. Cependant, ces sondes nécessitent généralement une immersion plus importante de l'échantillon en raison de l'espace requis pour les quatre anneaux. Elles ont également tendance à être plus coûteuses, notamment en raison du platine nécessaire à leur fabrication.

La conductivité est une option intéressante pour le contrôle qualité en raison de sa simplicité d'utilisation et de son prix abordable. Cependant, les sondes de conductivité mesurent la conductivité, et non des sels spécifiques. Cela signifie que tout ion (par exemple, calcium, magnésium, etc.) interfère avec les mesures. Par conséquent, les mesures de conductivité n'estiment que la teneur en sel et ne fournissent pas de valeur exacte.

Voir les conductimètres

Méthode 3 : Titrage

Le titrage est la méthode la plus couramment utilisée pour l'analyse du sel par les fabricants de produits alimentaires disposant de leur propre laboratoire. Une méthode de titrage est utilisée pour une variété d'aliments, notamment les fromages, les viandes et les légumes. Un titrage est une procédure dans laquelle une solution de concentration connue (titrant) est utilisée pour déterminer la concentration d'une solution inconnue (analyte).

Les résultats sont calculés en fonction de la quantité de titrant utilisée pour déterminer la concentration d'une solution inconnue (analyte).

Pour atteindre un point final. Un point final peut correspondre à un changement de couleur à l'aide d'un indicateur chimique ou à une détection par capteur potentiométrique, tel qu'un ISE au chlorure ou à l'argent.

Titrage manuel : Méthode de Mohr

La méthode de Mohr est une méthode permettant de déterminer la salinité par titrage. Historiquement, la méthode de Mohr est un titrage manuel utilisant le nitrate d'argent comme réactif et le chromate de potassium comme indicateur coloré. Dans ce titrage, une burette volumétrique est utilisée pour ajouter manuellement le réactif au nitrate d'argent à un échantillon dont l'analyte chlorure est l'indicateur.

La réaction entre les ions argent et chlorure produit un précipité insoluble de chlorure d'argent (AgCl). Le nitrate d'argent est ajouté jusqu'à ce que tous les ions chlorure aient réagi avec le nitrate d'argent. À ce stade, tout nitrate d'argent supplémentaire sera en excès, ce qui entraînera la présence d'ions argent.

Les ions argent se lient ensuite à l'indicateur coloré au chromate de potassium pour produire une couleur rouge dans la solution. Ceci signale le point final du titrage. La concentration en chlorure est ensuite calculée à partir du volume de nitrate d'argent ajouté et utilisée pour calculer la teneur en sodium ou en chlorure de sodium.

Conseil Hanna Instruments : le titrage manuel repose sur une interprétation subjective du changement de couleur de l'indicateur.

De ce fait, cette méthode a tendance à surestimer la teneur en sel. La mesure précise du titrant utilisé constitue un autre défi du titrage manuel. L'investissement pour réaliser un titrage manuel avec un titrant au nitrate d'argent, un indicateur coloré, une burette volumétrique et toute autre verrerie nécessaire est très faible.

Titrage automatisé : méthode potentiométrique

Le titrage au nitrate d'argent peut être automatisé grâce à un système de titrage potentiométrique. Un système de titrage pour l'analyse du sel est équipé d'une électrode ISE ou d'une électrode à tige d'argent. Les ISE sont sensibles à la concentration en ions chlorure ou argent. Les électrodes à tige d'argent offrent une solution nécessitant peu d'entretien et conforme aux normes industrielles. Ces deux électrodes permettent de surveiller les variations de potentiel mV de la solution dues à la présence ou à l'absence d'ions pertinents.

Les systèmes de titrage potentiométrique contrôlent automatiquement la distribution du titrant et la détection du point final. La détection automatique du point final améliore la précision et l'exactitude du titrage en éliminant la subjectivité humaine associée au titrage à l'aide d'un indicateur visuel. Au lieu de vérifier la couleur, le titreur détermine le point final en mesurant les variations de potentiel mV. Il est important de noter qu'il n'y a pas d'étalonnage d'une ISE ou d'une électrode d'argent avec le titrage potentiométrique, car c'est la variation brutale de mV qui est importante.

Le système de distribution automatisé d'un titreur potentiométrique améliore également la précision grâce à la possibilité de distribuer et de mesurer des quantités finies de titrant.

De nombreux systèmes de titrage offrent la possibilité de distribuer dynamiquement le titrant. Ce dosage dynamique permet à l'appareil de déterminer la quantité de titrant distribuée en fonction de la progression du titrage. Des doses plus importantes sont administrées en début de titrage, puis des doses progressivement plus faibles sont délivrées à mesure que le point final est atteint. Cela permet de gagner du temps et de réduire le risque de dépassement du point final.

Les titreurs automatiques effectuent également tous les calculs nécessaires et affichent les résultats dans les unités de concentration souhaitées. Les autres avantages d'un système de titrage automatique incluent la possibilité de générer des rapports de traçabilité et d'effectuer d'autres titrages, notamment l'acidité.

Voir les titreurs

Conclusion

Le choix de la méthode de mesure est l'une des étapes les plus importantes de l'élaboration d'un protocole de surveillance du sel dans les aliments.

Les réfractomètres sont les plus faciles à utiliser, avec un coût d'instrument faible et aucun produit chimique requis. Ils ne sont pas sélectifs pour le chlorure de sodium et ne peuvent donc être utilisés que pour des mesures quantitatives dans une solution dont seule la concentration en chlorure de sodium varie.

La conductivité est une méthode simple et abordable. Cependant, les électrodes de conductivité ne mesurent pas de sels spécifiques ; par conséquent, tout ion (par exemple, calcium, magnésium, etc.) faussera les résultats. La conductivité est idéale pour les contrôles ponctuels basés sur une estimation de la teneur en sel plutôt que sur une valeur exacte.

L'ISE pour le sodium est très avantageux en raison de sa grande précision et de sa mesure directe du sodium. Les autres méthodes présentées ne permettent de déduire le sodium qu'à partir d'une mesure distincte. Le temps de préparation quotidien requis pour l'étalonnage et l'entretien des électrodes est important. Cependant, leur coût est élevé et nécessite une excellente technique de laboratoire pour obtenir des mesures précises.

Que ce soit pour les titrages manuels ou potentiométriques, la teneur en sodium est dérivée de la concentration en chlorure. Cela peut être problématique pour les échantillons contenant également d'autres sels de chlorure, et pas seulement du chlorure de sodium. Par exemple, si du chlorure de magnésium et/ou du chlorure de calcium ont été ajoutés au chlorure de sodium, un titrage en chlorure surestimera la teneur en sodium. Les titrages manuels manquent de précision et de répétabilité en raison de la subjectivité de la détermination du point final de titrage par changement de couleur et de la résolution de dosage approximative des burettes manuelles. Les titreurs automatiques surmontent ces limites et fournissent des mesures très précises. Cependant, l'investissement est plus élevé que pour les autres méthodes mentionnées.

La méthode idéale peut varier en fonction du produit spécifique, mais dans tous les cas, toutes les méthodes disponibles doivent être évaluées pour leur facilité d'utilisation, leur précision et leur coût. La méthode de mesure choisie avant l'analyse est tout aussi cruciale que le test du produit lui-même.