食品中油脂提取及過氧化值檢測方法的優(yōu)化

張 淼，李 博，*，錢 平

(1.中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院，北京100083; 2.北京總后勤軍需裝備研究所，北京100010)

食品中油脂提取及過氧化值檢測方法的優(yōu)化

張 淼1，李 博1，*，錢 平2

(1.中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院，北京100083; 2.北京總后勤軍需裝備研究所，北京100010)

以耐貯面包為原料，分別對食品中油脂提取和過氧化值檢測方法進行單因素優(yōu)化。實驗以GB2003為基礎(chǔ)，選取石油醚添加量，旋蒸時間，干燥時間為影響油脂提取的主要因素，選取油脂取樣量，有機溶劑比例和體積，飽和碘化鉀添加量，反應時間，蒸餾水添加量，淀粉指示劑濃度和滴定溶液濃度為影響過氧化值檢測精度因素，依次進行優(yōu)化。結(jié)果表明，樣品中油脂最佳提取條件為:添加石油醚體積為面包質(zhì)量的1.2倍(mL/g)，提取14～18h，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器旋蒸15min，在50℃鼓風干燥箱中揮發(fā)石油醚1h得油脂樣本;過氧化值檢測的最佳條件為:取油脂3.00～5.00g，加入三氯甲烷與冰乙酸溶液(V∶V=2∶3)30mL，飽和碘化鉀1.5mL，暗處反應3min，加入蒸餾水80mL，10g/L淀粉指示劑1mL，用0.002mol/L硫代硫酸鈉標液滴定。此條件下，提取得到的油脂較純，過氧化值檢測靈敏度提高，最低檢測值為0.001g/100g，精密度較好。

油脂，過氧化值，滴定法

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

耐貯面包 由北京總后勤部軍需裝備研究所提供，70g/袋;石油醚、三氯甲烷、冰乙酸、異辛烷、碘化鉀、硫代硫酸鈉、可溶性淀粉 以上試劑均為分析純。

YS-04型小型高速粉碎機 北京燕山正德機械設(shè)備有限公司;DL-101-1型電熱鼓風干燥箱; RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器;SH2-III型循環(huán)水真空泵 上海亞榮生化儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 油脂的提取 每次取面包樣品4袋(約280g)，用粉碎機打成粉末狀，置于1L錐形瓶中，加入定量石油醚，搖勻，使其充分混合。浸泡過夜(14～18h)，將面包和石油醚混合液全部倒入抽濾瓶中進行抽濾10～15min后，取上層清液在50℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)15min，減壓回收溶劑，得到油脂，備用。

1.2.2 過氧化值的檢測 準確稱取2.00～3.00g油脂，置于250mL具塞碘瓶中，加入 30mL三氯甲烷-冰乙酸混合液(2∶3，V/V)，使樣品充分溶解，加入1.0mL飽和碘化鉀，緊密蓋好瓶蓋，并輕搖0.5min，置暗處3min，取出加100mL水，搖勻，至淡黃色時，加1mL淀粉指示劑，立即用硫代硫酸鈉標液滴定(0.002mol/L)至藍色消失［7］，計算過氧化物含量，以100g脂肪中含有過氧化值X(%)表示。

X(%)=(V1-V2)×C×0.1269/m ×100%

式中：X-樣品的過氧化值(g/100g);V1-樣品消耗硫代硫酸鈉標準滴定溶液體積(mL);V2-試劑空白消耗硫代硫酸鈉標準滴定溶液體積(mL);C-硫代硫酸鈉標準滴定溶液濃度(mol/L);m-油脂質(zhì)量(g)。

1.2.3 實驗方案

1.2.3.1 油脂的提取 以1.2.1中油脂提取方法為基礎(chǔ)，依次對石油醚添加量，旋蒸時間，干燥時間進行單因素優(yōu)化實驗，每次實驗3個平行，取平均值。

1.2.3.2 過氧化值的檢測 以1.2.2中過氧化值檢測方法為基礎(chǔ)，依次對油脂添加量，三氯甲烷-冰乙酸的比例和添加量，飽和碘化鉀添加量，溶液反應時間，蒸餾水添加量，淀粉指示劑濃度和硫代硫酸鈉溶液濃度進行單因素優(yōu)化實驗，每次實驗3個平行，取平均值。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 實驗中相關(guān)數(shù)據(jù)，運用Excel進行標準偏差和變異系數(shù)的計算，并用SPSS軟件進行方差分析(ANOVA)。

2 結(jié)果與分析

2.1 油脂的提取

2.1.1 石油醚添加量 定量稱取面包粉末，分別加入體積(mL)為面包質(zhì)量(g)0.8、1.2、1.6、2倍的石油醚，其它條件同1.2.1，提取油脂。

由圖1可知，當石油醚添加體積為面包質(zhì)量的0.8倍時，由于浸泡不充分，面包中油脂溶解不完全，提取率很低，當石油醚添加量增加到面包質(zhì)量的1.2倍時，面包中油脂充分溶解，油脂提取率高達39.56%，顯著增加(P＜0.05)，繼續(xù)增加石油醚的量，提取率變化不大，因此，確定石油醚的最佳添加量為樣品質(zhì)量的1.2倍(mL/g)。

圖1 石油醚添加量對油脂提取率的影響

2.1.2 旋蒸和干燥時間 定量稱取面包粉末，加入面包質(zhì)量(g)1.2倍體積(mL)的石油醚，分別旋蒸10、15、20min，其它條件同1.2.1，提取油脂。確定最佳旋蒸時間后，在此時間下，將旋蒸后的油脂分別置于50℃的電熱鼓風干燥箱內(nèi)揮發(fā)石油醚0、0.5、1、1.5、2、2.5h，其它條件同1.2.1。

由圖2可知，隨旋蒸時間的延長，提取的油脂質(zhì)量逐漸減小。當旋蒸10min時，油脂質(zhì)量最大，這是由于溶液中還有部分殘留的石油醚未完全揮發(fā)，油脂純度低，當旋蒸15min后，油脂質(zhì)量顯著減小，此時石油醚揮發(fā)較完全，油脂純度提高，繼續(xù)增加旋蒸時間油脂質(zhì)量無顯著性減小(P＜0.05)，因此，確定最佳旋蒸時間為15min。

圖2 旋蒸時間對油脂質(zhì)量的影響

由圖3可知，隨著干燥時間的延長，石油醚進一步揮發(fā)，提取的油脂質(zhì)量逐漸減小，未經(jīng)干燥的與經(jīng)過一定時間干燥后得到的油脂質(zhì)量間存在顯著性差異(P＜0.05)，而干燥1h后，油脂質(zhì)量不再顯著減小，表明石油醚已揮發(fā)較完全，此時得到的油脂純度進一步提高了，因此，確定最佳干燥時間為1h。

圖3 干燥時間對油脂質(zhì)量的影響

綜上所述，油脂的最佳提取條件為：添加石油醚體積為面包質(zhì)量的1.2倍(mL/g)，提取14～18h，然后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器旋蒸15min，在50℃鼓風干燥箱中揮發(fā)石油醚1h，此條件下石油醚揮發(fā)較完全，提取得到的油脂純度高，這為我們優(yōu)化過氧化值的檢測方法提供了重要的前提條件。

2.2 過氧化值的檢測

2.2.1 油脂的溶解

2.2.1.1 油脂添加量 分別稱取不同質(zhì)量的油脂按1.2.2進行檢測。實驗結(jié)果如表1所示，當油脂量小于3.00g時，檢測不到過氧化值;當油脂質(zhì)量大于3.00g時，過氧化值可以被檢出，且隨著油脂添加量的增加，標準偏差逐漸減小，由 0.000717降低到0.000481;因此，綜合樣品成本，最終確定油脂添加量為3.00～5.00g，而且氧化程度越低，油脂添加量應越大。

表1 取樣量對過氧化值檢測的影響

2.2.1.2 三氯甲烷與冰乙酸的添加比例和體積 準確稱取3.00～5.00g油脂，置于250mL碘瓶中，加入30mL三氯甲烷-冰乙酸混合液，使樣品充分溶解。三氯甲烷-冰乙酸混合液分別按1∶1，2∶3，1∶2(V/V)的比例制備，其他條件同1.2.2，測定過氧化值。確定三氯甲烷與冰乙酸的添加比例后，改變?nèi)軇┑奶砑恿?分別添加30，50，70mL)，其他條件同1.2.2，測定過氧化值。

由表2可知，添加30mL溶劑時，隨著溶劑中三氯甲烷與冰乙酸的比例逐漸減小，即冰乙酸含量逐漸增大，過氧化值逐漸增大，這是由于酸性且有氧存在的條件下，碘離子極易被氧化，故過氧化值偏大，與已有研究結(jié)果一致［8］，當三氯甲烷和冰乙酸的比例為2∶3時，標準偏差最小為0.000348，因此，確定三氯甲烷與冰乙酸的最佳添加比例為2∶3。溶劑比例為2∶3時，當添加30mL時過氧化值可以被檢出，而溶劑添加量大于30mL時，由于體系被稀釋程度較大，顯色反應不明顯，檢測不出過氧化值，因此，確定三氯甲烷∶冰乙酸溶劑最佳添加量為30mL。

2.2.2 飽和碘化鉀添加量和混合液氧化反應時間按上述最佳實驗條件進行實驗。分別添加1.0、1.5、2.0mL飽和碘化鉀，其他條件同1.2.2，測定過氧化值。確定飽和碘化鉀添加量后，將混合液分別于暗處靜置1、2、3、4min，其它條件同1.2.2，測定過氧化值。

表2 三氯甲烷與冰乙酸添加比例和體積對過氧化值檢測的影響

結(jié)果表明，加入1.0mL飽和碘化鉀時理論上足以反應，而當添加飽和碘化鉀1.5mL時，標準偏差較小，這可能是由于飽和碘化鉀添加量增加，混合溶液更充分，反應更完全，因此，確定飽和碘化鉀最佳添加量為1.5mL。

由圖4可知，隨著反應時間延長，過氧化值逐漸增大。反應時間小于2min時，由于氧化反應進行不完全，過氧化值很低;當反應3～4min范圍內(nèi)，過氧化值無顯著增大，較穩(wěn)定，表明此范圍內(nèi)氧化反應比較完全;當反應時間大于4min時，由于油脂與空氣中的氧氣接觸，促進了氧化還原反應，使過氧化值顯著增大(P＜0.05)。同時，反應3min時測定的過氧化值標準偏差較小，因此，確定最佳反應時間為3min。

圖4 反應時間對過氧化值檢測的影響

2.2.3 溶液的滴定

2.2.3.1 蒸餾水添加量 按上述最佳實驗條件進行實驗，分別加入蒸餾水40、60、80、100mL，其它條件同1.2.2，測定過氧化值。由表3可知，當蒸餾水體積小于80mL時，體系顯色現(xiàn)象不明顯，可能是由于油脂本身帶有一定的黃色，稀釋程度不足以將黃色掩蓋，且蒸餾水添加量過大，標準偏差增大，因此，確定蒸餾水最佳添加量為80mL。

表3 蒸餾水添加量對過氧化值檢測的影響

2.2.3.2 淀粉指示劑濃度 按上述最佳實驗條件進行實驗，分別加入1mL不同濃度的淀粉指示劑：10、15、20g/L，測定過氧化值。結(jié)果表明，淀粉指示劑濃度對過氧化值影響不大，10g/L足以顯色，因此，確定淀粉指示劑最佳濃度為10g/L。

表4 精密度實驗結(jié)果

2.2.3.3 硫代硫酸鈉標準溶液濃度 按上述最佳實驗條件進行實驗，分別用0.002、0.005、0.01mol/L的硫代硫酸鈉標準進行滴定。結(jié)果表明，隨著硫代硫酸鈉溶液濃度增加，過氧化值逐漸增加，同時標準偏差也相應增大，這是由于對于任何一種滴定量本身就很小的實驗體系，滴定液濃度越小，檢測精度越高。因此，確定硫代硫酸鈉滴定溶液的最佳濃度是0.002mol/L。

綜上所述，優(yōu)化后我們確定的過氧化值檢測條件為：油脂取樣量3.00～5.00g之間，加入三氯甲烷與冰乙酸混合溶液(V∶V=2∶3)30mL，添加1.5mL飽和碘化鉀，暗處反應3min，加入蒸餾水80mL，取1mL，10g/L的淀粉指示劑，硫代硫酸鈉溶液濃度為0.002mol/L。

2.3 不同檢測方法碘單質(zhì)最低檢出量的比較

滴定法測定過氧化值的原理是利用油脂中過氧化物與碘化鉀作用，生成單質(zhì)碘，在酸性條件下，淀粉遇碘顯藍色，用硫代硫酸鈉溶液滴定將單質(zhì)碘還原為碘離子直至藍色消失。由于不同的過氧化值檢測標準，體系中溶劑的種類和體積等條件不同，發(fā)生顯色反應時碘單質(zhì)的最低含量也不同，這就導致檢測靈敏度之間的差異。

我們通過向GB2003，GB2005和優(yōu)化后的檢測方法三種反應體系中分別添加不同質(zhì)量的碘單質(zhì)，測定發(fā)生顯色反應時的最低碘單質(zhì)量。結(jié)果表明3種方法碘單質(zhì)的最低檢出量分別為：0.070、0.040、0.026g。由此可見優(yōu)化后的過氧化值檢測方法靈敏度較其它兩種方法有所提高。

2.4 精密度實驗

選擇五種過氧化值不同的含油脂類食品，分別按照GB2003、GB2005和優(yōu)化后的方法提取油脂，測定過氧化值，取6次結(jié)果的平均值，計算變異系數(shù)。

如表4中顯示，優(yōu)化后的方法過氧化值最低檢測值為0.001g/100g，GB2003最低檢測值為0.002g/100g，GB2005的最低檢測值偏大為0.03g/100g，因此，優(yōu)化后的方法的檢測靈敏度明顯高于另外兩種。此外，相同被測物質(zhì)，GB2003的變異系數(shù)范圍為9.7%～33.8%，GB2005的變異系數(shù)為31.2%，而優(yōu)化后的方法變異系數(shù)范圍為8.0%～14.1%。實驗表明，優(yōu)化后的油脂提取和過氧化值檢測方法靈敏度高，精密度較好，實用性強，尤其適用于氧化程度較小的食品中油脂的檢測。

3 結(jié)論

對食品中油脂的提取和過氧化值檢測條件進行單因素優(yōu)化。結(jié)果表明樣品中油脂的最佳提取條件為：添加石油醚體積為面包質(zhì)量的1.2倍(mL/g)，提取時間為14～18h，然后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器旋蒸15min，在50℃鼓風干燥箱中揮發(fā)石油醚1h得油脂樣本;過氧化值檢測的最佳條件為：取油脂3.00～5.00g，加入三氯甲烷與冰乙酸溶液(V∶V=2∶3)30mL，飽和碘化鉀1.5mL，暗處反應3min，加入蒸餾水80mL，10g/L淀粉指示劑1mL，用0.002mol/L硫代硫酸鈉標準溶液滴定。并通過測定不同食品樣品的過氧化值，驗證了優(yōu)化后的方法油脂提取純度有所提高，過氧化值檢測靈敏度較高，精密度較好，尤其適用于氧化程度較低的食品，具有重要的實際意義。

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Optimization for extraction of oil and the determination of peroxide value

ZHANG Miao1，LI Bo1，*，QIAN Ping2
(1.China Agricultural University，College of Food Science＆Nutritional Engineering，Beijing 100083，China; 2.The Quartermaster Research of the General Logistics，Beijing 100010，China)

Experiments were designed to improve the detection sensitivity of peroxide value.The conditions of extraction of oil and the determination of peroxide value such as oil quantity，ratio and volume of the organic solvent，the amount of saturated potassium iodide，reaction time，volume of distilled water were optimized sequently.The results indicated that the optimum conditions of the extraction of oil were as follows:the ratio of petroleum ether volume and bread quantity of 1.2(mL/g)，reduced pressure distillation of 15min，drying of 1h at 50℃;the optimum conditions of the detection of peroxide value were as follows:oil of 3.00～5.00g，the ratio of chloroform and glacial acetic acid of 2∶3，volume of 30mL，saturated potassium iodide of 1.5mL，reaction time of 3min，distilled water of 80mL，10g/L starch indicator of 1mL，sodium hyposulphite standard solution of 0.002mol/L. Under the optimum conditions，the extraction rate of oil was raised，the detection sensitivity of peroxide value was improved，the detection limit was 0.001g/100g.The method was high sensitive and precision.

oil;peroxide value;titration method

TS207.3

A

1002-0306(2011)12-0497-05

油脂是組成食品的主要化學成分之一，在高溫、光照及長期貯存等條件下極易發(fā)生氧化酸敗，造成感官、風味下降等不良反應，以至于縮短貨架期，降低食品的營養(yǎng)價值，甚至對人體健康產(chǎn)生危害［1］。過氧化值是一種指示油脂氧化酸敗程度的關(guān)鍵指標，具有重要意義。首先，在我國食品衛(wèi)生標準中對食用油脂及含油脂的加工食品的過氧化值具有明確的要求和限制，是食品衛(wèi)生監(jiān)督、檢測時的一個常規(guī)分析［2］;同時，過氧化值常被用來研究預測富含油脂食品的貨架期［3-5］。測定過氧化值的方法一般有硫氰酸鐵法、碘量法、高壓液相色譜法等，其中最為常用的是碘量法，包括滴定法和比色法［6］。對于不同種類的樣本，不同方法檢測靈敏度不同，如檢測同批次壓縮干糧的過氧化值時，比色法無法檢出，滴定法效果卻較好;而檢測同批次耐貯面包的過氧化值時，兩種方法均未能檢出。因此，為了進一步提高過氧化值檢測的靈敏度，增強檢測精度，實驗以GB2003為參照，對提取油脂和過氧化值檢測(包括油脂取樣量，有機溶劑比例和體積，飽和碘化鉀添加量，反應時間，蒸餾水添加量，淀粉指示劑濃度和滴定溶液濃度)的具體條件進行單因素優(yōu)化［7-9］。

2010-12-22 *通訊聯(lián)系人

張淼(1988-)，女，碩士，研究方向:食品貨架期預測技術(shù)。