用酸價測定法鑒別地溝油和食用油

宋崇富，王 杰，田志美，黃德乾，徐華杰，蔣雪月，盛良全

阜陽師范學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院，安徽阜陽，230037

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用酸價測定法鑒別地溝油和食用油

宋崇富，王 杰，田志美，黃德乾，徐華杰，蔣雪月，盛良全

阜陽師范學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院，安徽阜陽，230037

為鑒別市場上可能出現(xiàn)往食用油中添加一定量地溝油的劣質(zhì)油，用電位計(jì)法測定三種地溝油和三種食用油的酸價以及食用油中摻雜不同質(zhì)量百分含量的第三種地溝油后酸價。結(jié)果表明：金龍魚調(diào)和油、魯花花生油和金龍魚芝麻油三種食用油的酸價平均值為3.0 mg KOH/g，符合低于4 mg KOH/g的國家標(biāo)準(zhǔn)。而三種地溝油的酸價平均值為111 mg KOH/g，為三種食用油酸價的37倍。因此，酸價測定可作為鑒別地溝油和食用油的指標(biāo)之一。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，食用油中摻雜地溝油的質(zhì)量百分含量與酸價的線性回歸方程為S=2.6841+1.2986×x，R=0.9999?？梢姡瑩诫s后地溝油質(zhì)量百分含量與酸價具有良好的線性關(guān)系，因此，可用酸價測定鑒別地溝油和合格食用油；同時，該法快速、靈敏、簡便。

地溝油；食用油；酸價；電位計(jì)法

1 問題提出

地溝油泛指不可食用的油，一般分為三類：一類指下水道中的白色油膩漂浮物或者從酒樓、賓館、餐館的剩飯、剩菜收集后的上層浮油，經(jīng)簡單加工、提煉出的油，即通常所說的地溝油；二是劣質(zhì)豬肉、動物內(nèi)臟、動物油脂等加工提煉后的油；三指在高溫下反復(fù)用于油炸食品，產(chǎn)生了有害物質(zhì)而再被重復(fù)使用或往其中摻入一些新油后重新使用的油[1-2]。地溝油經(jīng)加工后和普通食用油在表面上看無明顯差別，但卻和正常食用油相比多了許多致病、致癌的毒性物質(zhì)[3]。其實(shí)地溝油在工業(yè)上還是有一定價值的。如果人長期食用摻雜地溝油的食用油，會對人體造成明顯的傷害，像發(fā)育不良、頭暈、頭痛、惡心、患腸炎、腹瀉、腹痛，并伴有肝臟、心、腎腫大和脂肪肝等病變的發(fā)生，甚至誘發(fā)癌癥的出現(xiàn)[4]。鑒于地溝油對人體產(chǎn)生的傷害，2010年3月18日，國家食品藥品監(jiān)督管理局下發(fā)了《關(guān)于嚴(yán)防“地溝油”流入餐飲服務(wù)環(huán)節(jié)的緊急通知》，其中對食用食品等方面作了嚴(yán)格的規(guī)定[5]。為防止有些不法商販將地溝油混入食用油，故對地溝油的鑒別測定則顯得特別重要。油脂的品質(zhì)發(fā)生改變會導(dǎo)致游離脂肪酸數(shù)目增多，酸價就會增高，所以酸價是評定油脂品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[6]。

酸價是指中和l g油脂中游離脂肪酸所需氫氧化鉀的毫克數(shù)。國家標(biāo)準(zhǔn)要求合格食用油的酸價低于4 mg KOH/g[7]。地溝油因接觸的環(huán)境復(fù)雜而加速了油脂的酸敗，酸敗程度較高。很多地溝油的酸價是國家標(biāo)準(zhǔn)的幾倍甚至幾十倍，因此很多研究者認(rèn)為酸價可以作為鑒別地溝油的特征指標(biāo)[8]。通常情況下，酸價略高對人體健康不會產(chǎn)生太大危害。如果油脂酸價過高，則會導(dǎo)致人體腹瀉并損害肝臟以及腸胃不適等癥狀[9]。在鑒別地溝油和食用油方面，酸價的測定是必要的。而測定酸價的方法很多，測定油脂酸價的方法主要有滴定法、儀器測定法、快速中和法、標(biāo)準(zhǔn)色板法等[10]。潘劍宇等參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 500939-1996對地溝油的酸價進(jìn)行測定，結(jié)果都在94～150 mg KOH/g，基本上都超過100 mg KOH/g[11]。由于地溝油大都是呈黑色、褐色等不透明色，用酚酞等指示劑方法測地溝油終點(diǎn)不易觀察。綜合多種因素，參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T55 30-2005/ISO 660:1996選用電位計(jì)法測酸價[12]。

為鑒別市場可能出現(xiàn)的往食用油中添加一定量的地溝油，本文選用電位計(jì)法在4-甲基-2-戊酮下，用KOH異丙醇溶液作滴定劑，測定三種地溝油和三種食用油的酸價以及食用油中摻雜不同質(zhì)量百分含量的第三種地溝油后的酸價。

2 實(shí) 驗(yàn)

2.1 原 理

在無水介質(zhì)的條件下，以氫氧化鉀-異丙醇溶液作滴定劑，采用電位滴定法滴定地溝油和食用油油樣中游離的脂肪酸。用以消耗的滴定劑量計(jì)算油脂的酸價。

2.2 儀器、試劑及樣品

2.2.1 儀 器

ZD-2A自動電位儀(上海今邁儀器儀表有限公司)，玻璃電極，甘汞電極，堿式滴定管，微量滴定管(5 mL，1 mL的各一支)，燒杯(100 mL 3個，250 mL 1個)，膠頭滴管，分析天平，烘箱，塑膠手套，100 μL移液槍(大龍)，相同型號的磁耔，塑料瓶(1000 mL 2個，100 mL 1個)，溫度計(jì)，250 mL容量瓶2個，1000 mL容量瓶2個，50 mL移液管，洗耳球。

2.2.2 試 劑

4-甲基-2-戊酮，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司，分析純(AR)；異丙醇，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司，分析純(AR)；氫氧化鉀，西隴化工股份有限公司，分析純 (AR)；苯甲酸，上海華東師范大學(xué)化工廠，分析純(AR)；緩沖物質(zhì)(pH=4.00和pH=6.86)。

2.2.3 樣 品

地溝油樣品由紹興中恒餐廚垃圾回收有限公司阜陽分公司所贈(三個樣品從儲油罐不同部位采集所得)；魯花花生油(山東魯花集團(tuán)有限公司)，金龍魚調(diào)和油(上海嘉里食品工業(yè)有限公司)，金龍魚芝麻油(青島連云港糧油工業(yè)有限公司)。

2.3 電極的處理

在滴定前將玻璃電極放入4-甲基-2戊酮中浸泡12 h，檢查甘汞電極內(nèi)是否充滿飽和的KCl溶液，若不滿則進(jìn)行補(bǔ)充。

2.4 KOH異丙醇溶液的標(biāo)定

(1)粗略配制0.1 mol/L KOH異丙醇溶液。用分析天平稱取6.9955 g KOH固體溶于250 mL燒杯中，加入一定量的異丙醇溶解完全。再轉(zhuǎn)移到1000 mL容量瓶中，用異丙醇定容至1000 mL，最后轉(zhuǎn)移至1000 mL塑料瓶中記為A液，保存?zhèn)溆谩?/p>

(2)粗略配制0.5 mol/L KOH異丙醇溶液。同理，稱取34.9937 g KOH固體用異丙酮配制成1000 mL再轉(zhuǎn)移塑料瓶保存記為B液。

(3)標(biāo)定A、B兩液。

①標(biāo)定溶液A：用分析天平稱取苯甲酸0.1505 g于100 mL燒杯中，用50 mL移液管量取4-甲基-2-戊酮(用移液槍移取10 μL 0.001 mol/L KOH異丙醇溶液中和成中性的)進(jìn)行溶解，對A液進(jìn)行標(biāo)定。

②標(biāo)定溶液B：稱取苯甲酸0.7530 g于100 mL燒杯中，用50 mL移液管量取4-甲基-2-戊酮(同理用10 μL 0.001 mol/L KOH異丙醇溶液中和成中性)溶劑，同理標(biāo)定B液。

標(biāo)定A、B溶液都需要用ZD-2A自動電位滴定儀。把處理過的玻璃電極和甘汞電極接入到自動電位滴定儀上，并插入苯甲酸溶液中，將堿式滴定管內(nèi)充滿氫氧化鉀異丙醇溶液滴定苯甲酸至等當(dāng)點(diǎn)。

氫氧化鉀異丙醇溶液標(biāo)準(zhǔn)濃度c用摩爾每升表示，按(1)計(jì)算。

(1)

其中，m0為所用苯甲酸的質(zhì)量，單位為克(g)；V0為滴定所用氫氧化鉀異丙醇溶液的體積，單位為毫升(mL)。

2.5 自動電位滴定儀的校準(zhǔn)

打開ZD-2A自動電位滴定儀電源，預(yù)熱10min；拔掉Q9短路插頭，插入玻璃電極和甘汞電極，用蒸餾水清洗，擦干；用溫度計(jì)測出室溫，選擇“℃”，調(diào)溫度至室溫；把斜率檔按順時針調(diào)到底；選擇“pH”，把用蒸餾水清洗過的電極插入pH=6.86的溶液中；調(diào)“定位”，至該溫度下標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值；用蒸餾水清洗電極，擦干，再插入pH=4.00的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中；調(diào)“斜率”至該溫度下標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值；自動電位滴定儀標(biāo)定好放置備用。

2.6 酸價測定步驟

(1)油樣處理：測定前，把保存于4℃冰箱的油樣置于37℃水中，30min后取出冷卻至室溫，備用。

(2)稱樣：將潔凈干燥的100mL小燒杯放在分析天平上清零，稱取質(zhì)量m=1.0260g處理過的第三種地溝油于100mL燒杯中，用50mL移液管量取中和好的4-甲基-2-戊酮(用移液槍取10μL0.001mol/LKOH異丙醇進(jìn)行中和成無酸性的)于盛有地溝油的小燒杯中，放入磁耔，將燒杯放置在自動電位滴定儀上，開啟攪拌。

(3)根據(jù)預(yù)測的酸價，選擇合適標(biāo)準(zhǔn)濃度的KOH異丙醇溶液，即將5mL微量堿式滴定管注滿濃度較高的B液。

(4)將處理過的玻璃電極和甘汞電極插入油樣中，停止攪拌，記下初始電位值；再次開啟攪拌滴定，讀數(shù)時停止攪拌。依次用標(biāo)準(zhǔn)濃度較高的B液異丙醇溶液滴定地溝油至等當(dāng)點(diǎn)，然后求出滴定樣品所需氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，進(jìn)而求出酸價。

(5)滴定過程中，記錄滴定的KOH異丙醇溶液的體積V(mL)，滴定找出突越區(qū)間后再滴定適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)即可及其對應(yīng)的下一組電位值E(mV)。此時記錄的為一種油的一組實(shí)驗(yàn)，同理再操作兩組，即平行試驗(yàn)3次。

(6)按同樣的步驟滴定其余幾種地溝油和食用油的油樣，每種油做3次平行試驗(yàn)，記下所消耗的標(biāo)準(zhǔn)KOH異丙醇溶液的體積和相應(yīng)的電位值E。

2.7 金龍魚調(diào)和油中摻雜不同質(zhì)量第三種地溝油后酸價的測定

為表征食用油中摻雜不同質(zhì)量地溝油后酸價的變化規(guī)律，以下采用金龍魚調(diào)和油和第三種地溝油為測定物。分別稱取一系列不同質(zhì)量的金龍魚調(diào)和油和第三種地溝油混合后得到地溝油摻雜質(zhì)量百分含量相差10%左右的待測試樣，具體稱量數(shù)據(jù)見表1，并測定各組樣品的酸價。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，滴定不摻雜地溝油的調(diào)和油滴定劑為A液，其余滴定地溝油以及摻雜了地溝油的食用油滴定劑均為B液。

表1 金龍魚調(diào)和油中摻雜不同質(zhì)量第三種地溝油后的酸價測定

3 結(jié)果與討論

3.1 KOH異丙醇溶液的標(biāo)定

圖1為標(biāo)定粗配的0.1 mol/L KOH異丙醇溶液(A液)和0.5 mol/L KOH異丙醇溶液(B液)的滴定曲線圖。圖中滴定曲線經(jīng)微分處理后可以看出，標(biāo)定A液經(jīng)過微分處理后，求出所用氫氧化鉀異丙醇溶液的體積為VKOH=11.32 mL。同樣，標(biāo)定B液所用氫氧化鉀異丙醇溶液的體積為VKOH=10.90 mL。將標(biāo)定求出的體積代入公式(1)，即可得出：A液濃度c=0.1089 mol/L，B液的濃度c=0.5658 mol/L。

圖1 標(biāo)定KOH異丙醇溶液的滴定曲線圖

3.2 酸價測定

采用電位計(jì)法，在4-甲基-2戊酮溶劑中，以KOH異丙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液為滴定劑，測定三種地溝油和魯花花生油、金龍魚調(diào)和油、金龍魚芝麻油等三種食用油的酸價。為控制滴定劑體積在現(xiàn)有滴定量以內(nèi)，對酸價較高的地溝油，滴定時均采用濃度較高的B液；而對酸價較低的食用油，滴定時均采用濃度較低的A液。各樣品滴定曲線見圖2和圖3。

圖2 三種地溝油的滴定曲線圖

圖3 三種食用油的滴定曲線圖

3.3 滴定曲線處理

以第三種地溝油中m=1.0260 g的滴定曲線為例，分別采用一階微分和二階微分處理法對滴定終點(diǎn)體積獲得方式加以分析。從圖2可以看出，滴定第三種地溝油中質(zhì)量為m=1.0260 g的地溝油的曲線開始時隨著KOH異丙醇溶液的漸漸滴入曲線緩慢上升，電位值E(mV)大約從200 mV增至300 mV左右。隨著KOH異丙醇溶液的滴加，曲線大致在VKOH=3.50 mL到VKOH=4.25 mL范圍突越，電位值從350 mV增至700 mV左右。

圖4 第三種地溝油m=1.0260g的一階微分處理圖

圖4是將圖2中用0.5658 mol/L KOH異丙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定第三種地溝油質(zhì)量為m=1.0260 g的滴定曲線進(jìn)行一階微分處理的結(jié)果圖。即由ΔE/ΔV對V作圖，得到ΔE/ΔV對V曲線，然后由曲線最高點(diǎn)極大值確定滴定所需要的標(biāo)準(zhǔn)KOH異丙醇標(biāo)液的體積。從曲線圖中看出，在VKOH=4.00 mL至VKOH=4.10 mL區(qū)曲線有一個突越尖峰，存在一個極大值，對應(yīng)KOH異丙醇溶液的體積VKOH=4.06 mL。

圖5是將圖2中用0.5658 mol/L KOH異丙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定第三種地溝油質(zhì)量為m=1.0260 g的滴定曲線進(jìn)行二階微分得到的曲線。用Δ2E/ΔV2作曲線的縱坐標(biāo)，用KOH異丙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V(mL)為橫坐標(biāo)。從圖5(A)可見曲線中出現(xiàn)對應(yīng)的上下兩突越尖峰。上下兩個尖峰中間曲線與縱坐標(biāo)Δ2E/ΔV2=0處的交點(diǎn)所對應(yīng)體積即為滴定終點(diǎn)體積VKOH。為獲得滴定終點(diǎn)體積的準(zhǔn)確值，對圖5(A)進(jìn)行局部放大后得圖5(B)。如圖中箭頭所示，滴定第三種地溝油所需要的標(biāo)準(zhǔn)KOH異丙醇溶液的體積可準(zhǔn)確地求出，V=4.05 mL。

圖5 第三種地溝油m=1.0260 g的二階微分處理圖

3.4 結(jié)果分析

3.4.1 酸價測定結(jié)果

分別采用一階微分和二階微分處理三種地溝油和魯花花生油、金龍魚調(diào)和油、金龍魚芝麻油等三種食用油的滴定曲線，具體結(jié)果見表2～5。酸價計(jì)公式如下：

(2)

S為酸價，單位為毫克KOH每克(mgKOH/g)；56.1為氫氧化鉀的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)；V為所用氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位為毫升(mL)；c為所用氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；m為試樣的質(zhì)量，單位為克(g)。

從表2和表3可以看出，由一階微分和二階微分得到的三種地溝油酸價都在99.4～127mgKOH/g之間，差異不大。除第二種地地溝油外，一階微分結(jié)果的RSD通常要比二階微分的稍大。從表4和表5可以看出，由一階微分和二階微分處理得到的三種食用油的酸價分別在2.4～3.0mgKOH/g和2.4～3.5mgKOH/g之間，差異也不大。但其一階微分結(jié)果的RSD遠(yuǎn)大于二階微分的相應(yīng)值，具體見圖6。以下分析時，酸價均為二階微分處理的結(jié)果。

圖6 三種地溝油和三種食結(jié)果處理中一階微分和二階微分變異系數(shù)比較

表2 3種地溝油的酸價計(jì)算(一階微分)

表3 3種地溝油酸價的計(jì)算(二階微分)

表4 食用油的酸價的計(jì)算(一階微分)

表5 食用油的酸價的計(jì)算(二階微分)

3.4.2 不同油樣的酸價對比

圖7是三種地溝油和三種食用油酸價測定結(jié)果的柱狀圖，從中可以看出，地溝油酸價遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常食用油的酸價。正常食用油酸價一般小于4 mg KOH/g，而地溝油酸價大致在94～150 mg KOH/g之間[13]。從圖5可以看出魯花花生油、金龍魚調(diào)和油及金龍魚芝麻油三種食用油的酸價都低于4 mg KOH/g，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。其中，金龍魚調(diào)和油的酸價最小，為2.4 mg KOH/g，魯花花生油和金龍魚芝麻油的酸價分別是3.2和3.5 mg KOH/g，三種食用油酸價的平均值為3.0 mg KOH/g。而地溝油的酸價都較高，三種地溝油的酸價分別是99.4、106和127 mg KOH/g，三種地溝油酸價的平均值為111 mg KOH/g，為三種食用油酸價的37倍。因此，酸價的測定可作為鑒別地溝油和食用油的指標(biāo)之一。

圖7 三種地溝油和三種食用油的酸價比較

3.5 金龍魚調(diào)和油中摻雜不同質(zhì)量第三種地溝油后酸價的測定

為鑒別市場上可能出現(xiàn)往食用油中添加一定量地溝油的劣質(zhì)油，本文對金龍魚調(diào)和油摻雜不同質(zhì)量的地溝油油樣酸價進(jìn)行了測定。圖8是金龍魚調(diào)和油中摻雜不同質(zhì)量第三種地溝油后酸價測定的滴定曲線?？梢?，隨著地溝油添加量的遞增，滴定突越終點(diǎn)體積坐標(biāo)也表現(xiàn)出對應(yīng)的變化。對各滴定曲線進(jìn)行二次微分處理即可得到終點(diǎn)時所消耗KOH異丙醇體積，代入式(2)即可得到其酸價。圖9為調(diào)和油中地溝油質(zhì)量百分含量與酸價的關(guān)系圖。可見地溝油質(zhì)量百分含量(x)與酸價(S)具有線性關(guān)系，用直線擬合得到一元線性回歸方程為：S=2.6841+1.2986×x，R=0.9999，說明地溝油摻雜量與酸價正相關(guān)。因此，酸價測定可作為一種快速、靈敏、簡便的鑒別地溝油和合格食用油的方法。

圖8 調(diào)和油中地溝油質(zhì)量百分含量與酸價的關(guān)系

4 結(jié) 論

為鑒別市場上可能出現(xiàn)往食用油中添加一定量地溝油的劣質(zhì)油，本文對比測定了三種地溝油和三種食用油的酸價以及金龍魚調(diào)和油中摻雜不同質(zhì)量第三種地溝油后酸價，并對測定曲線進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明：金龍魚調(diào)和油、魯花花生油和金龍魚芝麻油三種食用油的酸價分別是2.4、3.2和3.5 mg KOH/g，平均值為3.0 mg KOH/g，符合低于4 mg KOH/g的國家標(biāo)準(zhǔn)。而三種地溝油酸價分別是99.4、106和127 mg KOH/g，平均值為111 mg KOH/g，為三種食用油酸價的37倍。因此，酸價測定可作為鑒別地溝油和食用油的指標(biāo)之一。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，食用油中摻雜地溝油質(zhì)量百分含量與酸價的線性回歸方程為S=2.6841+1.2986×x，R=0.9999。可見，摻雜后溝油質(zhì)量百分含量與酸價具有良好的線性關(guān)系，因此可用酸價測定鑒別地溝油和合格食用油；該法快速、靈敏、簡便。

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(責(zé)任編輯：汪材印)

2016-07-17

安徽省高校省級自然科學(xué)研究項(xiàng)目“固定化嗜熱脂肪酶性能優(yōu)化及其催化地溝油制備物柴油的應(yīng)用研究”(2014KJ012)，“溴化銀團(tuán)簇結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的密度泛函理論研究”(2015KJ013)；阜陽師范學(xué)院校級自然科學(xué)研究項(xiàng)目“納米團(tuán)簇AgxCly (x+y=20)二組分體系相圖的密度泛函理論研究”(2015FSKJ12)，大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃“配體保護(hù)的Au4-(AuL)1-12(L=Cl,SH,PH2)納米團(tuán)簇的4e-超原子網(wǎng)絡(luò)尺寸和配體效應(yīng)研究”(201510371042)。

宋崇富(1979-)，安徽渦陽人，博士，副教授，主要研究方向：分析化學(xué)。

10.3969/j.issn.1673-2006.2016.11.029

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