測定玉米脂肪酸值的影響因素

萬凡杰，張增祿

（中央儲備糧聊城直屬庫有限公司，山東 聊城 252000）

玉米是我國儲備糧主要品種之一，玉米儲存品質判定對糧食儲存工作有重要的意義。而玉米脂肪酸值是評價玉米儲存品質的控制性指標，檢測的準確性直接影響儲存企業(yè)的生產經營成本、經濟效益?，F行國家標準對玉米脂肪酸值的測定方法進行了詳細規(guī)定。但是由于各種因素的影響，在玉米脂肪酸值的實際檢測中，測定結果通常會出現很大的誤差。為了減小誤差，根據現行標準的執(zhí)行情況，對影響玉米脂肪酸值測定結果的主要因素進行了分析探討，以期提高檢測結果的準確度。

1 扦取樣品的影響

1.1 扦取樣品位置的影響

在相同的儲存條件下，按照GB/T 5491—1985《糧食、油料檢驗 扦樣、分樣法》扦取樣品，高大平房倉的第一層玉米的脂肪酸值比第二～五層的要大許多。對堆高5 m以上高大平房倉分區(qū)標記五點進行了實驗，結果如表1所示。對于包裝糧堆，糧堆四周外圍的糧食受外界環(huán)境條件影響，脂肪酸值的變化比內部的要大許多。由于自動分級的影響，雜質集中區(qū)的玉米的脂肪酸值上升得很快，明顯高于糧堆其他部位。如果玉米在儲存的過程中出現局部發(fā)熱的現象，糧堆局部脂肪酸值上升的速度會更快。因此，在扦樣時應嚴格按照標準分區(qū)設點，合理選擇扦樣點，分配各扦樣點的上中下各層的扦樣位置，確保樣品的代表性，確保檢測結果的準確性。在扦樣過程中，如果發(fā)現局部發(fā)熱的問題，應單獨進行檢測處理。同一倉房不同扦樣位置的脂肪酸值測定結果見表1。

表1 同一倉房不同扦樣位置的脂肪酸值

1.2 扦樣器的影響

高大平房倉的散裝玉米糧堆通常高度較高，一般扦樣器不能扦取糧堆下層的樣品，需要采用電動深層扦樣器。電動深層扦樣器扦取的樣品雜質和不完善粒比較多。不完善粒中影響玉米脂肪酸值最顯著的是熱損傷粒、霉變粒、破碎粒。霉變粒越多的玉米脂肪酸值越高；隨著儲存時間的逐漸加長，破碎粒越高的玉米脂肪酸值劣變速度越快。因此，電動深層扦取的玉米樣品脂肪酸值應略高一些。然而，對于立筒倉，電動扦樣器也不能到達糧堆的底部，只能扦到糧堆的中上層，底層脂肪酸值較低的玉米反而扦取不到。因此，同一個標準的倉房，由于扦樣器的局限性，所扦取的樣品的代表性受到一定的影響，測得的脂肪酸值也會出現不同的情況。

1.3 分樣的影響

實驗樣品的分取是樣品檢測結果準確性的源頭。為了滿足檢驗的需要，又要保證分取樣品的均勻性。因此，對分取的樣品要充分混合，均勻分取。按照國家標準的要求，分取檢驗用的大樣和小樣。送檢的原始樣品在分樣前至少混合5次，縮分前至少混合3次，以確保樣品的均勻性。如果玉米樣品混合不均勻，同一玉米樣品的容重、雜質、不完善粒、脂肪酸值的檢測結果也會產生很大的誤差。多次實驗結果證明，如果玉米檢測的不完善粒在雙實驗的誤差范圍內，脂肪酸值也在標準允許范圍內。不完善粒的雙實驗結果超出誤差范圍，玉米脂肪酸值也通常會超出雙實驗的誤差范圍。

2 儀器設備的影響

2.1 錘式旋風磨的影響

第一，按照國家標準嚴格掌握玉米檢驗樣品的粉碎細度，原則上只能使用錘式旋風磨，要求粉碎細度能一次性達到95%以上通過40目篩，粉碎樣品篩上篩下的全部充分混勻后，裝入磨口瓶備用。一次不能達到粉碎細度要求的，該錘式旋風磨不能使用。第二，玉米屬于大顆粒糧，要先用實驗粉碎磨對玉米樣品進行預粉碎，使樣品粉碎到一定細度后再用錘式旋風磨粉碎，這樣做可以減緩對錘式旋風磨刀口的損傷。第三，粉碎玉米樣品時，應嚴格按照設備說明要求，合理調解風門大小，并控制進樣量的多少和進樣時間的長短。樣品太多會造成出料管堵塞，引起磨膛發(fā)熱；樣品太少又會造成粉碎后的樣品的溫度上升很快，甚至有的樣品溫度能從粉碎前的十幾度達到二十幾度，引起樣品中脂肪酸值的變化，嚴重影響脂肪酸值的測定結果。

2.2 往復式振蕩器的影響

第一，根據玉米籽粒的結構特點和脂肪酸值的測定原理，隨著提取時間的延長，樣品脂肪酸值增大。國家標準推薦的提取時間為30 min。第二，玉米樣品提取過程的溫度應控制在15～25 ℃。第三，往復式振蕩器的振蕩頻率控制為100次/min。太快脂肪酸值偏高，太慢脂肪酸值偏低。第四，在玉米脂肪酸值的測定過程中，不僅要控制好環(huán)境溫度，而且還要控制提取劑的溫度和提取時間，才能保證脂肪酸提取的效果。同一樣品在不同的提取劑溫度和不同提取時間下脂肪酸值檢測結果會出現顯著差異，見表2。

表2 同一樣品不同提取時間不同提取劑溫度脂肪酸值檢測結果

綜合分析，當往復式振蕩器的振蕩頻率設定為100次/min時，玉米的最佳提取時間為30 min[1]。提取劑的溫度為20 ℃，提取的效果最好。氣溫較低的冬季，提取劑溫度和環(huán)境溫度不能滿足實驗要求，是造成玉米樣品脂肪酸值偏低的客觀原因。

2.3 濾紙的影響

選用快、中、慢速3種定性濾紙，對同一玉米樣品進行比對實驗，發(fā)現快速與中速定性濾紙過濾時間相差10 s左右，脂肪酸值結果中速與快速測定值相近。由于慢速濾紙過濾時間較長，濾液脂肪酸值偏高。實驗中采用折疊濾紙過濾，這樣做的目的是讓樣液和濾紙的接觸面積增大，提高過濾效率。由于國家標準使用快速定性濾紙對提取液進行過濾，因此，測定玉米脂肪酸值選用快速折疊定性濾紙為宜。

2.4 聚乙烯袋的影響

粉碎后的同一玉米樣品，裝在磨口瓶與聚乙烯袋內，同樣的條件下放置5 h，聚乙烯袋內的脂肪酸要高出4 mg/100 g左右。即使同樣的環(huán)境條件下，粉碎后的樣品立即測量與標準規(guī)定的24 h內測量也會出現顯著差異，時間越長聚乙烯袋內的脂肪酸值越高。

3 樣品提取過濾的影響

3.1 初始濾液的舍棄

對提取液進行過濾時必須棄去最初幾滴濾液，這樣做的目的是為了潤洗濾紙和漏斗，以減少濾紙和漏斗及其含有的其他物質對濾液脂肪酸值的影響。通過對同一廠家，不同批次的濾紙和不同廠家、相同類型的定性濾紙對比，測定的同一樣品的結果略有差異。因此，要嚴格按照要求選用濾紙，并且提取過濾時需要棄去最初幾滴濾液。

3.2 靜置時間的影響

玉米樣品被震蕩提取后，提取液必須靜置適當時間再進行分離過濾。通常用肉眼觀察溶液分離的效果來控制靜置時間，按照標準要靜置1～2 min。為了確定靜置時間長短是否對樣品脂肪酸值造成影響，進行了有關比對實驗。實驗證明，靜置時間長短對玉米脂肪酸值有一定的影響。靜置時間長，分離效果好，過濾速度比較快，濾液在過濾過程中揮發(fā)少；但是靜置時間太長，會使脂肪酸值結果稍微偏高。而靜置時間短，分離效果差，過濾速度慢，濾液在過濾過程中揮發(fā)量相對增加。

4 樣品滴定的影響

4.1 CO2的影響

實驗過程中，要使用不含CO2的蒸餾水，將蒸餾水燒沸，沸騰時間為10 min，然后加蓋冷卻。如果沸騰時間過短，會出現空白實驗不穩(wěn)定的現象，影響測定結果。如果使用沒去CO2的蒸餾水，會導致脂肪酸值結果偏大。另外，在滴定過程中，由于堿液的加入，不斷消耗CO2，滴定時間與CO2的消耗量正相關。因此，采用較快的滴定速度進行滴定，盡可能降低CO2對脂肪酸值的影響。

4.2 光線的影響

通常情況下，人的視覺敏感度與光線的強弱正相關，樣品提取液的滴定應在散射日光或日光型日光燈下對著光源進行，并且盡快完成滴定。由于玉米色黃素的干擾，如果光線不足，滴定的脂肪酸值誤差將明顯偏大，因此陰天不宜做脂肪酸值檢測。

4.3 滴定節(jié)奏的影響

玉米脂肪酸是弱酸，比碳酸的酸性還要弱。KOH乙醇標準滴定液的濃度又很小，因此滴定反應的反應速度很慢，并且滴定范圍突躍較小。根據這個特點，滴定時應掌握一個節(jié)奏，一定要控制滴定速度。滴定速度應采用先快后慢的方式，最好開始點滴成線，接近終點時逐滴加入；并且中間不應該停頓，一氣呵成。視線不離開液面，密切注意液面的變色過程。滴定終點不易判定時，可用加無CO2蒸餾水但尚未滴定的提取液作參照物，當被滴定液顏色與參照物相比有色差時，即可視為滴定結束。如果滴定過程中滴滴停停，脂肪酸值的結果一定會偏大。

4.4 終點判定的影響

脂肪酸提取液是不透明的黃色溶液，終點判定時指示劑是顯微紅色的。黃色會掩蓋微紅色，導致終點很難判定。因此，終點的判定是測定玉米脂肪酸值中最關鍵的一個步驟，也是大多數人最關心的問題。其實，只要在測定的過程中認真觀察并善于總結，滴定終點也是很容易判定的?，F推薦兩種常用的方法。第一種方法是適當增加標準滴定液濃度。如果標準滴定液濃度較低，使得滴定終點變化不明顯；如果適當增加滴定溶液的濃度，可以改善終點變化的靈敏度，易于判定終點。而滴定液濃度增大所帶來的誤差也增大，導致結果偏離真值。當滴定液的濃度控制在0.010～0.015 mol/L時效果最佳。第二種方法是參照比色法判定終點。當認為被滴定液有色差時，先記下耗用標液的體積數，再繼續(xù)往測定液中滴加標液0.1～0.2 mL，此時濾液顏色若有明顯的變化，則說明前面的判定是正確的；如果無變化或變化不明顯，則說明前面的判定是錯誤的，立即記下此時消耗用標液的體積數，繼續(xù)滴加0.1～0.2 mL，觀察顏色變化。

5 不確定度的影響

測量不確定度，根據所用到的信息，表征賦予被測量值分散性的非負參數[2]，是實驗室質量控制、實驗室認證及開發(fā)新檢測方法的需要[3]。不確定度客觀反映了數據的真實性，國家認可委要求實驗室對測定結果進行不確定度評定，所以不確定度的測定具有重要的意義[4]。根據GB/T 20570—2015《玉米儲存品質判定規(guī)則》，測定玉米樣品的脂肪酸值，并利用不確定度對結果的準確性進行分析評定，找出影響不確定度的因素，為實驗室質量控制及檢測結果報告的合理性提供科學合理的依據[5]。

5.1 標準儲備液配制過程引入的不確定度

根據JJF 1059—1999《測量不確定度評定與表示》，當明確指出兩次測量結果之差的重復性限r或重復性R時，如果沒有特殊說明，則測量結果標準不確定度u（xi）=r/ 2.83或R/ 2.83。按照GB/T 601—2016《化學試劑 標準滴定溶液的制備》的要求，本次實驗中的鄰苯二甲酸氫鉀的平均稱量值為3.605 9 g，標準儲備液標定的結果分別為0.505 27、0.505 26、0.505 54、0.505 43、0.505 72、0.505 73、0.505 85、0.505 37 mol/L，兩人8平行的極差為0.12%，小于重復性極臨界限差0.18%，KOH標準儲備液平均濃度為0.505 3 mol/L，結果見表3。

表3 標準儲備液的結果

標準偏差：

相對標準偏差：

標準不確定度：

相對不確定度：

5.2 標準滴定液配制引入的不確定度

5.2.1 標準儲備液稀釋引入的不確定度

根據JJG 196—2006規(guī)定10 mL A類單標線滴定管的允差為±0.020 mL，移液體積為三角分布，由于移液過程在20 ℃環(huán)境下進行，故溫度對移液體積的影響忽略不計，所以

5.2.2 稀釋時容量瓶引入的不確定度

根據JJG 196—2006規(guī)定，500 mL A類容量瓶允許誤差為±0.25 mL，體積為三角分布，由于定容過程在20 ℃環(huán)境下進行，因此溫度對定容體積的影響可以忽略不計，所以

5.2.3 標準滴定液稀釋引入的不確定度合成度

綜上所述，KOH標準溶液引入的不確定度為：

5.3 隨機誤差引入的不確定度

隨機誤差是在重復測量中按不可預見方式變化的測量誤差分量，是由不固定因素引起的[6]。根據隨機誤差的對稱性和抵償性，本次實驗重復10次。玉米脂肪酸值測定實驗中取同一個玉米樣品進行了10次重復實驗，每個樣品取兩個平行樣進行測定，空白實驗進行對照，KOH標準滴定液的濃度為0.010 11 mol/L，稱取制備好的樣品量為10.00 g，平均消耗KOH的體積為3.65 mL，樣品的水分含量為12.9%，計算得出的玉米脂肪酸值（KOH /干基），如表4所示。

表4 玉米脂肪酸值重復測定結果

標準偏差：

相對標準偏差：

標準不確定度：

標準不確定度 ：

5.4 試樣稱量引入的不確定度

玉米樣品的稱量采用精度為0.01 g的電子天平，根據JJG 1036—2008規(guī)定，電子天平的最大允差為±0.01 g，樣品經兩次稱量，取矩形方陣k= 3，則天平的最大允許誤差所導致的不確定度：

一般稱取制備好的玉米試樣10.00 g，此時計算的相對不確定度為：

5.5 試樣水分含量測定引入的不確定度

按照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》的第一法直接干燥法，對實驗中玉米樣品的水分進行測定，測得玉米樣品的水分含量為12.9%，給定的雙平行水分結果的標準不確定度u=r/ 2.83，因此玉米樣品水分含量測定引入的不確定度為：

5.6 空白實驗消耗標準滴定液的體積引入的不確定度

取同一次稀釋的KOH標準滴定液進行10次重復實驗，實驗測定過程消耗空白標準滴定液的體積見表5。

表5 空白實驗消耗標準滴定液的體積重復測定結果

標準偏差：

測定過程中空白實驗消耗標準滴定液的體積引入的不確定度為：

5.7 合成不確定度

5.7.1 不確定度分量值列表

由于人為因素的影響，滴定體積引入的不確定度，不計入合成不確定度的計算中。玉米脂肪酸值不確定度分量值見表6。

表6 玉米脂肪酸值不確定度分量值

5.7.2 合成標準不確定度

合成相對不確定度：

合成標準不確定度為：

5.7.3 擴展不確定度

取包含因子k= 2，則擴展不確定度為：

5.7.4 結果報告

根據GB/T 2057—2015《玉米儲存品質判定規(guī)則》測定玉米脂肪酸值10平行測定結果為：x=43.4 mg/100 g ,U= 1.38 mg/100 g，結果不確定度報告X=（43.4±1.38）mg /100 g，k= 2。

通過分析測定玉米脂肪酸值的實驗過程，影響測定結果的各種因素相互獨立，對實驗結果影響最大的是測定過程中空白實驗消耗標準滴定液的體積導致的不確定度，其次是樣品水分含量測定引入的不確定度，是最主要的不確定度的來源，實驗過程中應特別重視以保障檢驗結果的穩(wěn)定、客觀[7]。

6 結 論

為了提高測定玉米肪酸值的準確性，應嚴格控制影響結果的各種因素。首先要對玉米的儲存?zhèn)}房的類型、儲存方式、扦樣過程、整體質量指標都要有全面的了解。包括玉米儲存方式、品種、生產年度、儲存期限、容重、水分、不完善粒的多少等等，這些都是影響玉米脂肪酸值發(fā)生變化的直接因素，可以幫助對結果的可靠性進行判斷。其次，控制測定玉米脂肪酸值的實驗過程是關鍵。包括環(huán)境溫度控制、樣品的分取與制備、儀器設備的正確使用、樣品的提取時間、提取時震蕩頻率、滴定節(jié)奏、終點判定、不確定度等等，這些都會影響脂肪酸值的測定結果?？傊?，脂肪酸值的測定有許多值得注意和研討的因素，每個檢驗員都要嚴格執(zhí)行標準，努力鉆研業(yè)務，在檢測過程中精益求精，準確高效地控制影響玉米脂肪酸值的因素。