碘量法測定堅果油的碘值
——推薦一個分析化學綜合實驗

鄧燕

成都石室中學，成都 610041

隨著我國居民生活水平的提高，堅果作為休閑食品越來越受到消費者的歡迎。堅果中富含油脂，油脂是人體需要的重要營養素之一，它在供給人體能量、合成人體細胞組織、合成生理活性物質、體內物質運輸等方面發揮重要作用[1]，尤其是不飽和脂肪酸甘油三酯，因人體無法合成，只能從食物中攝取，故將其基本結構中的不飽和脂肪酸稱作“必需脂肪酸”。因此，堅果油脂中不飽和脂肪酸的含量是評價堅果營養水平的重要指標。油脂中不飽和脂肪酸的測定方法有氣相色譜法[2]、高效液相色譜法[3]、質譜法[4,5]、傅里葉紅外光譜法[6]和核磁共振法[7,8]，以及傳統的碘值測定法[9]，其中基于碘量法的碘值測定法操作簡便，非常適合作為本科生定量分析化學實驗。

碘值，又稱碘價，是指100 g油脂在一定條件下吸收碘的克數[9]，碘值越高意味著油脂的不飽和度越高，一定程度上也意味著不飽和脂肪酸的含量越高。碘值的測定方法很多，如氯化碘-乙醇法、氯化碘-乙酸法、碘酊法、溴化法、溴化碘法等，其中較為廣泛采用的是氯化碘-乙酸法和碘酊法。本實驗采用氯化碘-乙酸法測定花生油和核桃油的碘值，并進行對比分析。

1 實驗目的

(1) 學習常見的樣品前處理技術，如萃取、減壓過濾、旋轉蒸發等；

(2) 進一步了解間接碘量法的原理和應用；

(3) 掌握定量分析數據處理方法。

2 實驗原理

在溶劑中溶解油脂，加入過量的氯化碘-乙酸溶液(韋氏液)，使油脂與氯化碘充分反應；再加入碘化鉀溶液，使之與剩余的氯化碘作用析出碘，并用硫代硫酸鈉定量測定析出的碘，同時做空白試驗。最后結合油脂的用量計算每100 g油脂吸收氯化碘的量，并換算成碘的克數，即碘值。

3 實驗部分

3.1 實驗用品

3.1.1 儀器

配置循環水泵(力辰科技SHZ-III)的旋轉蒸發儀(上海亞榮RE-2000B)和減壓過濾裝置，數顯恒溫磁力攪拌器(大龍興創MS-H280)，電子天平(Shimadzu AUY120，精度0.0001 g)，家用料理棒(九陽S5-F93)、碘量瓶(500 mL)、移液管(25 mL)、刻度吸量管(1 mL)、堿式滴定管(50 mL)。

3.1.2 試劑

重鉻酸鉀(基準試劑)購自科試試劑；氯化碘、冰乙酸、五水硫代硫酸鈉、碳酸鈉、碘化鉀、淀粉、濃鹽酸、異己烷均為分析純，購自成都科隆化工；花生和核桃均購自本地農貿市場(學生可依興趣自選堅果品種)。

3.1.3 溶液的配制

韋氏液：稱取15 g氯化碘溶于1000 mL冰乙酸。

0.1 mol·L?1硫代硫酸鈉標準溶液[10]：稱取25 g五水硫代硫酸鈉溶于300 mL新煮沸冷卻的去離子水，加入0.2 g碳酸鈉溶解后，用新煮沸冷卻的去離子水稀釋至1 L，貯存于棕色瓶中，放置7天后用重鉻酸鉀標定。

20%碘化鉀溶液：稱取20 g碘化鉀溶于80 mL去離子水中。

0.5 %淀粉溶液：稱取0.5 g淀粉溶于100 mL煮沸的去離子水中，冷卻備用。

6 mol·L?1鹽酸：取市售濃鹽酸100 mL，加100 mL去離子水稀釋。

3.2 實驗過程

3.2.1 Na2S2O3標準溶液的的標定

準確稱取已于120 °C烘干至恒重的基準重鉻酸鉀0.12 g左右于碘量瓶中，加入25 mL去離子水溶解，加2 g碘化鉀及5 mL 6 mol·L?1鹽酸，搖勻，放置暗處反應10 min。加50 mL去離子水，用Na2S2O3溶液滴定至淺黃色后，加2 mL淀粉溶液繼續滴定至溶液藍色恰好褪去且半分鐘無變化即為滴定終點，記錄所用Na2S2O3標準溶液的體積V1。重復測定2-3次，實驗數據記錄在表1中。

表1 Na2S2O3溶液標定實驗數據

3.2.2 堅果樣品中油脂的提取

工業上從堅果中提取油脂通常有壓榨法和浸取法[5]兩種方法，因浸取法更能體現化學實驗室進行樣品前處理的基本方法，故本實驗選取浸取法進行油脂的提取?；ㄉとテず蟮玫交ㄉ?，稱取適量花生仁(10.03 g)用料理棒進行機械研磨得到花生粉。將所有粉末全部轉移到燒杯中，加入15 mL異己烷進行浸取[6]，用磁力攪拌器在室溫下攪拌過夜。然后將所得混合物進行減壓過濾以除去濾渣，所得濾液轉移至圓底燒瓶(潔凈干燥，提前稱質量)，用旋轉蒸發儀在室溫下進行旋蒸以除去異己烷，獲得花生油，稱量其質量為4.11 g，4 °C冷藏保存待用。

核桃去核后得到核桃仁，按照處理花生仁的方法進行實驗，共用去核桃仁10.23 g，提取核桃油2.96 g，4 °C冷藏保存待用。

3.2.3 碘值的測定

準確稱取花生油0.2 g左右于500 mL碘量瓶中，加入20 mL異己烷，置于磁力攪拌器上使樣品溶解，用移液管準確移取25.00 mL韋氏液加入到樣品中，塞緊瓶塞，并用少量碘化鉀溶液封口，搖勻后放置暗處反應1 h后，沿瓶口加入10 mL 20%碘化鉀溶液，稍加搖動，以100 mL水沖洗瓶塞及瓶口后，用Na2S2O3標準溶液滴定至淡黃色，加入2 mL 0.5%淀粉溶液繼續滴至溶液藍色恰好褪去且半分鐘無變化即為終點，記錄所用Na2S2O3標準溶液的體積V(Na2S2O3)。重復測定2-3次，實驗數據記錄在表2中。

取核桃油脂進行上述相同實驗，并重復測定2-3次，實驗數據記錄在表2中。

3.2.4 空白樣品的測定

取20 mL異己烷于碘量瓶，用移液管準確移取25.00 mL韋氏液加入到碘量瓶，按3.2.3小節中方法進行測定，并重復2-3次。

4 實驗數據分析

4.1 Na2S2O3溶液的標定

一定量的K2Cr2O7與足量KI在酸性溶液中可以定量地析出I2：

用未知濃度的Na2S2O3溶液滴定生成的I2，發生反應：

由定量關系K2Cr2O7-3I2-6Na2S2O3可知Na2S2O3溶液濃度c按下式計算：

式中：c(Na2S2O3)為Na2S2O3溶液的準確濃度，單位為mol·L?1；m為基準試劑K2Cr2O7的準確質量，單位為g；V為消耗Na2S2O3溶液的體積，單位為mL。

根據表1數據計算出Na2S2O3濃度為0.0954 mol·L?1，此即實驗所用Na2S2O3標準溶液的濃度。

4.2 堅果樣品不飽和脂肪酸含量分析

樣品的碘值I·V按下式計算：

式中：c為Na2S2O3標準溶液的濃度，單位為mol·L?1；V0為空白樣品消耗Na2S2O3標準溶液的體積，單位為mL (實驗方法3.2.4中平行三次測得的平均值為40.68 mL)；V1為油脂樣品消耗Na2S2O3標準溶液的體積，單位為mL；m為油脂樣品的質量，單位為g。

油脂碘值測定數據及計算結果如表2所示。

表2 核桃和花生油脂中碘值測定結果

從表2中數據可以看出，花生油的碘值為80.74，核桃油的碘值為74.30。在不考慮產地、采摘批次等因素的情況下，花生油的碘值較高，且花生出油率比核桃高。因此，從油脂的不飽和度的角度來說，核桃不如花生有營養。當然堅果的營養價值除了參考不飽和脂肪酸的含量外，還需關注脂肪酸的種類及其他營養成分。

5 注意事項及教學建議

(1) 本實驗適合安排在定量分析化學基礎實驗結束后，學生有良好的滴定分析基礎和樣品前處理基本操作基礎。

(2) 本實驗實施時，應由學生獨立完成。在實驗預習階段，充分了解碘值法測定油脂碘值的原理及操作注意事項。

(3) 實驗所需溶液較多(包括韋氏液、0.1 mol·L?1硫代硫酸鈉標準溶液、20%碘化鉀溶液、0.5%淀粉溶液、6 mol·L?1鹽酸)，為節約課時，建議由實驗室統一配制。

(4) 建議實驗分兩階段完成(共12時)，第一階段為油脂的提取和硫代硫酸鈉標準溶液的標定，第二階段為滴定分析油脂的碘值?？紤]到油脂的萃取需過夜攪拌，建議實驗在第一天的下午開始，完成標定、粉碎并開始萃取(4學時)，第二天完成減壓過濾、旋轉蒸發和滴定分析(共8學時)。

(5) 若減壓過濾儀器緊張，可安排一部分學生用離心的方式來實現萃取后樣品的分離。

(6) 堅果品種由學生自選(至少兩種)，若學時有限，可考慮去掉油脂的提取部分，直接用商品化的食用油，如橄欖油、花生油甚至調和油等作為分析對象。

6 結語

本文介紹了一個涵蓋樣品前處理和組分測定的定量分析化學綜合實驗。實驗內容包括堅果中油脂的提取和油脂不飽和度的定量分析。本實驗作為探究性實驗已經在高中化學興趣小組開展兩年，在實驗過程中，學生不但接觸到了液相萃取、減壓過濾、旋轉蒸發等實用的樣品前處理方法，還在酸堿中和滴定的基礎上，進一步認識了氧化還原滴定的原理和應用，開拓了高中生的視野，同時也激發了他們的學習興趣、培養了解決實際問題的能力。作者在指導高中生的過程中，多次查閱分析化學實驗相關的大學教材，認為本實驗不僅能夠鞏固化學專業本科生的化學理論知識、訓練基本的實驗操作，而且還能夠很好地培養他們分析解決問題的綜合能力。